Главная страница
qrcode

Стивен Хокинг - Черные дыры и молодые вселенные. Genre sci phys Author Info


Скачать 253.39 Kb.
НазваниеGenre sci phys Author Info
АнкорСтивен Хокинг - Черные дыры и молодые вселенные.PDF
Дата09.02.2017
Размер253.39 Kb.
Формат файлаpdf
Имя файлаStiven_Khoking_-_Chernye_dyry_i_molodye_vselennye.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипКнига
#8592
страница1 из 8
Каталогevgeny_parkhomenko_93

С этим файлом связано 71 файл(ов). Среди них: Dzheff_Strong_-_Domashnyaya_studia_zvukozapisi_dlya__39_ChAJNIKO, Slovar_amerikanskoy_istorii_do_1914_M__1997.pdf и ещё 61 файл(а).
Показать все связанные файлы
  1   2   3   4   5   6   7   8

Genre sci_phys
Author Info
Стивен В. Хокинг
Черные дыры и молодые вселенные
Книга представляет собой сборник статей выдающегося физика современности Стивена Хокинга,
написанных им в период с 1976 по 1992 год. Это и автобиографические очерки, и размышления автора о философии науки, о происхождении Вселенной и ее дальнейшей судьбе. Эссе написаны ярко и увлекательно, серьезнейшие проблемы науки, отраженные в них, в изложении Хокинга доступны пониманию каждого читателя.
Черные дыры и молодые вселенные
Введение
Эта книга представляет собой сборник статей – от автобиографических очерков до размышлений о философии науки, – написанных мною в период с 1976 по 1992 год в попытках объяснить тот жгучий интерес, который я испытывал к науке и Вселенной. Книга завершается стенограммой передачи
«Диски необитаемого острова», где я рассказываю о себе. В Великобритании есть такая программа:
гостю предлагают представить себя на необитаемом острове и просят выбрать восемь музыкальных дисков, с которыми он предпочел бы коротать время до своего вызволения. К счастью, мне не пришлось слишком долго ждать возвращения к цивилизации.
Статьи были написаны в течение шестнадцати лет и отражают уровень моих знаний на то время, –
надеюсь, с годами они возросли, поэтому я снабдил каждую статью датой и пояснением, по какому случаю она появилась. Все они создавались как законченные произведения, и потому от повторений никуда не деться. Я постарался уменьшить их количество, но кое-что все равно осталось.
Множество статей этой книги предназначались для устного изложения. Мое произношение всегда было нечетким, так что мне приходилось передавать проведение лекций и семинаров другим – как правило, комунибудь из моих практикантов, тому, кто хорошо меня понимал, а текст озвучивал лучше. Однако в 1985 году, после операции, я совсем утратил способность говорить и на некоторое время остался безо всяких средств общения. В конце концов я вооружился компьютерной системой и замечательным речевым синтезатором. К своему удивлению, я обнаружил в себе способности выступать перед большой аудиторией. Мне нравилось объяснять научные теории и отвечать на вопросы. Конечно, еще нужно учиться и учиться, чтобы совершенствовать эти способности, но надеюсь, я делаю успехи – о чем можете судить сами, читая эти страницы.
Я не согласен с мнением, что Вселенная – это загадка, нечто не поддающееся пониманию и анализу,
то, о чем можно получить лишь интуитивное представление. Я чувствую, что такое воззрение несправедливо по отношению к научной революции во всех областях мироздания, начатой почти четыреста лет назад Галилеем и продолженной Ньютоном. Эти двое показати, что по крайней мере некоторые части Вселенной ведут себя не произвольным образом, а подчиняются точным математическим законам. За прошедшие годы мы распространили результаты Галилея и Ньютона почти на все области. Теперь у нас есть математические законы, управляющие всем, с чем мы обычно сталкиваемся. И мерилом нашего успеха является факт расходования миллиардов фунтов на постройку гигантских машин, разгоняющих частицы до такой высокой энергии, что мы еще не
знаем, к чему приведет их столкновение. Частицы с такой высокой энергией не встречаются на Земле в обычных условиях, поэтому огромные затраты на их исследования могут показаться чисто академическими и не очень нужными. Но такие частицы могли встречаться, когда Вселенная была молодая, и потому, если мы хотим понять, как она возникла, то должны выяснить, что происходит при этих энергиях.
Мы еще очень многого не знаем о Вселенной, многого не понимаем. Но уже достигнутый нами прогресс, в частности за последние сто лет, должен воодушевить нас и придать уверенности в том,
что полное понимание – в границах возможного. Думаю, мы не обречены вечно бродить на ощупь в темноте. Совершив рывок к созданию полной теории Вселенной, мы станем ее истинными хозяевами.
Научные статьи этой книги были написаны в надежде, что Вселенная подчиняется какому-то порядку, который сейчас мы можем постигнуть отчасти, а полностью – не в таком уж далеком будущем. Возможно, эта надежда всего лишь мираж; возможно, никакой окончательной теории нет,
а даже если и есть, мы можем никогда ее не узнать. Но, несомненно, лучше стремиться к полному пониманию, чем отчаяться в человеческом разуме.
Стивен Хокинг 31 марта 1993 г
1. Детство1
Я родился 8 января 1942 года, ровно через триста лет после смерти Галилея. Однако, по моим оценкам, в этот день родилось еще двести тысяч детей. Не знаю, заинтересовался ли астрономией кто-либо из них. Я появился на свет в Оксфорде, хотя мои родители жили в Лондоне. Так вышло потому, что во время Второй мировой войны Оксфорд был хорошим местом для рождения: немцы согласились не бомбить Оксфорд и Кембридж при условии, что англичане не будут бомбить
Гейдельберг и Гёттинген. Жаль, что такое цивилизованное соглашение не распространялось на другие города.
Мой отец был родом из Йоркшира. Его дед, мой прадед, был зажиточным фермером. Он купил слишком много ферм и обанкротился во время депрессии в сельском хозяйстве в начале XX века.
Это поставило родителей моего отца в очень затруднительное положение, но им все же удалось послать сына в Оксфорд изучать медицину. Позже он занялся исследованиями в области тропических болезней и в 1937 году уехал в Восточную Африку, а когда началась война, совершил поездку через весь континент, чтобы на корабле вернуться в Англию и пойти добровольцем в армию.
Однако отцу сказали, что большую ценность он представляет, занимаясь медицинскими исследованиями.
Моя мать родилась в Глазго, в семье врача, где была вторым ребенком из семи. Когда ей было двенадцать лет, они переехали на юг, в Девон. Как и семья моего отца, семья матери не очень преуспевала. Тем не менее родители смогли послать дочь в Оксфорд. По окончании Оксфорда она сменила много разных мест работы, в том числе была налоговым инспектором, что ей очень не нравилось. Эту должность она оставила, чтобы стать секретаршей, и в таком качестве в первые ходы войны встретила моего отца.
Мы жили в Хайгейте, на севере Лондона. Моя сестра Мэри родилась через восемнадцать месяцев после меня. Говорят, я не приветствовал ее появление. Все детские годы между нами были определенные трения, подпитываемые незначительной разницей в возрасте. Однако во взрослой
жизни эти трения исчезли, поскольку каждый из нас пошел своим путем. Мэри стала врачом, чем порадовала отца. А младшая сестренка Филиппа родилась, когда мне было около пяти лет и я уже понимал происходящее. Помню, что я с радостью ожидал ее появления, чтобы можно было играть втроем. Филиппа была очень впечатлительным и восприимчивым ребенком. Я всегда с уважением относился к ее суждениям и мнениям. Мой брат Эдвард появился много позже, когда мне было четырнадцать, поэтому он не вошел в мои детские воспоминания. Эдвард сильно отличался от нас троих: в нем не было ни капли академичности, и он не был интеллектуалом. Возможно, это оказалось и к лучшему. Эдвард был довольно трудным ребенком, что не помешало ему стать всеобщим любимцем.
Мои самые ранние воспоминания – как я остался в яслях Байрон-Хауза в Хайгейте и оглушительно ревел. Мне казалось, что все дети вокруг играют в какие-то чудесные игрушки. Я тоже хотел поиграть с ними, но мне было всего полтора года и меня впервые оставили с незнакомыми людьми.
Думаю, родители слегка удивились моей реакции, потому что я был их первым ребенком и они следовали книжкам по воспитанию детей, а там было написано, что детям следует начинать социальное общение в два года. Но после того жуткого утра меня забрали и еще полтора года не отдавали в Байрон-Хауз.
Тогда, во время войны и сразу после нее, Хайгейт был районом, где жил академический и научный народ. В другой стране их бы назвали интеллектуалами, но англичане не допускают, что и у них есть интеллектуалы. Все эти родители посылали детей в школу Байрон-Хауз, очень прогрессивную для того времени. Помню жалобы на моих родителей, что они ничему меня не учат. Они не верили в принятый тогда способ вдалбливания знаний, а старались научить читать исподволь, чтобы ты и не понимал, что тебя чему-то учат. В конце концов читать я все же научился, но только в довольно зрелом, восьмилетнем возрасте. Мою сестру учили более традиционными методами, и она умела читать уже к четырем годам. Впрочем, она была определенно способнее меня.
Мы жили в высоком и узком доме викторианской эпохи, который мои родители купили по дешевке во время войны, когда все думали, что бомбежки сровняют Лондон с землей. И в самом деле, в несколько домов по соседству попали ракеты «Фау-2». В это время меня с матерью и сестрой не было, но отец находился дома. К счастью, он не пострадал, и дом тоже серьезно не повредило. Но еще несколько лет неподалеку оставались развалины, где мы часто играли с моим другом Говардом,
жившим через дом от нас, чуть подальше от этих развалин. Говард стал для меня открытием, потому что его родители не были интеллектуалами, в отличие от родителей всех остальных моих знакомых детей. Он ходил в муниципальную школу, а не в Байрон-Хауз и разбирался в футболе и боксе –
видах спорта, интересоваться которыми моим родителям и в голову не могло прийти.
Другое раннее воспоминание – игрушечная железная дорога. Игрушки во время войны не выпускались – по крайней мере, для продажи в частные руки. Но игрушечные поезда были моей страстью. Отец попробовал сделать мне деревянный поезд, но меня это не удовлетворило, потому что хотелось что-то работающее. Тогда отец купил подержанный заводной поезд, при помощи паяльника починил его и подарил мне, трехлетнему карапузу, на Рождество. Тот поезд не очень-то хороню работал. Но сразу после войны отец съездил в Америку и, вернувшись на «Куин Мэри»,
привез матери несколько нейлоновых вещей, в то время недоступных в Великобритании, сестре
Мэри – куклу, которая закрывала глаза, когда ее укладывали, а мне – американскую игрушечную
железную дорогу с рельсами в виде восьмерки. У паровозика был даже отбрасыватель – железная решетка спереди. До сих пор помню свой восторг, когда я открыл коробку.
Заводные поезда были прекрасны, но чего мне действительно не хватало – так это электрической железной дороги. В конце концов, потихоньку от родителей, я взял из Почтового банка весь свой скромный капитал, накопленный из сумм, подаренных мне по особым случаям вроде крестин, и потратил эти деньги на электрическую железную дорогу. Однако, к моему большому разочарованию,
работала она не слишком хорошо. Теперь, когда мы знаем о правах потребителя, я бы вернул покупку обратно и потребовал от магазина или от производителя замены, но в те годы считалось удачей купить хоть что-то, а если попался брак – что ж: значит, вам не повезло. Поэтому я заплатил еще и за починку электромотора в паровозике, но он так и не заработал как следует.
Позже, уже на втором десятке лет, я делал модели аэропланов и кораблей. Особым мастерством я никогда не отличался, но мне помогал мой школьный товарищ Джон Мак-Кленан, более умелый, к тому же у его отца в доме была мастерская. Я всегда стремился делать работающие модели,
которыми можно было бы управлять, а их внешний вид меня не заботил. Думаю, это и привело меня вместе с другим моим школьным товарищем, Роджером Фернихоком, к изобретению целого ряда очень сложных игр. Например, у нас была такая «промышленная» игра: заводы производили разноцветные детали, для перевозки которых прокладывались шоссе и железные дороги, и к тому же была еще фондовая биржа. А еще игра в войну, в которую играли на доске с четырьмя тысячами клеток, и «феодальная» игра, где каждый игрок представлял целую династию с генеалогическим древом. Думаю, эти игры, так же как железные дороги, корабли и аэропланы, рождались из моего стремления понять, как что работает и как этим управлять. Когда я начал свою диссертацию, это стремление помогло мне в исследованиях в области космологии. Если понимаешь, как устроена
Вселенная, то некоторым образом можешь ею управлять.
В 1950 году учреждение, где работал мой отец, переехало из Хэмпстеда, неподалеку от Хайгейта, в заново построенный Национальный институт медицинских исследований в Милл-Хилле, на северной окраине Лондона. Чем ездить туда из Хайгейта, казалось разумнее переехать из Лондона за город. Поэтому мои родители купили дом неподалеку от собора в Сент-Олбансе – городке милях в десяти к северу от Милл-Хилла и в двадцати милях от самого Лондона. Это был просторный дом викторианской эпохи, довольно изящный и оригинальный. У родителей тогда не было лишних денег,
и им пришлось над ним немало потрудиться, прежде чем мы смогли туда переехать. Позже мой отец,
как потомственный йоркширец, отказался платить за дальнейший ремонт, а лишь старался поддерживать здание таким, как есть, и иногда подкрашивать. Дом был велик, а отец не отличался большим умением в подобных работах, однако здание было построено прочно и выдержало такое небрежное отношение. Родители продали его в 1985 году, когда отец серьезно заболел (он умер в
1986-м). Недавно я видел этот дом. Похоже, никто его больше не ремонтировал, но внешне он почти не изменился.
Дом был рассчитан на семью с прислугой, и на панели рядом с кухней можно было увидеть, из какой комнаты позвонили. Конечно, прислуги у нас не было, но моя первая спальня располагалась в комнате, по форме напоминавшей букву «Г». Наверное, в ней раньше жили горничные. Я поделился своим предположением с двоюродной сестрой Сарой, которая была чуть старше меня и которую я обожал. Она сказала, что нам будет здорово на новом месте. Одним из преимуществ той комнаты
была возможность вылезать через окно на крышу сарая, где держали велосипеды, а оттуда спрыгивать на землю.
Сара была дочерью Джанет, старшей сестры моей матери. Джанет выучилась на врача и вышла замуж за психоаналитика. Они жили в похожем доме в Харпендене – деревне в пяти милях к северу.
Отчасти потому мы и поселились в Сент-Олбансе. Я был рад оказаться рядом с Сарой и часто ездил на автобусе в Харпенден. Сам Сент-Олбанс располагался неподалеку от развалин древнеримского города Веруламиум, который когда-то являлся самым значительным после Лондона римским поселением в Британии. В Средние века там находился самый богатый в Британии монастырь. Его построили на месте Сент-Олбансских мощей – гробницы римского центуриона, который, по преданию, был первым человеком в Британии, казненным за христианскую веру. Все, что осталось от того аббатства, – огромная и довольно безобразная церковь да старые пристройки к монастырским воротам, где теперь располагается часть сент-олбансской школы, в которую я позже ходил.
Сент-Олбанс был довольно дремучим и консервативным местом по сравнению с Хайгейтом и
Харпенденом. Мои родители ни с кем там не подружились – отчасти по собственной вине, поскольку от природы были нелюдимы, особенно отец, – но свою роль сыграло и то, что Сент-Олбанс населяли люди совсем другого сорта: никого из родителей моих школьных друзей нельзя было назвать интеллектуалами.
В Хайгейте наша семья казалась вполне нормальной, но в Сент-Олбансе, думаю, нас определенно считали чудаками. Этому способствовало и поведение моего отца, который совершенно не заботился о внешности, если это позволяло сэкономить деньги. В молодости он жил в очень бедной семье, что оставило свой отпечаток. Отец терпеть не мог тратить деньги на собственный комфорт даже потом,
когда мог себе это позволить. Он отказывался установить центральное отопление, хотя страшно мерз, а вместо этого надевал несколько свитеров и поверх них халат. Тем не менее по отношению к другим он был очень щедр.
В пятидесятые годы ему казалось, что мы не можем позволить себе новый автомобиль, и потому он купил довоенное лондонское такси; вместе с отцом мы собрали металлический гараж. Соседи негодовали, но ничего не могли поделать. Как большинство мальчишек, я чувствовал потребность быть как все и стеснялся родителей. Но никогда не досаждал им.
Когда мы впервые приехали в Сент-Олбанс, меня отдали в школу для девочек, куда, несмотря на ее название, принимали мальчиков до десяти лет. Прошел семестр, и отец отправился в одну из своих ежегодных поездок в Африку, в этот раз на более продолжительное время, почти на четыре месяца.
Чтобы не чувствовать себя брошенной, мать взяла нас с сестрами к своей школьной подруге Берил,
вышедшей замуж за поэта Роберта Грейвса. Они жили в деревне Дея на испанском острове Майорка.
После войны прошло всего пять лет, и испанский диктатор Франсиско Франко, бывший союзник
Гитлера и Муссолини, еще был у власти. (Вообще-то он оставался у власти еще двадцать лет.) Тем не менее моя мать, до войны состоявшая в Лиге молодых коммунистов, с тремя детьми отправилась поездом и пароходом на Майорку. В Дее мы сняли дом и прекрасно проводили там время. Меня с сестрами отдали на попечение Уильяму, воспитателю сына Роберта. Это был протеже Грейвса, и его больше занимало написание сценариев для Эдинбургского фестиваля, чем наше обучение. Поэтому он каждый день заставлял нас читать какую-нибудь главу из Библии и писать по ней сочинение.
Цель была – преподать нам красоту английского языка. До моего отъезда мы прошли все Бытие и
часть Исхода. Из этого обучения я постиг, пожалуй, одно: нельзя начинать предложение с союза «и».
Но когда я заметил, что в Библии большинство предложений именно так и начинается, мне сказали,
что со времен короля Якова2 английский язык сильно изменился. В таком случае, возразил я, зачем же нам читать Библию? Но все доводы были напрасны. В то время Роберт Грейвс увлекался символизмом и мистицизмом в Библии.
Когда я вернулся с Майорки, меня на год отдали в другую школу, а потом я прошел так называемый экзамен «одиннадцать-плюс». Это был тест интеллектуальных способностей для тех, кто хотел получить государственное образование. Теперь этот тест отменен, в основном из-за того, что множество детей из среднего класса проваливались на нем и их отдавали в неакадемические школы.
Но тесты и экзамены я всегда сдавал лучше, чем учился в течение года, так что успешно прошел и этот и получил бесплатное место в местной сент-олбансской школе.
Когда мне исполнилось тринадцать, отец решил попробовать отдать меня в Вестминстерскую школу,
одну из самых привилегированных, то есть частных, школ. В то время образование четко разделялось по классовому принципу. Отец считал, что его неумение вести себя и отсутствие связей не позволили ему взять верх над людьми не такими одаренными, но стоящими на более высокой ступени в обществе. Поскольку мои родители были не очень богаты, мне приходилось бороться за свое образование. Однако экзамены я проболел и потому остался в сент-олбансской школе, где получил образование не хуже, если не лучше, чем получил бы в Вестминстере. Отсутствие же светскости меня никогда не затрудняло.
Английское образование в то время имело строгую иерархическую структуру. Школы не только разделялись на академические и неакадемические, но и академические делились на потоки А, В и С.
Это давало преимущество учащимся потока А над учащимися потока В, а те, кто учился на С,
вообще чувствовали себя ущемленными. По результатам экзамена «одиннадцать-плюс» меня приняли на поток А, но по истечении года всех в классе, кто не вошел в первую двадцатку, перевели на поток В. Это был страшный удар по самолюбию, от которого некоторые так и не оправились. В
мои первые два семестра в Сент-Олбансе я был по успеваемости двадцать четвертым и двадцать третьим, но в третьем семестре оказался восемнадцатым и избежал этой участи.
В классе я всегда был середнячком (это был очень способный класс). Тетради у меня были страшно неаккуратными, а почерк приводил учителей в отчаяние. Но одноклассники прозвали меня
Эйнштейном – наверное, чувствовали какие-то задатки. Когда мне исполнилось двенадцать, один из моих друзей поспорил с другим на мешок конфет, что из меня ничего не выйдет. Не знаю,
разрешился ли когда-нибудь этот спор и в чью пользу.
У меня было шесть-семь близких друзей, и с большинством из них я по-прежнему поддерживаю контакт. Мы часто подолгу спорили на самые разные темы – от радиоуправляемых моделей до религии и от парапсихологии до физики. Одна из тем касалась природы Вселенной и вопроса о том,
нужен ли был Бог для ее создания и приведения в движение. Я слышал, что свет от удаленных галактик смещается к красному краю спектра, и это якобы означало; что Вселенная расширяется (а смещение к синему краю свидетельствовало бы о ее сжатии). Но я не сомневался, что для смещения к красному краю существует другая причина. Может быть, свет просто уставал и оттого краснел по пути к нам. Неизменность и вечность основ Вселенной казались гораздо более естественными.
Только через пару лет работы над диссертацией я понял свое заблуждение.

В последние два года моей учебы в школе я решил специализироваться в математике и физике. У нас был просто одержимый учитель математики, мистер Тахта, а в школе только что отстроили новый кабинет математики, где мы и размещались. Мой отец был против. Он думал, что математик сможет работать только учителем. А ему очень хотелось, чтобы я занялся медициной. Я же не проявлял к биологии ни малейшего интереса. Она казалась мне слишком описательной и недостаточно фундаментальной. К тому же в школе биология не считалась престижной. Самые способные ребята занимались физикой и математикой, а биологией – менее одаренные. Отец знал, что биолога из меня не выйдет, но заставлял серьезно учить химию, а математику лишь чуть-чуть. Он считал, что с выбором научных предпочтений не нужно торопиться. Теперь я профессор математики, но так и не получил никакого формального математического образования с тех пор, как в семнадцать лет окончил сент-олбансскую школу. Все мои математические знания я нахватал между делом. Я
частенько курировал кембриджских студентов последнего курса и осваивал лекции всего за неделю до них.
Отец по долгу службы исследовал тропические болезни и часто брал меня с собой в лабораторию в
Милл-Хилле. Мне это нравилось – особенно смотреть в микроскоп. Он часто водил меня в помещение с насекомыми, где держал москитов, инфицированных тропическими болезнями. Там мне всегда было тревожно, так как казалось, что несколько москитов летают на свободе. Отец был очень трудолюбив и предан своим исследованиям, но всегда был готов повздорить, так как ему казалось, что другие, менее подготовленные, но имевшие соответствующее родство и связи, могут обойти его. Он предостерегал меня от таких людей, но я думал, что физика несколько отличается от медицины. Не важно, в какую школу ты ходил или чей ты родственник, – важно, что ты делаешь.
Меня всегда очень интересовало, как что работает, и я часто разбирал всякие механизмы, чтобы посмотреть, как они устроены, но собрать их снова уже не мог. Практические способности у меня всегда отставали от теоретических. Отец поощрял мой интерес к науке и даже натаскивал меня по математике, пока я не превзошел его. Вот с таким багажом, да еще учитывая работу отца, мне казалось естественным заняться научными исследованиями. В детстве я не видел разницы между науками, но в тринадцать-четырнадцать лет понял, что хочу заниматься физикой, поскольку из всех наук это самая фундаментальная. И это несмотря на то, что в школе физика была самым скучным предметом, поскольку все в ней казалось легким и очевидным. Химия представлялась куда веселее,
так как предполагала всякие происшествия, вроде взрывов. Но физика и астрономия давали надежду понять, откуда мы взялись и почему мы здесь. Мне хотелось погрузиться в отдаленные глубины
Вселенной. Возможно, до какой-то степени мне это удалось, но еще так много всего хочется узнать.
2. Оксфорд и Кембридж
Мой отец очень хотел, чтобы я поступил в Оксфорд или Кембридж. Сам он учился в Юниверсити- колледже в Оксфорде и потому думал, что мне тоже стоит пойти туда, так как у меня больше шансов поступить. В то время в совете Юниверсити-колледжа не было ни одного математика, и это явилось второй причиной, по которой, как он полагал, я должен был заняться химией и попытаться получить естественно-научное образование, а не математическое.
Остальные члены семьи уехали на год в Индию, но мне пришлось остаться, чтобы закончить школу и поступить в университет. Директор школы считал меня слишком молодым для Оксфорда, но в марте 1959 года я поехал туда держать экзамен вместе с двумя ребятами, закончившими школу на
год раньше. Я был убежден, что подготовлен плохо, и меня угнетало, что во время практического экзамена университетские преподаватели подходили говорить с другими, а не со мной. Однако через несколько дней после возвращения из Оксфорда я получил телеграмму с сообщением, что поступил.
Мне было семнадцать, а большинство других студентов на курсе уже прошли службу в армии и были много старше. Весь первый курс и часть второго я чувствовал себя довольно одиноко и только на третьем ощутил себя действительно счастливым. В то время в Оксфорде преобладало враждебное отношение к труду. Предполагалось, что или твои способности позволяют не прикладывать никаких усилий, или же ты признаешь свою ограниченность и получаешь «неуды». Усердно же работать,
чтобы получить более высокую оценку, считалось признаком серости – страшнейший эпитет в оксфордском лексиконе.
В то время курс физики в Оксфорде был построен так, что избежать работы не представляло большой сложности. Я сдал один экзамен до приезда туда, а потом за три года пришлось сдать лишь выпускной экзамен. Однажды я подсчитал, что за три года пребывания в Оксфорде выполнил работ примерно на тысячу часов – в среднем час в день. Я не горжусь тем, что мало работал, а просто описываю свои воззрения того времени, и такие же взгляды были у большинства моих товарищей;
они чувствовали только скуку и считали, что нет такой цели, для достижения которой стоит прилагать усилия. Одним из результатов моей болезни является полная перемена воззрений: зная,
что можешь рано умереть, понимаешь – жизнь стоит того, чтобы ее прожить, и есть множество вещей, которые надо сделать.
Поскольку занимался я мало, то планировал сдать выпускной экзамен, рассматривая проблемы теоретической физики и избегая вопросов, требующих фактических знаний. Однако в ночь перед экзаменом из-за нервного напряжения я не мог уснуть и отвечал не блестяще. Моя оценка оказалась на грани между «хорошо» и «отлично», и, чтобы окончательно определиться, экзаменаторы задавали дополнительные вопросы. Они спросили о моих планах на будущее, и я ответил, что хотел бы заняться исследовательской работой. Если бы мне поставили «отлично», я бы отправился в
Кембридж, если всего лишь «хорошо» – остался бы в Оксфорде. Мне поставили «отлично».
Я видел для себя две фундаментальные области теоретической физики, которыми мог бы заняться:
одна – космология, изучение необъятного, другая – элементарные частицы, изучение бесконечно малого. Элементарные частицы казались мне менее привлекательными, потому что для них не было соответствующей теории, несмотря на то что ученые все время находили множество новых частиц.
Исследователи просто разбивали их на семейства, как в ботанике. А в космологии существовала хорошо проработанная теория – общая теория относительности Эйнштейна.
Но в Оксфорде тогда никто не занимался космологией, а в Кембридже работал Фред Хойл –
выдающийся астроном того времени. Я подал заявку, чтобы работать над диссертацией у Хойла.
Заявка была принята, так как я получил «отлично», но меня опечалило, что моим руководителем стал не Хойл, а некто по имени Денис Сиама, о котором я ничего не слышал. Однако потом оказалось, что это было и к лучшему: Хойл проводил много времени за границей, и, вероятно, я бы не часто с ним виделся, а Сиама был на месте и всегда подстегивал меня, хотя зачастую я и не разделял его идей.
Поскольку и в школе, и в Оксфорде я мало занимался математикой, общая теория относительности показалась мне сначала трудной, и я не сильно в ней продвинулся. К тому же в последний год своего пребывания в Оксфорде я заметил, что становлюсь все более неуклюжим в движениях. Вскоре по
приезде в Кембридж мне поставили диагноз АБС – амиотрофический боковой склероз, или нейромоторное заболевание, как его называют в Англии (в Соединенных Штатах его называют также болезнью Лу Герига). Врачи не могли предложить никакого лечения и не давали гарантий, что мое состояние не ухудшится.
Сначала болезнь как будто прогрессировала довольно быстро. В своих исследованиях я не видел большого смысла, поскольку не предполагал дожить до получения докторской степени. Однако время шло, а развитие болезни словно замедлилось. К тому же я начал постигать общую теорию относительности и продвинулся в своей работе. Но по-настоящему все изменила моя помолвка с девушкой по имени Джейн Уайлд, с которой я познакомился примерно в то же время, когда мне поставили диагноз. Это дало мне стимул к жизни.
Раз мы собирались пожениться, я должен был получить место, а для получения места нужно было закончить диссертацию. Поэтому я впервые в жизни принялся за работу. К моему удивлению, мне это понравилось. Возможно, не совсем правильно называть это работой. Кто-то однажды сказал:
ученые и проститутки берут деньги за то, что им самим доставляет удовольствие.
Я решил подать заявку на должность научного сотрудника в Гонвилл-энд-Кейс-колледже и надеялся,
что Джейн напечатает ее, но, когда она приехала ко мне в Кембридж, ее рука была в гипсе – перелом.
Должен признать, я проявил меньше сочувствия, чем следовало бы. Сломана была левая рука, и
Джейн смогла под мою диктовку написать заявку, а я нашел того, кто ее напечатал.
В заявке нужно было назвать двух людей, которые могли бы дать отзыв о моих работах. Мой руководитель предложил попросить отзыв у Германа Бонди. Бонда был профессором математики в лондонском Кингс-колледже, специалистом но общей теории относительности. Я встречался с ним пару раз, он видел одну мою статью в журнале «Просидингс оф зе Ройял Сосаети», и после лекции,
которую Бонди читал в Кембридже, я попросил его дать отзыв. Он взглянул на меня и сказал, что даст, но, очевидно, меня не вспомнил, поскольку, когда к нему обратились по этому поводу из колледжа, Бонди ответил, что никогда обо мне не слышал. Сейчас поступает очень много заявок на место научного сотрудника, и если одно из указанных в заявке лиц говорит, что не знает заявителя,
это конец. Но в то время к подобному относились спокойнее. Из колледжа мне написали об обескураживающем ответе одного рецензента, и мой руководитель связался с Бонди и освежил его память. После этого Бонди написал мне отзыв – наверное, лучше, чем я заслуживал, и с тех пор я научный сотрудник Кейс-колледжа.
Получение места означало, что мы с Джейн можем пожениться. В июле 1965 года мы это и сделали.
В качестве свадебного путешествия мы провели неделю в Суффолке – это все, что нам позволяли средства. Потом отправились на летние курсы по общей теории относительности при Корнелльском университете на севере штата Нью-Йорк. Это было ошибкой. Мы поселились в общежитии, полном супружеских пар с шумливыми маленькими детьми, и это придало странный оттенок нашему браку.
Однако в других отношениях летние курсы оказались для меня очень полезны, так как я встретился со многими корифеями в этой области.
До 1970 года мои исследования касались космологии, изучения Вселенной в крупном масштабе. Моя самая значительная работа в этот период была о сингулярностях. Наблюдения отдаленных галактик показывали, что они движутся от нас, – Вселенная расширяется. Это подразумевало, что в прошлом галактики должны были быть ближе друг к другу. Возникал вопрос: было ли в прошлом такое время,
когда галактики находились все вместе и плотность Вселенной была бесконечной? Или до того была фаза сжатия, когда галактикам удалось избежать столкновения? Возможно, они пронеслись мимо друг друга и начали разлетаться? Для ответа на этот вопрос требовались новые математические методы. Они были разработаны в 1965-1970 годах, главным образом Роджером Пенроузом и мной.
Пенроуз тогда работал в Биркбек-колледже в Лондоне, сейчас он в Оксфорде. Воспользовавшись этими методами, мы показали, что если общая теория относительности верна, то в прошлом должно было быть состояние с бесконечной плотностью.
Такое состояние с бесконечной плотностью называется сингулярностью Большого Взрыва. Это означает, что, если общая теория относительности верна, наука не могла бы рассчитать, как возникла
Вселенная. Однако моя более поздняя работа показывает, что если принять во внимание теорию квантовой физики – теорию мельчайших частиц, то все-таки можно рассчитать, как возникла
Вселенная.
Общая теория относительности также утверждает, что массивные звезды, когда израсходуют свое ядерное топливо, сожмутся внутрь себя. Работа, которую проделали мы с Пенроузом, показывает,
что они будут продолжать сжиматься, пока не достигнут сингулярности, или бесконечной плотности.
Эта сингулярность стала бы концом времени – по крайней мере для звезды и всего сущего на ней.
Гравитационное поле сингулярности было бы столь сильным, что свет не мог бы вырваться из области вокруг нее, а затягивался бы этим полем назад. Область, из которой невозможно вырваться,
называется черной дырой, а ее границы – горизонтом событий. Все, что падает в черную дыру через горизонт событий, приходит к концу времени в этой сингулярности.
Однажды ночью (это было в 1970 году, вскоре после рождения моей дочери Люси) я размышлял о черных дырах, и вдруг меня осенило, что многие из разработанных Пенроузом и мною методов для доказательства сингулярностей можно применить и к черным дырам. В частности, область горизонта событий, граница черной дыры, не может уменьшаться со временем. И если две черные дыры столкнутся и сольются в одну, то площадь горизонта событий получившейся дыры будет больше суммы площадей горизонтов исходных черных дыр. Это накладывает существенное ограничение на величину энергии, которая выделится при столкновении. Я был так взволнован, что заснуть в ту ночь уже не мог.
С 1970 по 1974 год я работая в основном над черными дырами. Но в 1974-м я сделал, возможно, мое самое удивительное открытие: черные дыры не совершенно черные! Если принять в расчет мелкомасштабное поведение материи, частицы и излучение могут просочиться из черной дыры: она испускает излучение, словно горячее тело.
С 1974 года я работаю над приведением общей теории Относительности и квантовой механики в одну согласованную теорию. Одним из результатов этого стало предположение, сделанное мной в
1983 году вместе с Джимом Хартлом из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре: время и пространство конечны, но не имеют границ или краев. Это можно сравнить с поверхностью Земли,
но не в трех, а в пяти измерениях. Земная поверхность не бесконечна, но границ не имеет. Сколько я ни путешествовал, мне так и не удалось упасть с края мира. Если бы данное предположение оказалось верно, не было бы никаких сингулярностей и научные законы выполнялись бы везде, в том числе и в начале Вселенной. Как возникла Вселенная, можно было бы определить научными законами. Я бы удовлетворил свои амбиции и открыл, как возникла Вселенная. Но я так и не знаю,
почему она возникла.
3. Моя жизнь с АБС3
Меня довольно часто спрашивают: «Что вы думаете о своей болезни?» И я отвечаю: «Я не очень много о ней думаю. Стараюсь по мере возможности жить как нормальный человек, не задумываться о своем состоянии и не жалеть о том, что оно чего-то не позволяет мне делать. Да таких вещей не так уж и много».
Когда обнаружилось, что у меня нейромоторное заболевание, это было для меня страшным ударом.
В детстве я не отличался хорошей координацией движений, не блистал в играх с мячом. Возможно,
по этой причине я не уделял большого внимания спорту и вообще занятиям, требующим физической активности. Но все изменилось, когда я поехал в Оксфорд. Я стал заниматься греблей и был рулевым. Конечно, я не соответствовал стандартам регаты, по мог выступать на соревнованиях в колледже.
Однако на третьем году учебы в Оксфорде я заметил, что становлюсь каким-то неуклюжим, пару раз я даже упал без видимой причины. Но только после года моего пребывания в Кембридже мать заметила это и отвела меня к врачу. Тот отправил меня к специалисту, и вскоре после моего двадцать первого дня рождения я прошел обследование в больнице. Пролежал я там две недели, в течение которых подвергался самым разнообразным испытаниям: у меня брали пробу мышечной ткани руки,
втыкали в меня электроды, впрыскивали в позвоночник какую-то жидкость и в рентгеновских лучах наблюдали, как она поднимается и опускается при изменении угла наклона кровати. И после всего этого не сказали, какая у меня болезнь, а только заверили, что это не рассеянный склероз и, кроме того, у меня не типичный случай. Я понял, однако, что врачи предполагают ухудшение, но не могут предложить мне ничего, кроме витаминов. От витаминов нельзя было ожидать большого эффекта, а расспрашивать о подробностях не хотелось, так как ничего хорошего мне это не сулило.
Осознав, что у меня неизлечимая болезнь, которая, видимо, через несколько лет меня убьет, я был потрясен. Как такое могло случиться именно со мной? За что мне такой конец? Будучи в больнице, я видел, как на койке напротив умирал от лейкемии мальчик. Наблюдать это было тяжело, и мне стало ясно, что некоторым повезло еще меньше, чем мне. По крайней мере, меня не тошнило. Каждый раз,
собираясь пожалеть себя, я вспоминаю того мальчика.
Я не знал, что меня ожидает и как быстро болезнь будет прогрессировать. Врачи разрешили мне возвратиться в Кембридж и продолжать исследования в общей теории относительности и космологии, которые я только начал. Но я не очень продвигался в этом, так как не имел достаточной математической подготовки, да ведь я мог и не дожить до завершения диссертации. Ощущая себя трагическим персонажем, я начал слушать Вагнера, но пресса явно преувеличивает, сообщая, будто я тогда запил. Беда в том, что, когда одна статья утверждает нечто подобное, другие тут же копируют ее, потому что это хороший сюжет, а все, что выходит большим тиражом, непременно должно быть правдой.
Мои мечты в то время несколько смешались. До того как поставили диагноз, жизнь представлялась мне скучной. Казалось, в ней нет ничего такого, чем стоило бы заняться. Выйдя из больницы, я ощущал себя приговоренным к казни и вдруг понял, что я очень многим мог бы заняться, если бы исполнение приговора отложили. Не раз меня посещала мысль пожертвовать жизнью ради спасения других. В конце концов, все равно пришлось бы умереть, а так это могло бы принести кому-то
пользу.
Но я не умер. И хотя над моим будущим нависли тучи, я, к своему удивлению, обнаружил, что настоящее приносит мне больше радости, чем раньше. Я начал продвигать свои исследования,
обручился, женился и получил место в Кейс-колледже в Кембридже.
Место в колледже решило мои проблемы с занятостью. Мне повезло, что я решил работать в теоретической физике, так как это была одна из немногих областей, где мое физическое состояние не являлось серьезной помехой. И мне повезло, что по мере его ухудшения моя научная репутация росла. Благодаря этому я мог занять должность, позволяющую вести исследования, не читая лекций.
Нам также повезло с жильем. Когда мы поженились, Джейн еще училась на последнем курсе
Уэстфилд-колледжа в Лондоне, так что на неделе ей приходилось туда ездить. Поэтому нам нужно было подыскать что-то такое, где я мог бы сам управляться и чтобы это было в центре, поскольку я не мог далеко ходить. Я поинтересовался в колледже, не помогут ли мне, но в ответ услышал:
«Политика колледжа – не помогать сотрудникам с жильем». Поэтому мы встали на очередь на одну из новых квартир, что строились у рынка (через несколько лет я обнаружил, что на самом деле эти квартиры принадлежали колледжу, но там мне об этом не сказали). Однако когда, проведя лето в
Америке, мы вернулись в Кембридж, квартиры еще были не достроены. Как большое одолжение нам предложили комнату в общежитии для аспирантов, сказав при этом: «Обычно за такую комнату мы берем двенадцать шиллингов и шесть пенсов в день. Однако раз вас двое, будем брать двадцать пять шиллингов».
Мы прожили там всего три дня, а потом неподалеку нашли себе домик. Он принадлежал другому колледжу, который предоставил его одному из своих сотрудников. Тот недавно переехал в пригород и на оставшиеся три месяца передал его нам в субаренду. За эти три месяца мы подыскали другой пустующий дом на той же улице. Сосед вызвал из Дорсета хозяйку и выразил ей свое возмущение по поводу того, что дом пустует, в то время как молодые люди ищут пристанища, и она пустила нас жить. Через несколько лет нам захотелось купить этот дом и отремонтировать, и мы попросили у колледжа ссуду. Нашу просьбу рассмотрели и сочли это слишком рискованным, так что в конце концов пришлось взять ссуду в строительном кооперативе, а мои родители дали денег на ремонт.
Мы прожили там еще четыре года, пока мне не стало слишком трудно подниматься по лестнице. К
тому времени в колледже меня уже ценили и предложили квартиру на первом этаже принадлежавшего колледжу дома. Это меня устраивало, так как там были просторные комнаты и широкие двери. Дом располагался недалеко от центра, и я мог добираться до кафедры на своей электрической коляске. Он также пришелся по душе нашим троим детям, потому что вокруг был сад,
за которым ухаживали садовники колледжа.
До 1974 года я мог сам есть, сам вставать и ложиться в постель. Джейн удавалось помогать мне и воспитывать двоих детей без посторонней помощи. Однако потом положение ухудшилось, и у нас всегда жил кто-нибудь из моих студентов. За бесплатное жилье и мое особое внимание студенты помогали мне вставать и ложиться. В 1980 году мы перешли к системе добровольного дежурства и частных сиделок, которые приходили на час-два утром и вечером. Так продолжалось до тех пор,
пока в 1985 году я не заболел воспалением легких. Мне сделали трахеотомию, и с того момента я нуждался в круглосуточном присмотре. Это оказалось возможным благодаря грантам нескольких организаций.

До операции моя речь становилась все более неразборчивой, и понять ее могли только люди, хорошо меня знавшие. Но, по крайней мере, я мог хоть как-то общаться. Я писал научные труды, диктуя секретарю, а семинары проводил с переводчиком, который четко повторял мои слова. Однако трахеотомия совсем лишила меня возможности говорить. Какое-то время единственным способом общения для меня было поднятие бровей, когда кто-либо указывал в таблице на нужную букву.
Таким образом трудно поддерживать беседу, не говоря уж о написании научных трудов. Однако один компьютерщик из Калифорнии, по имени Уолт Уолтосц, прослышал о моем плачевном состоянии и прислал компьютерную программу «Эквалайзер», которую сам написал. Это позволило мне выбирать слова из меню на экране, нажимая рукой на ключ. Программа также реагировала на движения головы и глаз. Построенную таким образом фразу я мог послать па речевой синтезатор.
Сначала я запускал «Эквалайзер» на настольном компьютере. Потом Дэвид Мэйсон из «Кембридж
Адаптив Коммюникейшенз» встроил маленький персональный компьютер и речевой синтезатор в мою коляску. Эта система позволила мне общаться еще лучше, чем раньше. Я мог набирать до пятидесяти слов в минуту, чтобы или выговаривать написанное, или записывать на диске. Потом я мог распечатать это или вызвать снова и проговорить предложение за предложением. При помощи этой системы я написал две книги и ряд научных работ. Я также сделал множество научных и научно-популярных докладов, и их хорошо воспринимали – думаю, в немалой степени благодаря качеству речевого синтезатора, изготовленного фирмой «Спич Плас». Голос очень важен. Если вы говорите неразборчиво, люди склонны считать вас умственно неполноценным. Тот синтезатор –
самый лучший из всех, что я когда-либо слышал, поскольку он интонирует текст, а не говорит на манер Далека4. Единственная беда – у него американский акцент. Однако теперь я уже сроднился с этим голосом и не хотел бы менять его, даже если бы мне предложили британское произношение. Я
бы почувствовал себя другим человеком.
Я страдаю нейромоторным заболеванием практически всю мою взрослую жизнь, но это не помешало мне иметь прекрасную семью и добиться успехов в работе. И все это благодаря помощи, оказанной мне женой, детьми и многими другими людьми и организациями. Мне повезло, что мое состояние ухудшалось медленнее, чем в большинстве таких случаев. Это доказывает, что никогда не надо терять надежды.
4. Отношение людей к науке5
Нравится нам это или нет, но мир, в котором мы живем, за последние сто лет здорово изменился и,
похоже, в следующее столетие изменится еще больше. Некоторым хотелось бы остановить эти перемены и вернуться к тому времени, которое им кажется более чистым и простым. Но, как показывает история, прошлое не было таким уж чудесным. Оно было не так плохо для привилегированного меньшинства, но даже этому меньшинству приходилось обходиться без современной медицины, и рождение детей было для женщин весьма опасно. А для подавляющего большинства населения жизнь была ужасна, жестока и коротка.
Как бы то ни было, при всем желании невозможно повернуть время вспять. Знания и технику нельзя игнорировать. И нельзя остановить дальнейший прогресс. Даже если изъять все деньги, выделенные правительством на исследования (а нынешнее правительство старается это делать), конкуренция все равно призовет на помощь преимущества технологий. Более того, нельзя запретить пытливым умам думать о фундаментальной науке, независимо от того, платят им за это или нет. Единственный путь
воспрепятствовать дальнейшему развитию – это тоталитарное государство, подавляющее все новое,
но человеческая инициатива и изобретательность таковы, что даже и это не поможет. Все, чего удастся достичь, это замедлить темп перемен.
Если мы понимаем, что нельзя помешать науке и технике изменить мир, мы можем, по крайней мере,
попытаться сделать так, чтобы эти изменения шли в правильном направлении. В демократическом обществе это означает, что народ должен иметь некоторое представление об основных научных понятиях, чтобы использовать информацию для принятия решений, а не делать это прерогативой специалистов. В настоящий момент у людей довольно двойственное отношение к науке. Они ждут,
что новые достижения науки и техники приведут к дальнейшему повышению жизненных стандартов, но в то же время не доверяют науке, потому что не понимают ее. Это недоверие ясно проявляется в карикатурном изображении ученого, делающего в своей лаборатории Франкенштейна.
Оно также проявляется в поддержке партий зеленых. И в то же время интерес к науке в обществе очень высок, особенно к астрономии, что видно по той широкой аудитории, которую привлекают научно-фантастические телевизионные сериалы.
Что можно сделать, чтобы направить этот интерес в нужное русло и дать народу научную подготовку, нужную для принятия обоснованных решений в таких вопросах, как кислотные дожди,
парниковый эффект, ядерное оружие и генная инженерия? Ясно, что фундамент должен быть заложен в школе. Но школьная наука часто преподается в сухой и неинтересной форме. Дети учатся механически запоминать, чтобы сдать экзамен, и не видят связи науки с окружающим миром. Более того, наука часто преподносится в виде формул. Хотя формулы являются сжатым и точным способом описания математической мысли, большинство людей их пугаются. Когда я недавно писал научно-популярную книжку, меня предупредили, что каждая формула в ней вдвое уменьшит объем продаж. Я включил только одну – знаменитую формулу Эйнштейна Е=тс^2.Возможно, без нее мне бы удалось продать вдвое больше экземпляров.
Ученые и инженеры стремятся выразить свои мысли в виде формул, потому что им нужно знать точные количественные значения величин. Но для всех остальных достаточно качественного понимания научных концепций, а это можно передать словами и диаграммами, без формул. Я не изучал в школе молекулярную биологию и транзисторы, но генная инженерия и компьютеры – это два достижения, которые, скорее всего, изменят наш будущий образ жизни. Научно-популярные книги и статьи в журналах могут помочь в объяснении новых достижений науки, но даже самые удачные из них читает лишь малая часть населения. Только телевидение может собрать поистине массовую аудиторию. На телевидении есть несколько очень хороших научно-популярных программ,
но остальные представляют чудеса науки просто как волшебство, без объяснений, не демонстрируя,
как они вписываются в рамки научных идей. Продюсеры этих программ должны понять, что в их обязанность входит просвещать народ, а не только развлекать его.

  1   2   3   4   5   6   7   8

перейти в каталог файлов


связь с админом