Битва при черной дыре. Мое сражение со Стивеном Хокингом за мир, безопасный для квантовой механики
Шрифт:
Нижний предел размеров достигается на планковском масштабе, ничего меньше обнаружить невозможно, а дальше новая прошивка совпадает с доиндустриальной: большое = тяжёлое. Таким образом, победный марш редукционизма — идеи о том, что все вещи сделаны из меньших вещей, — должен закончиться на планковском масштабе.
Термины ультрафиолетовый (УФ) и инфракрасный (ИК) стали использоваться в физике расширительно, по отношению к своему исходному значению коротко- и длинноволнового света. Ввиду характерной для XX века связи между размерами и энергией физики часто используют эти слова для обозначения высоких (УФ) и низких (ИК) энергий. Однако новая прошивка всё перемешала: за пределами планковской массы высокая энергия означает б'oльшие размеры, а низкая — меньшие. Эта путаница нашла отражение в терминологии: новый
107
Этот ужасный термин — моё упущение. Выражение инфракрасно-ультрафиолетовое соединение я впервые употребил в 1998 году в статье, написанной совместно с Эдвардом Виттеном. (В русскоязычную литературу данный термин, по-видимому, не проник. — Прим. перев.)
Отчасти это было от недостатка понимания инфракрасно-ультрафиолетового соединения, которое дезориентировало физиков относительно природы падения информации на горизонт. В главе 15 мы воображали применение микроскопа Гейзенберга для наблюдения за атомом, падающим в направлении чёрной дыры. По мере приближения атома к горизонту для того, чтобы его различить, требуются фотоны всё большей энергии. В конце концов эта энергия станет настолько большой, что столкновение фотона с атомом приведёт к образованию большой чёрной дыры. Тогда изображение можно будет сформировать, собрав длинноволновое хокинговское излучение. В итоге, вместо того чтобы стать более чётким, изображение атома будет всё сильнее размываться вплоть до того, что атом будет казаться размазанным по всему горизонту. Извне это будет выглядеть, как будто — используем уже знакомую аналогию — капля чернил растворяется в ванне с горячей водой.
Идея дополнительности чёрных дыр, даже если она и выглядит возмутительной, по-видимому, внутренне непротиворечива. К 1994 году я захотел пошатнуть уверенность Хокинга и сказать ему: «Смотри, Стивен, похоже, вся твоя работа лишается основания!» Я вскоре попытался это сделать, но безуспешно. В продлившейся месяц осаде хватало юмора и пафоса. Отвлечёмся ненадолго от физики, и я расскажу о моём тогдашнем разочаровании.
17
Ахав в Кембридже
Крошечная белая точка разрослась настолько, что заслонила мне весь мир. Но в отличие от наваждения Ахава моё не было стотонным китом; это был стофунтовый физик-теоретик в кресле с моторчиком. Мои мысли редко удалялись от Стивена Хокинга с его ошибочными идеями о разрушении информации внутри чёрных дыр. Для моего разума больше не существовало сомнений относительно истины, но я был поглощён необходимостью заставить Стивена это увидеть. У меня не было желания загарпунить или даже унизить его; я хотел только, чтобы он увидел факты так, как видел их я. Хотелось, чтобы он узрел глубокие следствия, вытекающие из его собственного парадокса.
Больше всего меня беспокоило то, что многие эксперты — в сущности, все или почти все релятивисты — принимали выводы Стивена. Мне было непонятно! как он и все остальные могут быть настолько самодовольными. Утверждение Стивена о наличии парадокса и о том, что он может предвещать революцию, были верны. Но почему тогда он и все остальные просто проходят мимо?
Хуже того, я чувствовал, что Хокинг и релятивисты беспечно отбрасывали одну из опор науки, ничего не предлагая взамен. Стивен сделал попытку со своей доллар-матрицей, но потерпел неудачу — её последовательное применение вело к катастрофическому нарушению закона сохранения энергии, — а все остальные его последователи удовлетворённо говорили: «Ну да, информация пропадает при испарении чёрных дыр» и оставляли всё как есть. Меня раздражало то, что казалось интеллектуальной ленью и отречением от научного любопытства.
Единственным облегчением в моей одержимости были занятия бегом, иногда я пробегал километров двадцать пять или больше по холмам за Пало-Альто. Часто очистить сознание позволяла мне концентрация на том, кто бежал в нескольких метрах впереди, пока я его не обгонял. Тогда передо мной вновь появлялся Стивен.
Он заполнил и мои сны. Однажды ночью в Техасе мне приснилось, что мы со Стивеном оба сидим в механизированных креслах. Всеми силами я старался выбить его из седла. Но Стивен Могучий был невероятно силён. Он схватил меня за горло и держал, не позволяя дышать. Мы боролись, пока я не проснулся в холодном поту.
Как мне было излечиться от этой одержимости? Подобно Ахаву, я мог отправиться к своему врагу и охотиться на него там, где он скрывался. Так что в начале 1994 года я принял приглашение посетить только что открывшийся в Кембриджском университете Ньютоновский институт. В июне Стивен собирал у себя группу физиков, большинство из которых я знал, но не числил среди своих сторонников: Гэри Хоровица, Гэри Гиббонса, Энди Строминджера, Джеффа Харвея, Стива Гиддингса,
Роджера Пенроуза, Шинтана Яу и других тяжеловесов. Моим союзником был только Герард [108] т Хоофт, который приезжать не собирался.108
Капитан-китобой Ахав, герой знаменитого романа Германа Меллвила «Моби Дик», одержим идеей отомстить гигантскому белому киту Моби Дику, который в прошлом плавании откусил Ахаву ногу. — Прим. перев.
Я не был обеспокоен визитом в Кембридж. Двадцать три года назад пара эпизодов оставила у меня чувство обиды и раздражения. Я тогда был молодым, никому не известным и ещё не ощущал себя в безопасности, будучи учёным рабочего происхождения. Приглашение к профессорскому столу на обеде в кембриджском Тринити-колледже не слишком помогло заглушить эти переживания.
Я до сих пор не очень понимаю смысл приглашения к профессорскому столу. Не знаю, была ли это честь, и если да, то кого или что чествовали. Или это просто было место для ланча? Как бы то ни было, принимавший меня профессор Джон Полкингхорн провёл меня в средневековый зал, увешанный портретами Исаака Ньютона и других гигантов. Студенты сидели на самом нижнем уровне. Преподавательский состав прошествовал к профессорскому столу, стоящему на приподнятой сцене в конце зала. Еду подавали официанты, одетые гораздо лучше, чем я, а с обеих сторон от меня сидели учёные джентльмены, которые что-то бормотали на языке, который я с трудом разбирал. Слева сидел престарелый член совета колледжа, который вскоре захрапел над своим супом. Справа заслуженный преподаватель рассказывал историю об американском госте, который когда-то здесь побывал. Кажется, этот американец оказался по кембриджским меркам недостаточно утончённым, сделав до смешного неуместный выбор вина.
Как ценитель вина, я более или менее уверен, что даже с закрытыми глазами смогу отличить красное от белого. Ещё более надёжно я отличу вино от пива. Но вот дальше вкус меня подведёт. Меня не очень радовало оказаться в роли персонажа рассказанной истории. Остальной разговор касался сугубо кембриджских вопросов и прошёл мимо меня. Так что оставалось лишь наслаждаться безвкусной пищей (варёной рыбой, покрытой белым клейстером), будучи совершенно отрезанным от дискуссии.
В другой раз Полкингхорн взял меня на прогулку вокруг Тринити-колледжа. Обширный, прекрасно ухоженный газон занимал почётное место перед главным входом в одно из зданий. Но никто не шёл по траве. Дорожка вокруг лужайки была единственным дозволенным маршрутом. Поэтому я удивился, когда профессор Полкингхорн взял меня за руку и повёл напрямик — по диагонали. Что бы это значило? Вторглись ли мы на священную землю? Ответ оказался прост: профессора, которых в британских университетах значительно меньше, чем в американских, издавна пользуются привилегией ходить по траве. Никому больше или, по крайней мере, никому ниже рангом это не позволено.
На следующий день я шёл из колледжа в отель без сопровождения. В 31 год я был молод для профессора, но я был им. Естественно, я предположил, что это даёт мне право пройти по лужайке. Но когда я достиг середины пути, из соседнего здания появился невысокий коренастый джентльмен, одетый во что-то вроде смокинга и котелка, и потребовал немедленно сойти с газона. Я возразил, сказав, что я американский профессор. Однако это не возымело действия.
Спустя двадцать три года, отпустив бороду, постарев и, возможно, приобретя немного более грозный вид, я попробовал повторить этот подвиг. На этот раз никаких проблем не возникло. Кембридж изменился? Я не знаю. Я изменился? Да. Вещи, которые пару десятилетий назад тревожили мой классовый снобизм, — профессорский стол, особые газонные привилегии, — теперь казались не более чем приятной гостеприимностью и, возможно, отчасти проявлением британской эксцентричности. Кое-что при возвращении в Кембридж меня удивило. Помимо того что моя неприязнь к местным университетским особенностям сменилась чем-то вроде удовольствия, печально знаменитая британская еда значительно улучшилась. Я обнаружил, что мне определённо нравится Кембридж.
В первый день я проснулся очень рано и решил побродить по городку, постепенно выйдя к цели — Ньютоновскому институту. Оставив жену Энн в апартаментах на Честертон-роуд, я пошёл на реку Кем, потом мимо эллингов с лодками для соревнований по гребле и далее через парк Джезус-Грин. (В свой первый визит я был озадачен и даже раздражён, что столь многое в кембриджской культуре имеет религиозные корни.)
Я шёл про Бридж-стрит и пересёк реку Кем. Кем? Бридж? Кембридж? [109] Находился ли я на месте первоначального моста, по которому назван великий университет? Вероятно, нет, но было забавно об этом поразмышлять.
109
Название Кембридж происходит от названия реки Кем и английского слова bridge — мост. — Прим. перев.