Повелитель черных дыр
Знаменитый ученый Стивен Хокинг нем и прикован к инвалидному креслу. Но он сумел приблизиться к высшей цели, стоящей перед современной физикой, - Великому Объединению квантовой механики и общей теории относительности
© GEO
"Жизнь стала интереснее, когда я узнал, что неизлечимо болен?", - утверждает один из самых известных космологов и физиков-теоретиков наших дней
Стивен Уильям Хокинг родился 8 января 1942 года.
Черные тени, несущие свет
Черная дыра, уже судя по ее названию, не может ничего излучать. Она всегда предстает в виде непроницаемой тени на любом светлом фоне. У невращающейся черной дыры есть единственная физическая характеристика - масса. Это простейший объект во Вселенной: назвав массу, вы сказали о черной дыре все. Однако в 1963 году новозеландский ученый Рой Керр добавил к массе еще одну характеристику - момент импульса. «Простейшие» космоса оказались не такими уж простыми…
С конца 1960-х годов Хокинг и Пенроуз напряженно искали ответ на вопрос, где проходит граница вращающейся черной дыры - так называемый горизонт событий?
Хокинг пытался представить себе траекторию лучей света в окрестностях черной дыры. И неожиданно для себя самого пришел к выводу: горизонт событий должен обладать интересным свойством - что бы ни происходило с черной дырой, площадь горизонта может только увеличиваться. В этом смысле она напоминает еще одну неубывающую физическую величину - энтропию.
Вскоре Хокинг и Пенроуз узнали: Джекоб Бикенстин из Принстона предположил, что площадь горизонта событий не просто похожа на энтропию. Она и есть энтропия - энтропия черной дыры! Но раз есть энтропия, значит есть и температура. А нагретые тела обязаны быть источниками излучения!
Как разрешить это противоречие? Идею ученому подали советские физики Я.Б. Зельдович и А.А. Старобинский, когда Хокинг в сентябре 1973 года приезжал в Москву. Противоречие исчезнет, если применить к черной дыре не только общую теорию относительности, но и квантовую механику с ее принципом неопределенности.
Месяцы сложнейших расчетов, которые Хокингу часто приходилось производить в уме, привели его к выводу: черные дыры светятся! И, светясь, теряют массу - испаряются, а при определенных условиях могут даже взрываться! В марте 1974-го Хокинг опубликовал в журнале Nature статью о взрывающихся черных дырах. Его бывший наставник Сиама назвал ее «одной из прекраснейших работ в истории физики». А излучение черных дыр с тех пор называют излучением Хокинга.
Это открытие принесло ученому премии и медали, членство в Королевском обществе, кафедру гравитационной физики, созданную в Кембридже специально «под него». В 1979 году он стал Лукасовским профессором математики. Этот пост, учрежденный еще в 1663 году, некогда занимал сэр Исаак Ньютон.
Известность Хокинга вышла за пределы научного мира. Газеты и телевидение все чаще просили его об интервью. Увы, все это не решало бытовых, главным образом финансовых проблем. В 1979 году родился сын Тимоти, и у Джейн совсем не осталось времени ухаживать за мужем.
Его состояние ухудшалось, требовался профессиональный уход. Джейн обратилась в несколько фондов, но решение требовалось кардинальное. И почти беспомощный Хокинг нашел его.
Написать нечто научно-популярное Хокинг подумывал давно. Теперь он понял: бестселлер о космологии - единственный способ оплачивать счета. В Кембридже издавали серьезные научные труды, бестселлер они не раскрутили бы. Но планами Хокинга заинтересовались американцы - редактор Питер Газзарди и литературный агент Эл Цукерман. И в 1984 году издательство Bantam Books выплатило Хокингу невероятный для научно-популярной книги аванс - 250 000 долларов!
В отличие от многих коллег, Хокинг никогда не избегал публичных лекций, с удовольствием рассказывая о своих открытиях. Однако первый вариант книги был далек от понятия «популярная». Текст изобиловал формулами, а каждая формула, предупредили Хокинга издатели, сокращает количество потенциальных покупателей книги вдвое.
Но Газзарди твердо решил получить бестселлер. Он заставлял Хокинга по многу раз переписывать особенно запутанные места и отбивался от предложений Цукермана нанять литератора-профессионала (а Хокинг бы потом лишь поправил и подписал рукопись). Цукерман вспоминал: «На каждую страницу, написанную Хокингом, Газзарди приходилось писать по две-три страницы редакторских комментариев».
И вдруг новый удар. Летом 1985 года Хокинг заболел воспалением легких. После трахеотомии он утратил способность говорить. Его речь и прежде понимали только близкие, но он хотя бы мог диктовать статьи и выступать на семинарах. Теперь его ждало полное безмолвие...
Помог программист Уолт Уолтос, разработавший для Хокинга программу «Эквалайзер»: она позволяла формировать предложения на компьютере и озвучивала их с помощью синтезатора речи.
Хокинг вышел из больницы, и они c Газзарди с новыми силами взялись за книгу. Черновик раздали «на пробу» нескольким читателям, потом, следуя их рекомендациям, значительно переработали текст. А Цукерман тем временем развернул бурную деятельность, собирая заказы - даже из страны, в которой пока не продал ни одной книги, - из СССР.
«Краткая история времени. От большого взрыва до черных дыр» вышла весной 1988 года. Результаты превзошли самые смелые ожидания. В издательстве решили не тратиться на рекламную кампанию, но покупатели и без того сметали книгу с полок. К концу года в Америке было продано 600 000 экземпляров, та же история повторялась и в других странах. В 1990 году в издательстве «Мир» вышло первое русское издание. «Краткая история времени» продержалась в списке бестселлеров 237 недель и попала в Книгу рекордов Гиннесса.
Сейчас, по разным данным, в мире продано от 15 млн до 25 млн экземпляров книги Хокинга. «Я рад, что научная книга сравнялась по популярности с мемуарами поп-звезд, - писал он. - Возможно, для человечества еще не все потеряно».
Всемирная слава не мешает Хокингу заниматься наукой. Очередную сенсацию он произвел в июле 2004-го, прислав в Дублин устроителям Международной конференции по общей теории относительности и гравитации письмо. В нем сообщалось: Хокинг разрешил информационный парадокс черной дыры и хочет выступить с докладом.
Информация о теле, попавшем в черную дыру, полностью теряется и уже не возвращается в видимую часть Вселенной. Так полагал Хокинг. Но расчеты показали ему: излучение черной дыры возвращает поглощенную информацию, хотя и в искаженном виде.
Признав это, Хокинг проиграл пари американцу Джону Прескиллу. Когда-то они условились, что если Хокинг неправ и извлечь информацию из черной дыры все-таки можно, то Прескилл получит любую энциклопедию по своему выбору. В Дублине Хокинг торжественно вручил своему оппоненту «Полную энциклопедию бейсбола». Хотя Прескилл честно признался, что доклада Хокинга так и не понял.
Человек XXI века
В январе 2006 года Стивену Хокингу исполнится 64 года. 40 с лишним лет назад врачи предрекли ему скорую смерть. А он не просто один из самых известных современных ученых, а мировая знаменитость. Он снимается в кино и даже стал героем мультфильма (да-да, появился в одной из серий «Симпсонов», чем очень гордится).
По «Краткой истории времени» снят фильм не без участия Стивена Спилберга. Уже издана книга об этом фильме («Не собираются ли они потом снять фильм по книге о фильме по книге?» - иронизирует Хокинг.) В 2004 году канал «Би-би-си» показал художественный телефильм об ученом, и тогда же журнал Good Housekeeping опросил английских подростков, кого они считают образцом для подражания. Хокинг занял второе место, обойдя самого Дэвида Бэкхема!
Столь яркая «ненаучная популярность» приносит и горькие плоды. В 1995-м Хокинг развелся с Джейн и женился на медсестре, которая за ним ухаживала. Эта бытовая история породила массу слухов. Недруги утверждают, что внимание к ученому привлекает его инвалидность. Друзья отвечают, что он достиг высот не из-за людской снисходительности - болезнь сделала его целеустремленным.
Он не дал сломать себя, и судьба вместо двух лет подарила ему десятилетия наполненной событиями жизни. Хокинг много путешествует, участвует в конференциях, читает лекции. Он своим примером доказывает, что важнейшим органом человека XXI века является мозг. Коляска заменила ему ноги, компьютер - голосовые связки. Он с трудом передвигается по земле, но в мыслях способен переместиться в любые уголки нашей Вселенной и даже за ее пределы.
Как-то один журналист сравнил самого Хокинга с черной дырой. Ученый в ответ саркастически заметил, что обмен информацией с ним, в отличие от черных дыр, пока трудностей не вызывает. Он пишет: «Черные дыры столь популярны, потому что люди видят в них воплощение страха разрушения. Я не боюсь провалиться в черную дыру. Я понимаю черные дыры и потому в каком-то смысле чувствую себя их повелителем».