В обычных ситуациях закон всемирного тяготения Ньютона обеспечивает достаточно хорошую точность. Вот почему прошло несколько столетий, прежде чем люди заметили его недостатки. Но в областях с высокими скоростями или с большой концентрацией материи и энергии – то есть там, где сильная гравитация, – на теорию Ньютона полагаться нельзя.
Сегодня специальная теория относительности применяется во многих областях физики. Но области, где необходимо применять общую теорию относительности, пока весьма немногочисленны: в первую очередь это относится к черным дырам и к вопросам происхождения Вселенной. На протяжении нескольких десятилетий эти области казались не связанными друг с другом и не поддающимися экспериментальной проверке. Ранняя Вселенная слишком далека от нас во времени, чтобы быть объектом плодотворного исследования, а что касается черных дыр, то сам Эйнштейн отрицал их существование, считая их скорее математическим курьезом, чем реально существующим явлением природы. Поэтому в течение пятидесяти лет после того, как в 1915 году вышла работа Эйнштейна, эти идеи попросту игнорировались, и общая теория относительности покоилась на задворках науки.
Однако мнение ученой физической среды мало волновало Стивена. Его первый большой текст, написанный в соавторстве, вошел в книгу под названием «Крупномасштабная структура пространства-времени». В этой книге поднимались вопросы об искривленном пространстве и рассматривался математический аппарат для его описания. Я прочел добрую часть этой книги в колледже и нашел ее по-настоящему увлекательной – страницы этой книги хотелось переворачивать одну за другой, но не торопясь. Порой для того, чтобы «переварить» одну-единственную страницу, приходилось тратить не менее часа.
И черные дыры, и проблемы ранней Вселенной по-настоящему увлекли Стивена и стали основной темой его исследований на долгие годы. Его первая статья оказала огромное влияние на все последующие работы и пробудила дремавшую доселе общую теорию относительности. Позднее его открытия в области взаимодействия теории относительности и квантовой физики помогли в создании новой научной отрасли – квантовой гравитации.
Именно этим идеям и физическим явлениям Стивен и посвятил всю свою жизнь. Он доказал их актуальность и не переставал обращаться к ним в поисках новых открытий. К тому времени, когда Стивен решил написать книгу «Высший замысел» – итог сорокалетних раздумий и упорной работы, – он считал, что получил наконец ответы на самые животрепещущие вопросы, над которыми начал думать в начале своей карьеры: какова причина возникновения Вселенной, почему она вообще существует и почему законы физики именно такие, какие они есть? Чтобы объяснить ответы Стивена на эти вопросы, и была написана наша книга «Высший замысел».
Когда вы работаете с кем-то над одним проектом, в который вы вкладываете всю душу, ваши головы должны работать в унисон. Если вам повезет, вы сможете соединить и ваши сердца. Работая вместе, мы стали друзьями со Стивеном. То, что началось, как альянс интеллектов, переросло в союз наших душ. Я был удивлен, хотя мне и не стоило удивляться: Стивен находился в поисках не только секретов Вселенной, но и людей, с которыми он мог бы поделиться этими секретами.
В детстве Стивен натерпелся всякого от других мальчишек. «Он был маленьким и походил на обезьянку», – вспоминал позже один из его одноклассников. Став взрослым, Стивен попал в плен своего недуга. С нападками мальчишек он боролся с помощью юмора, а своему параличу противостоял благодаря собственной внутренней силе. На всех, кто знал Стивена, производила глубокое впечатление сила его личностных качеств, а также его научная дальновидность. В этой книге я расскажу вам о своем опыте работы со Стивеном и о том, как зарождалась наша дружба. Я хочу поведать вам о том, как он стал тем, кем являлся – и как физик, и как человек. Что он был на самом деле? Как он справлялся со своей болезнью и как его ограниченные физические возможности влияли на его образ мышления? Что было его отличительной чертой в жизни и в науке? Что его вдохновляло, как зарождались его идеи? Каковы были его основные научные достижения и как они вписывались в физику в целом? Чем, в конце концов, занимаются все эти физики-теоретики, как они все это делают и зачем? Во время совместной работы со Стивеном я по-новому взглянул на все эти вопросы, включая те, о которых у меня уже сложилось вполне определенное мнение. Цель моей книги – в которой я буду вспоминать время, проведенное вместе со Стивеном, и знакомить вас с самыми яркими эпизодами его жизни – поделиться с вами тем, чему я научился.
Глава 1
Меня трудно удивить, но, когда я в 2006 году впервые очутился в Кембридже, я буквально раскрыл рот от изумления. Шло шестьдесят четвертое лето в жизни Стивена. Многие детали его жизни не очень-то соответствовали снятому о нем голливудскому фильму, но сам Кембридж выглядел в точности таким, каким он был изображен в фильме о Гарри Поттере. Кембридж – это Хогвартс. Окрестности города не были такими очаровательными и не дышали такой стариной, но я редко покидал пределы «старого Кембриджа», который помнил еще Ньютона – массив каменных улиц и зданий, беспорядочно разбросанных там и сям. Именно здесь расположены основные постройки университета вперемежку со средневековыми церквями и их двориками. Это территория высоких стен, которые возвели в Средние века, дабы защищать студентов от местного населения; здесь узкие проходы и почти такие же узкие улицы, без особого порядка мощеные кирпичом. Больше всего эти улочки напоминали скомканную лапшу.
Такое хаотичное расположение города, лишенного всякой планировки, можно понять, если вспомнить, что университет был основан восемьсот лет назад и за несколько столетий до того, как Рене Декарт изобрел свою стройную прямоугольную систему координат. Тем не менее «старый город» – условное понятие: люди живут в этой местности с доисторических времен. Сегодня университет состоит из тридцати одного колледжа, почти независимых друг от друга, а в самом городе проживают более ста тысяч человек.
И все-таки Кембридж – это не Хогвартс. Чудеса, творившиеся в Кембридже, имели под собой реальную основу. В одном из его внутренних двориков чеканил свой шаг Ньютон, измеряя время возвращения эхо, определяя скорость звука; в своей лаборатории раскрывал секреты электричества и магнетизма Джеймс Клерк Максвелл и здесь же Дж. Дж. Томсон открыл электрон; здесь вы найдете и пивную, в которую захаживали еще Уотсон и Крик, обсуждая за кружкой пива вопросы генетики; Эрнест Резерфорд в университетском здании проводил свои скрупулезные эксперименты, раскрывая тайны структуры атомного ядра.
В Кембридже по праву гордятся научными традициями и называют Оксфорд, в котором силен гуманитарный уклон, «той другой школой». Декан факультета, на котором работал Стивен, рассказал мне, что он, как и Стивен, был выпускником Оксфорда, и что оксфордские профессоры задавали своим студентам не обычные домашние задания, а требовали писать эссе по научным проблемам. Он говорил, что пробовал ввести эссе в Кембридже, но ни один студент не сдал ни одной готовой работы. Эти студенты сопротивлялись моим натискам до последнего, сказал декан, и, если им было суждено получить Нобелевскую премию, конечно же, она была бы не по литературе.
Когда я приезжал, Стивен селил меня в колледже Гонвилля и Киза, с которым он был связан по работе, в квартале Кембриджа, история которого восходила к XIV столетию. В первый день моего первого посещения я решил прогуляться оттуда к месту работы Стивена. Прогулка заняла у меня не более двадцати минут, но солнце светило прямо в глаза и было трудно переносить высокую влажность. Стивену, когда он приезжал в Калифорнийский технологический институт, всегда нравились южные зимы в Калифорнии. Он там реже страдал воспалениями легких. Морозные зимы в Кембридже он терпеть не мог. Теперь, когда я оказался в Кембридже, я понял, что лето здесь тоже не сахар. Англичане часто жалуются на погоду. У них есть на это причины.
Пока я добирался до Центра математических наук – комплекса зданий, в котором располагался кабинет Стивена, – я был готов блуждать внутри здания. Но оказалось, что само здание, где работал Стивен, найти не так-то просто. Центр состоит из семи павильонов, расположенных по параболе. Построенные из кирпичей, металла и камней, с большими окнами, они похожи на фантастические японские храмы. Мне понравились окна, их там было довольно много. Этот комплекс зданий получил несколько наград за искусство композиции, но из всех элементов дизайна мне больше всего понравились бы обычные указатели со стрелками: «Путь к Стивену Хокингу».
Павильон Стивена примыкал к старинному зданию, носившему название институт Исаака Ньютона. Для многих имя Стивена Хокинга неразрывно связано с именем Исаака Ньютона. Часто Стивена даже сравнивали с Ньютоном, что было не совсем справедливо, ибо сам Хокинг недолюбливал этого ученого. Ньютон, обладая властью, был замешан во многих мелочных склоках, был коварен и мстителен. Он никогда не признавал участия других ученых в своих открытиях и, более того, никогда не соглашался с тем, что обязан своими открытиями идеям других. Он был начисто лишен чувства юмора. Родственник Ньютона, в течение пяти лет работавший у него ассистентом, говорил, что только однажды видел, как Ньютон смеялся: когда кто-то спросил его, зачем кому-то вообще изучать Евклида. Я прочел несколько биографий этого ученого, и, хотя назывались они по-разному, все они могли бы называться «Исаак Ньютон: ну и осел».
Возможно, самую негативную роль в отношении Стивена к Ньютону сыграл даже не характер последнего, а то, что Стивен очень устал от ньютоновской физики, которой его пичкали в средней школе. Что прежде всего вдохновляет ученого? Открытие того, что ранее было никому не ведомо, либо озарение, которое до него никому не приходило в голову. Но законы Ньютона, открытые несколько веков назад, описывали скучную обыденность. Никаких сюрпризов в курсе физики средней школы от них ожидать не приходилось. В школе учителя пользовались законами Ньютона, чтобы описать качание маятника или того, что происходит при столкновении бильярдных шаров. Отношение Стивена к таким урокам можно было выразить словами: «Праздные люди играют в бильярд, а физики пишут для них уравнения». Поэтому в начале своего обучения Стивену не хватало терпения заниматься физикой. Химию он любил больше: по крайней мере, время от времени на ее уроках что-нибудь взрывалось.