Леонард Млодинов
Стивен Хокинг. О дружбе и физике
– Добро пожаловать в DAMTP!
Мы обошлись без лишнего обмена любезностями. Это было хорошо, потому что я хотел поскорее приступить к работе. Но в этот момент в комнату вошел мужчина средних лет. Это был профессор Кембриджа, известный в узких кругах космолог. Я его узнал но, хоть убей, не мог вспомнить, как его зовут. Он не представился, а Стивен не пожелал тратить энергию на то, чтобы представить нас друг другу.
– Я хочу поговорить с вами о Даниэле, – сказал он Стивену, игнорируя мое присутствие. – У вас найдется минута?
Подобные вторжения потом не раз будут раздражать меня. В любую минуту мог войти кто-то и прервать нас на середине нашей работы. «Буквально на одну минуточку», – говорили они. Вскоре я понял, что «одна минуточка» – это эвфемизм, означающий как минимум полчаса. Вклинившись в разговор, коллеги Стивена обычно надолго отвлекали его. Это меня сильно беспокоило, а Стивену, похоже, было все равно.
Стивен поднял брови, что означало «да». А для меня это означало, что я должен подождать. Сначала беседа показалась мне интересной. Речь шла о том, что средства для выплат стипендии некоему студенту Даниэлю закончились, а он еще не окончил работу над своей диссертацией. Но он усердно работает и у него есть хороший задел. Может ли факультет выделить дополнительные средства для его поддержки и окончания работы? Стивен, как руководитель группы общей теории относительности, отвечал за распределение грантов студентам и молодым защитившимся ученым. Предполагалось, что эти гранты будут использованы ими на повседневные расходы, путешествия и прочие нужды.
Через несколько минут я утратил интерес к беседе. Я начал оглядывать комнату. Она была более или менее прямоугольной, и на одной из ее длинных сторон находилась дверь. В стене напротив располагались окна, которые пропускали много света и открывали прекрасный вид на сказочный университетский комплекс.
При входе в кабинет Стивена вы видели его письменный стол по левую сторону от входной двери, перпендикулярно к окнам. Кушетка находилась справа, ее спинка опиралась на подоконник. Позади стола Стивена располагалась мини-кухня – высокий длинный кухонный стол с раковиной и электрическим чайником. На этой же стене еще оставалось место для полок с книгами. Справа и слева от двери висели доски, исписанные уравнениями, нацарапанными его многочисленными студентами и сотрудниками. Там же висело обработанное с помощью фотошопа изображение Стивена в компании с Мэрилин Монро, к которой в молодости он испытывал чудную и нерушимую симпатию.
Кабинет Стивена по меркам университетских комнат был довольно большим. Больше был только кабинет декана. Мне довелось бывать в кабинетах различных руководителей делового мира и Голливуда, и даже на подступах к их кабинетам уже было видно, что в них сидят большие шишки. Но физика – это не бизнес и не Голливуд, и кабинет Стивена выглядел довольно скромно. Для бизнесмена, чья репутация в деловом мире была подобна репутации Стивена в мире науки, этот кабинет мог служить в лучшем случае ванной комнатой.
Беседа постепенно закруглялась. В итоге, спросил профессор, согласится ли Стивен выделить 6000 фунтов для аспиранта? Стивен напечатал решительно:
– 3000.
Профессор поблагодарил Стивена и вышел. Подобные инциденты, как я узнал позже, случались довольно часто. Стивен всегда давал положительный ответ на такие просьбы, потому что хорошо относился к своим студентам. Но он всегда давал половину запрашиваемой суммы, чтобы не производить впечатление чрезмерно доверчивого недотепы. К сожалению, это не срабатывало. «Его легко обвести вокруг пальца, – сказала мне Юдифь. – Все прекрасно знают, что он сокращает суммы ровно вдвое, поэтому они просят в два раза больше. Вот такая игра. Вот такие люди. Но это не значит, что они его не уважают».
К тому времени, как визитер изложил свою просьбу, добился желаемого и ушел, Санди успела почистить фрукты и смешать бананы и киви. Она также приготовила ему чай. Следующие десять минут я сидел на кушетке и ждал, пока она потчевала его с помощью специальной столовой ложки. Этой крупной ложкой было удобно кормить Стивена. Одна из его сиделок наткнулась на нее однажды в местном ресторанчике, засунула ее в свою сумочку и утащила. Теперь ее использовали при каждом кормлении ученого.
Знаменитая кушетка, ярко-оранжевая кожаная кушетка Стивена, была очень удобной. Позднее я обнаружил, что она появлялась везде, куда Стивена привозили – либо дежурная сиделка, либо Сэм Блэкберн, его компьютерно-электронный помощник, – когда Стивену нужно было в туалет. Тогда я и понял, что означали слова «на кушетке», которыми меня встретила Юдифь. И поэтому я чувствовал себя немного неловко, когда мне приходилось на нее садиться.
Естественно, «пребывание на кушетке» занимало у Стивена некоторое время. После этого он чувствовал усталость. Чтобы восстановить свои силы, он пил чай или ел банановое пюре; или, как сейчас, и то, и другое сразу. Я вскоре понял, что его дверь бывает закрыта только тогда, когда он «на кушетке».
Я задумался: каково Стивену все время находиться в присутствии сиделки и просить ее помощи в подобных интимных ситуациях? Я взглянул – он почти закончил трапезу. Кусочки бананов и струйки чая остались на его подбородке. Санди вытерла его подбородок салфеткой. Он давно привык к такого рода помощи – это был мост условностей, который он пересек много лет назад, и теперь не было и намека на то, что он испытывает чувство стыда. Наоборот, он был рад, что есть люди, которые могут ему помочь.
Мы, физики, изучаем изменение разных систем во времени, но в жизни мы не можем предвидеть то, что нас ожидает. Моя мама любила говорить: «Ты никогда не знаешь, что принесет завтрашний день». Она пережила холокост и знала, что нежданная катастрофа всегда может поджидать за углом. Стивен из своего опыта вынес другое убеждение: что бы с вами ни случилось, из этого всегда можно извлечь определенную пользу. Болезнь поразила его еще в молодости и с каждым годом только прогрессировала. Однако он не чувствовал себя обделенным, а напротив, с каждым прожитым годом обретал что-то новое. В те дни, когда я приходил на работу чем-то расстроенный, один вид Стивена вдохновлял меня. Все мои мелкие проблемы исчезали как дым.
⁂
Во время посещений Стивеном Калтеха мы сформулировали с ним детальный план каждой главы. Мы определили высший замысел книги «Высший замысел». Книга «Краткая история времени» обрисовала в общих чертах уровень наших представлений начала 1980-х годов о происхождении и эволюции Вселенной и попыталась ответить на вопрос: как возникла Вселенная? Книга «Высший замысел» должна была стать естественным продолжением предыдущей и дать более развернутый ответ на этот вопрос с учетом последних достижений науки, а также рассмотреть вопросы о том, почему вообще существует Вселенная, нужен ли ей творец и почему законы природы именно таковы, какими мы их знаем.
Согласно нашему плану, книга должна была содержать сквозной сюжет, который бы освещал все эти вопросы. Мы проанализировали последние работы Стивена, а также научный фундамент, необходимый для понимания их значения, и на этой основе подготовили подробный план книги – как разделить ее на главы и подразделы. Затем мы решали, кому какая часть книги достанется. Мы разбирали главу за главой и определяли, кому писать тот или иной кусок. Наша стратегия заключалась в том, чтобы каждый из нас составил набросок своей части и послал другому по электронной почте; затем мы должны были встретиться или в Кембридже, или в Калтехе, чтобы разобрать работу друг друга. Затем каждый из нас делал исправления, и цикл повторялся снова.
В некоторых пассажах, которые присылал Стивен, я не мог понять, что он, собственно, хочет сказать; мне приходилось перечитывать его ранее опубликованные работы, чтобы разобраться в сути проблемы. В отличие от того, каким покладистым он показал себя во время работы над «Кратчайшей историей времени», сейчас он готов был спорить по каждому поводу, даже самому мелкому. Это был медленный процесс, он был похож на то, как муравьи таскают через дорогу листочки для своих грибных ферм, на которых выращивают грибы для своего питания. В конце концов, происходило столько взаимных исправлений, что трудно было понять, кто является автором того или иного куска текста.
Визит, о котором я сейчас рассказываю, был первым из серии этой взаимной критики. Мы проработали несколько часов, обсуждая то, что каждый из нас написал. Здесь, в Англии, мне странно было слышать американский акцент компьютера, с помощью которого Хокинг общался. Стивен родился в Англии, но его голос был запрограммирован в Канзасе.
Наружная жара просачивалась в кабинет. Я устал вытирать пот со лба, а Стивен наверняка испытывал еще большее неудобство. Я увидел бисеринку пота под его влажными спутанными волосами. Она оторвалась и медленно покатилась по его лицу, останавливаясь время от времени, как слеза. Я представил, как эта капелька на своем пути щекочет его кожу. Я бы просто промокнул капельку пота платком, убрав и ее, и вызванный ею зуд. Но, когда вы не способны двигаться, вы обречены сидеть и терпеть эту слабо ощутимую, но безжалостную щекотку, которую производит капля, двигаясь по своей тропе согласно законам Ньютона – подобие китайской пытки водой. Санди, казалось, этой пытки не замечала. Она изредка бросала взгляды на Стивена, но продолжала читать.
Я хотел спросить Стивена, почему он не обзавелся кондиционером. Но потом подумал, что на ответ у него уйдет много времени, и поэтому спросил об этом у Санди. Она ответила мне скороговоркой, из которой я едва понял половину из-за ее сильного акцента – она разговаривала на кокни. Суть ее ответа сводилась к тому, что здание имеет систему контроля окружающей среды, но она работает не очень хорошо. Она делает много ненужного – например, автоматически, хотите вы или нет, каждый день закрывает в пять часов дня жалюзи на окнах; но не делает того, что реально нужно – не охлаждает воздух в помещении. Через несколько лет Сэм, компьютерный бог Стивена, смонтирует тайный обходной путь, который позволит управлять жалюзи по желанию человека, а не машины. Сэм всегда мог придумать, как обхитрить любую технику. Однако для меня более важным его качеством было то, что он всегда был в курсе планов Стивена. Но с летней жарой и он ничего не мог поделать.
Стивен хотел, чтобы администрация поставила ему отдельный кондиционер или, по крайней мере, разрешила бы Стивену поставить свой собственный. Но администрация игнорировала желание Стивена. Ни у кого нет своего собственного кондиционера, говорили они, почему мы должны делать для вас исключение? Действительно, почему? А может быть, потому, что Стивен принес университету больше славы и известности, чем все остальные профессоры физического факультета, вместе взятые? Может быть, потому наконец, что именно благодаря его усилиям по привлечению финансов университет смог построить Центр математических наук? Или, может, потому, что он был парализован. Но бюрократы смотрят на жизнь по-иному. Коллеги по факультету обожали Стивена, а управленческая клика откровенно недолюбливала. Администрация смотрела на ученых, как на безликие штатные единицы, на которые надо тратить фонды и заботиться об их финансировании. С точки зрения администрации, ученым надо было заниматься своими открытиями и иногда студентами. Поэтому между учеными и управленцами всегда существовала некоторая напряженность в отношениях. Я надеялся, что для Стивена будет сделано исключение, но мои надежды не оправдались.
Стивен мог бы применить испытанный на жалюзи метод – мог бы сам решить эту проблему. Но, в отличие от механизма поднятия жалюзи, кондиционер спрятать было невозможно. Дела в Кембридже обстояли таким образом, что сотрудникам часто запрещали что-либо приобретать или что-либо делать; однако, если человек что-то приобретал или что-то делал, администрация в конечном счете не возражала. Но Стивен не поднимал вопрос о кондиционере. В каком-то смысле, я думаю, он был согласен с администрацией – если у других нет кондиционера, то и у него пусть не будет.
Санди сказала, что ей нужно в туалетную комнату. Вообще-то сиделкам Стивена запрещалось оставлять его одного. Обычно в таких случаях Санди предупреждала Юдифь, и та наблюдала за Стивеном во время отлучки сиделки. Но поскольку здесь был я, Санди доверила эту работу мне.
– Если что-то будет не так, просто позовите Юдифь, – сказала она. – Я вернусь через минуту.
Когда я возобновил разговор со Стивеном, то не мог отвлечься от вида испарины, которая покрывала его лицо. Я то и дело смотрел, как капельки пота собираются у него на подбородке и, отрываясь под действием собственного веса, падают вниз. Будь что будет, подумал я и спросил:
– Можно, я вытру ваш лоб?
Стивен поднял брови, что означало «да». Один из немногих доступных ему знаков, который он часто использовал – чтобы ответить положительно на вопрос, среагировать утвердительно на ваше предложение или просто поблагодарить. С другой стороны, когда он хотел сказать «нет» или выразить недовольство, на лице его появлялась ужасная гримаса.
Я вынул бумажный носовой платок, дотянулся до Стивена и осторожно вытер ему лоб. Он вновь поднял бровь в знак благодарности. Поскольку процедура ему явно понравилась, я решил повторить ее. В тот момент, когда моя рука вновь протянулась к его лицу, в глазах его промелькнуло: «Осторожнее!» В своей жизни я часто пропускаю такие сигналы или реагирую на них слишком поздно. Так случилось и на этот раз. Как оказалось, моя рука протянулась слишком быстро и движение ее оказалось чересчур энергичным. Его голова, податливая, как у тряпичной куклы, резко склонилась к плечу, а затем упала на грудь, оказавшись в очень неудобном положении.
Лицо Стивена исказила гримаса. Я пришел в ужас. Что делать? Можно ли сейчас вообще трогать его? Опять-таки, что мне делать дальше? Я подался к нему и, как можно осторожнее, поднял его голову. Его лоб и волосы были влажными от жары. Я отпустил его голову. Она снова начала скользить вниз. Я остановил ее движение. Я стоял и держал его голову, пытаясь сохранить ее равновесие. Его очки заскользили по щеке. Бип-бип-бип-бип! – запищала сигнализация. Я был пойман на месте преступления в попытке причинить вред Стивену Хокингу.
В этот момент появилась Санди, а вслед за ней, по зову сигнала тревоги, возникла Юдифь. Санди поправила положение головы Стивена и его очков. Как только очки заняли свое обычное положение, сигналы тревоги прекратились. На очках был установлен датчик, который измерял расстояние до щеки и посылал сигнал на компьютер кресла-каталки Стивена. Основная цель датчика заключалась в том, чтобы предоставить Стивену возможность влиять на компьютерную мышку путем сокращения мышцы щеки – а клики мышки позволяли ему печатать и выбирать простые команды на экране своего компьютера. Этот датчик также подавал сигналы тревоги, если его очки спускались слишком низко. Юдифь убедилась, что все под контролем, и отправилась восвояси. Санди вытерла Стивену пот со лба.
– Простите, – сказала она.
Стивен поморщился. Она вновь уселась на кушетку.
Мне было жалко Стивена. Когда его лоб чесался или потел, он не мог ни почесать, ни вытереть его. В это время я часто сочувствовал Стивену. Сочувствовал, потому что его немощь не позволяла ему совершать самые простые действия, доступные обычному человеку – он не мог сам ни питаться, ни разговаривать, ни поворачивать страницы книги, которую хотел прочесть. Масса мыслей и идей, запертых у него в мозгу, с огромным трудом находила выход на свободу. Со временем эта жалость улетучилась, подобно одной из черных дыр, о которых писал Стивен.
Глава 2
Прежде чем Стивен обзавелся штатом сиделок, некоторые его аспиранты жили у него в доме, вместе с ним и его тогдашней женой Джейн, помогая ухаживать за ним. Это были 1970-е. Стивен был прикован к инвалидной коляске, но сохранял некоторый контроль над мышцами и еще мог разговаривать, хотя и довольно невнятно. Его студенты помогали ему одеваться и кормили его по утрам. Они шли вслед за ним, когда он ехал в своей коляске на работу. Иногда он в пути развлекал их, задавая задачки по физике, и устраивал своеобразное соревнование – кто из них первым сможет найти ответ.
Мы со Стивеном никогда не состязались в решении задач. Но когда я чуточку получше узнал Стивена, я научился оказывать ему необходимую помощь, если он в ней нуждался. Я научился осторожно прикасаться к нему, чтобы вытереть лоб или рот, без нанесения серьезного ущерба и без включения сигнализации. Иногда, когда я ухаживал за ним, я пытался представить себе, какой была его жизнь в то время, когда его мышцы еще были в рабочем состоянии и он мог управлять ими. Мы даже пару раз об этом беседовали с ним.
Его отношение к болезни удивляло меня. Болезнь не ожесточила его, как это случилось бы со многими. Благодаря Стивену я по-новому взглянул на трудности и тяжелые испытания. Этот человек каждый день, каждый час, каждую минуту боролся с этими испытаниями так, как никогда не доводилось мне; он должен был постоянно выносить то, что для меня, несомненно, было бы обременительным, унизительным, болезненным, выматывающим или вселяющим страх. Никто не стал бы его обвинять, если бы он жаловался на свою судьбу. Все мы иногда жалуемся на жизнь, причем с гораздо меньшими основаниями. Стоит у меня разыграться мигрени, и я уже считаю, что многострадальный Иов был куда счастливее меня. А Стивен – он встречал каждый вызов судьбы, каждый новый день с юмором и позитивным настроем. Это была жизненная позиция человека, который нашел свое место в мире и был счастлив.
Таким был Стивен для своих друзей в Кембридже, но они не знали его по Оксфорду. В 1959 году, семнадцати лет от роду и в относительном здравии, он приступил к изучению трехгодичного университетского курса естествознания с упором на физику. Первые два года он чувствовал себя очень одиноким. Он жаждал дружбы, но ее не было. Наконец, на третьем году обучения, он вступил в гребной клуб. Он стал старшиной шлюпки в гребной команде и нашел и дружбу, и приключения на Темзе. Река Темза протекает через Оксфорд, а в Кембридже есть своя река – Кам. И в том, и в другом университете гребля имеет многовековые традиции. И в том, и в другом университете считалось престижным быть участником гребной команды. Для Стивена же гребная команда стала клубом для встреч.
В обязанности Стивена как старшины шлюпки входило следить за ее направлением и скоростью. Сидя на корме, часть этих обязанностей Стивен выполнял собственноручно; относительно другой части отдавал приказы членам команды. Он всегда был неуклюжим и щуплым – за это его часто дразнили – и не очень удачливым в спорте. Однако в гребле он «попал в струю». Что нужно для старшины? Маленький вес, чтобы не перегружать шлюпку, и зычный голос.
Если бы не гребля, жизнь в Оксфорде казалась бы Стивену пресной. Каждую неделю он должен был посещать лекции и семинары, на которых обсуждались домашние задания студентов. Он считал эти задания смехотворно легкими. Он тратил на их выполнение очень мало времени, как и на всякую другую учебную работу, предпочитая слушать классическую музыку или читать научную фантастику. У него не было ни амбиций, ни каких-то конкретных целей, ни общего жизненного направления. И подобно большинству своих однокурсников, он слишком много пил. Все это было до того, как он поступил в Кембридж, до того, как болезнь вынесла ему свой приговор, и до того, как он открыл для себя мир физики.
⁂
Очередной визит в Кембридж. Мы только что приступили к ежедневной работе, и я разложил перед Стивеном несколько страниц текста на пюпитре, установленном на его письменном столе. Эти страницы я написал сегодня утром, а Юдифь уже успела распечатать их для меня. Мы погрузились в чтение. Глаза Стивена не позволяли ему быстро читать, и он стал отставать от меня. Более того, зная, что ему трудно будет вернуться на прочитанную страницу, Стивен старался изучить ее очень внимательно. Когда он заканчивал чтение, то поднимал брови, и я открывал новую страницу. Когда мы добрались до конца, я опять вернулся к первой странице, и процесс начался заново, теперь уже в сопровождении наших комментариев.
Пару лет в Калтехе я не просто вел курс математики, а преподавал научный стиль изложения. Поэтому я привык использовать физические аналогии в процессе написания. В физике мы имеем различные теории для различных масштабов. Мы обычно пользуемся квантовой теорией в масштабе атома и элементарных частиц; ньютоновская физика хорошо работает в масштабах нашей повседневной жизни; общей теорией относительности мы оперируем в масштабах космоса, где царствуют силы гравитации. Я учил тому, что любой текст можно проанализировать аналогичным образом: в масштабе слова, предложения, параграфа, главы и книги. Для анализа необходимых деталей у каждого элемента – большой картины и маленького наброска – нужны свои задачи и инструменты.
Не надо думать, что ограниченная активность Стивена и усилия, которые он должен был затрачивать при общении, каким-то образом сдерживали его и заставляли концентрироваться только на самых важных темах и главных задачах. Это было совсем не так. Для него не было незначительных или маловажных тем, и он не боялся вступать даже в длительные дискуссии. Иногда мы обсуждали даже каждое предложение на странице. Над ним постоянно висел дамоклов меч, но Стивен не позволял ему подстегивать себя.
За все те годы, пока я работал вместе со Стивеном, я ни разу не был свидетелем того, что в случае несогласия его утомляло бы печатание ответов для выяснения наших разногласий. Несмотря на мою способность выстреливать слова со скоростью пулемета, в то время как его предложения требовали тщательной обработки, именно он иногда выматывал меня, а сам он от меня никогда не уставал. Он работал так, как будто впереди у нас вечность. Иногда я пытался подталкивать его напоминаниями о том, что мы ограничены дедлайном. Но он не обращал на это внимания. Когда мы пропускали очередной дедлайн, наш издатель назначал нам новый. Стивен однажды сказал мне, что будет замечательно, если мы закончим книгу за десять лет. На это я ему ответил, что если мы доработаем до нашей десятилетней годовщины, то я вручу ему торт, пожелаю удачи и улечу домой, а он пусть сам заканчивает эту книгу.
Это был начальный этап нашей совместной работы над книгой «Высший замысел», и я еще не научился мириться с его перфекционизмом. Стивен был энтузиастом своего дела. Но при этом он не был одержим стремлением одержать победу любой ценой. Например, когда он занимался греблей, он хорошо подходил для поста старшины шлюпки, хотя старшина из него был плохой. Его это, правда, мало волновало. Для Стивена гребля означала приключения и дружбу, а вовсе не погоню за призами. Тренер по гребле вспоминал, что Стивен был лишен амбиций и часто отвлекался. Тренер критиковал Стивена за опрометчивость во время гонок – Стивен часто пытался протиснуться сквозь узкие непроходимые щели. Но Стивена как раз и привлекала возможность быть безрассудным. А почему, собственно, должно быть по-другому?
Это была одна часть проблемы. Но у тренера были к Стивену и другие претензии. Когда Стивен участвовал в состязаниях по гребле, его команда не только не выигрывала, но и часто приходила к финишу с поломанными веслами и побитой шлюпкой. Однажды под руководством Стивена его шлюпка даже столкнулась нос к носу с другой шлюпкой. А он этим гордился! Тогда еще у него было юное тело, которое, в отличие от лодки, с легкостью могло держать удар. Ему не было и двадцати, и он наслаждался своей физической силой, не задумываясь о том, какой это дар судьбы. Подобно большинству молодых людей – и некоторым людям постарше, – он думал, что его здоровье, сила, разум и энергия останутся с ним навсегда.
⁂
В физике любая теория либо истинная, либо нет. Философ скажет, что мы, физики, довольно небрежно используем слово «истинный», потому что любая «истина» в физике является временной – никогда нельзя быть уверенным, что какой-то эксперимент, проведенный в будущем, не нарушит вашу, прежде казавшуюся совершенной, теорию. Но я подразумеваю под фразой «теория либо истинная, либо нет» то, что в фундаментальной физике, по крайней мере, не бывает «почти правильных» теорий. Если имеется даже один неясный факт, который не удовлетворяет теории даже в мельчайшей детали, мы называем эту теорию ложной. Она не соответствует подлинным законам природы.
Ложная теория тем не менее может оказаться полезной. Она может отражать истину в ограниченной области – там, где расстояния большие или, наоборот, маленькие; или где скорости низкие; или гравитация слабая. Такие приблизительные теории могут эффективно использоваться на практике в физике твердого тела, в квантовой вычислительной технике или в астрофизике. Но, если теория дает неправильные предсказания, пусть они даже не сильно будут отличаться от реальных в количественном отношении, изыскатели фундаментальных законов знают, что они не должны останавливаться на достигнутом и искать дальше[1].
Цель физиков-теоретиков – найти теории, которые были бы справедливы без исключений. Но, если у предположительно фундаментальной теории находится какой-либо изъян, теоретики не скорбят об этом – наоборот, чувствуют новый прилив сил. Мы пускаемся в поиски новой теории, той, которая будет объяснять все, что объясняла и предыдущая, и в то же время благополучно пройдет испытание, которое не выдержала предыдущая теория. Следующая теория может быть модификацией старой теории – как это случилось в 1998 году, когда так называемая стандартная модель элементарных частиц была изменена в связи с открытием массы нейтрино. Или это может быть совершенно новая теория – как это произошло с теорией Ньютона, когда на смену его законам движения и гравитации пришли квантовая физика и общая теория относительности.
Парад перманентно улучшающихся теорий, по идее, должен завершиться созданием так называемой «теории всего». Однако вердикт о том, что такая теория действительно существует – и если да, то что она собою представляет, – еще не вынесен. Эйнштейн посвятил созданию этой теории все последние годы своей жизни. Он называл ее единой теорией поля. Вам может прийти в голову, что если кто-то, как фокусник, вытащит эту теорию из своей шляпы, то это будет второй Эйнштейн. Но Эйнштейн в последние годы своей жизни преуспел лишь в том, что отдалился от стратегического направления физической науки. «Нынешнее поколение видит во мне, – писал он, – еретика и реакционера, который, если можно так выразиться, пережил сам себя».
Но Эйнштейн мог себе такое позволить. Он чувствовал, что достиг пика славы и заслужил право в конце жизни немного побороться с ветряными мельницами. Поэтому он обращал мало внимания на мнение ученой среды и продолжал свои донкихотские изыскания. Он, как и Стивен, был упрям. Надо ли говорить, что после смерти Эйнштейна (1955) поиски «теории всего» стали модным увлечением среди физиков.
Большинство дискуссий о «теории всего» не принимали во внимание тот факт, что в распоряжении физиков уже со второй половины XIX века имелось непротиворечивое описание всех физических явлений. Речь идет о теории электромагнетизма Джеймса Клерка Максвелла. Эта теория и теория всемирного тяготения Ньютона вместе объясняли все известные (на тот момент) силы, существующие в природе. Когда в этот коктейль добавили еще законы движения Ньютона – которые описывают движение тел под действием этих сил, – полученная смесь, казалось, стала достаточной для описания всех процессов во Вселенной. По крайней мере, в принципе: для успешного применения теории все-таки надо было решать уравнения, описывающие интересующий нас процесс.
В этом-то все и дело. Без решения уравнений теория остается голым каркасом из принципов и методов. Для каждой физической системы (будь то электроны вокруг ядра атома, Солнечная система и т. д.) теория дает уравнения, решение которых описывает, как свойства этой системы меняются со временем (как излучает атом, планеты вращаются по орбитам и т. п.). Но обычно эти уравнения решить невозможно, поэтому большинство результатов в теоретической физике зависят от того, какое используется приближение. Именно это делает физику не только наукой, но и искусством.
Физики в конце XIX столетия были настолько уверены в глубине своих познаний, что лорд Кельвин, один из знаменитейших физиков своего времени, произнес в апреле 1900 года речь о будущем физики как науки. В ней он заявил, что все, что осталось сделать физикам – согнать пару облаков с уже почти безоблачного голубого неба. Одним из этих облаков стал эксперимент со скоростью света, проведенный американскими физиками Альбертом Майкельсоном и Эдвардом Морли. Другое облако – явление под названием «чернотельное излучение». Кельвин полагал, что эти незначительные аномалии ученые-физики вскоре смогут разъяснить в рамках существующих концепций. Впоследствии выяснилось, что эти препятствия – не два маленьких облачка в голубом небе, а скорее два массивных айсберга, вставшие на пути корабля в океане.
Чтобы объяснить эксперимент Майкельсона – Морли, нужно было придумать специальную теорию относительности, что и сделал Эйнштейн в 1905 году. Чтобы объяснить излучение черного тела, нужно было создать квантовую теорию. Над ее созданием трудилась целая плеяда блестящих физиков на протяжении десятков лет, с 1900 по 1925 год. Вместе эти две теории потопили корабль с ньютоновскими законами движения, которые лежали в основе физики в дни Кельвина, да и вообще на протяжении нескольких предыдущих столетий. Больше никогда эти ньютоновские законы не будут восприниматься как фундаментальная истина.
Кельвин, говоря о двух аномалиях, забыл еще об одном «облачке», которое затеняло чистый небосклон ньютоновской физики. В середине XIX века было обнаружено, что Меркурий слегка отклоняется от пути, предписанного ему законом всемирного тяготения Ньютона. Отклонение было маленьким, но оно реально существовало и высвечивало слабое место закона. Как оказалось, открытие этого крошечного отклонения предзнаменовало собой третью революцию в физике – появление общей теории относительности Эйнштейна в 1915 году.
С пришествием специальной и общей теории относительности, а также квантовой механики, законы движения и всемирного тяготения Ньютона потеряли свою актуальность. В меньшей степени в этот период потрясений пострадала теория электромагнетизма Максвелла. Законы Максвелла потребовали ревизии с учетом специальной теории относительности и квантовой механики, но не потеряли своего значения и по сей день. Из всего этого следует такой вывод: когда физическая теория слаба, об этом часто свидетельствуют аномалии, кажущиеся небольшими – отклонения, преодолеть которые, как нам кажется, можно с помощью безобидной интерпретации[2].
