Битва при черной дыре. Мое сражение со Стивеном Хокингом за мир, безопасный для квантовой механики

Газеты также сообщили, что Стивен рассчитается по пари с Джоном Прескиллом (который встревожил меня в Санта-Барбаре своим остроумным мысленным экспериментом). В 1997 году Джон побился об заклад со Стивеном, что информация выходит из чёрных дыр. Ставкой была бейсбольная энциклопедия.

Совсем недавно я узнал, что в 1980 году Дон Пейдж заключил со Стивеном похожее пари. Как я и заподозрил на основе доклада Дона в Санта-Барбаре, он уже давно скептически относился к утверждению Стивена. 23 апреля 2007 года, за два дня до того, как был написан этот абзац, Стивен формально сдался. Дон был столь любезен, что прислал мне фотокопию оригинального контракта — пари на один британский фунт против одного американского доллара — с подписью Стивена, подтверждающей поражение. Тёмное пятно в конце — это отпечаток пальца Стивена.

Что сказал Стивен в своей лекции? Я не знаю, меня там не было. Но написанная через несколько месяцев статья дала некоторые подробности. Их было немного: краткая история парадокса, словесное изложение некоторых аргументов Малдасены и мучительное окончательное объяснение того, как все всё время были правы.

Но все не были правы.

В последние годы ряд очень спорных вопросов подавался под видом научных дискуссий, но реально это были политические баталии. Это и полемика о разумном замысле; и о том, происходит ли на самом деле глобальное потепление, и если да, то является ли оно антропогенным; и о пользе дорогой системы противоракетной обороны; и даже о теории струн. К счастью, не все научные дебаты вырождаются в полемику. Время от времени появляется реальное различие в суждениях по важным вопросам, и это ведёт к новым открытиям и даже к смене парадигм. Битва при чёрной дыре — это пример дискуссии, которая никогда не скатывалась до уровня полемики; она касалась подлинных расхождений во взглядах на противоречивые научные принципы. Хотя вопрос о том, теряется ли информация в чёрных дырах, поначалу, конечно, был спорным, научные представления о нём теперь в основном объединились вокруг новой парадигмы. Но хотя битва и окончена, я сомневаюсь, что мы полностью усвоили эти важные уроки. Самая большая проблема теории струн состоит в том, как применить её к реальному миру. Голографический принцип ярко подтверждён малдасеновской теорией антидеситтеровского пространства. Мы живём в расширяющейся Вселенной, которая, если уж на то пошло, больше похожа на пространство де Ситтера с его космологическими горизонтами и пузырящимися вселенными-карманами. Сегодня никто не знает, как применить теорию струн, голографический принцип и другие наши знания о горизонтах чёрных дыр к космологическим горизонтам, но, скорее всего, между ними есть очень глубокие взаимосвязи. Лично я думаю, что эти связи лежат в основе многих космологических загадок. Надеюсь, когда-нибудь я ещё напишу книгу, объясняющую, как тут всё в конечном счёте работает, но не думаю, что это случится очень скоро.

Клаудио Тейтельбойм, Герард т Хооф, автор книги, Джон Улер и Франсуа Энглер, Вальпараисо, 1994

Стивен и автор книги, Вальдивия, Чили, 2008

Глоссарий

D-брана — поверхность в пространстве-времени, на которой могут оканчиваться фундаментальные струны.

RHIC — релятивистский коллайдер тяжёлых ионов; ускоритель, разгоняющий тяжёлые ядра почти до скорости света и сталкивающий их для создания сгустков очень горячего ядерного вещества.

S-матрица — математическое описание столкновения частиц; S-матрица — это список всех возможных исходных состояний и амплитуды вероятностей для всех возможных исходов.

адроны — частицы, тесно связанные с атомными ядрами: нуклоны, мезоны и глюболы; адроны состоят из кварков и глюонов.

антидеситтеровское пространство — пространство-время с постоянной отрицательной кривизной, напоминающее сферическую шкатулку.

белый карлик — конечная стадия эволюции звезды малой массы: до солнечной или немного больше.

бит — фундаментальная единица информации.

броуновское движение — хаотическое движение частиц пыльцы, помещённых в воду; оно вызвано постоянной бомбардировкой молекулами воды, находящимися в тепловом движении.

второе начало термодинамики — закон возрастания энтропии.

вязкость — трение между слоями жидкости, когда они смещаются друг относительно друга.

гамма-излучение — самые короткие и самые энергичные электромагнитные волны.

геодезическая — наилучшее приближение к прямой линии в искривлённом пространстве; кратчайший путь между точками.

герц — единица частоты, применяемая для измерения количества колебаний, совершаемых в секунду.

глухая дыра — сточное отверстие, в котором скорость потока превышает скорость звука (в воде) вблизи самой дыры.

глюбол — адрон, состоящий только из глюонов, без кварков; глюболы представляют собой замкнутые струны.

глюоны — частицы, которые соединяются в струны, связывающие кварки.

голограмма — двумерное представление трёхмерной информации; разновидность фотографии, по которой может быть восстановлено трёхмерное изображение.

голографический принцип — принцип, утверждающий, что вся информация содержится на границе области пространства.

горизонт — поверхность, внутри которой ничто не может уйти от сингулярности чёрной дыры.

граничная теория — математическая теория о границе области пространства, которая описывает всё, что находится внутри области.

грок — понимание чего-либо на глубоко интуитивном уровне, способность «нутром чувствовать» что-либо.

детерминизм — принцип классической физики, утверждающий, что будущее полностью предопределяется настоящим; подорван квантовой механикой.

диаграмма вложения — представление пространства-времени в определённый момент, построенное путём «нарезания» пространственно-временного континуума на тонкие слои.

длина волны — расстояние, приходящееся на один полный период волны, от гребня до гребня.

доллар-матрица — хокинговская попытка заменить S-матрицу.

дополнительность чёрных дыр — принцип дополнительности Бора, применённый к чёрным дырам.

замкнутая струна — струна, не имеющая концов, подобно резиновому кольцу.

ИК — инфракрасный; часто используется для указания на большие размеры.

интерференция — волновое явление, при котором волны от двух отдельных источников гасятся или усиливают друг друга в определённых местах.

информация — данные, которые отличают одно положение дел от другого; измеряется в битах.

инфракрасное излучение — электромагнитные волны с длиной несколько большей, чем у видимого света.

квантовая гравитация — теория, объединяющая квантовую механику с эйнштейновской теорией относительности, квантовая теория гравитации; в настоящее время ещё не завершённая теория.

квантовая теория поля — математическая теория, которая объединяет корпускулярные и волновые свойства материи; основа физики элементарных частиц.

квантовая хромодинамика — квантовая теория поля, описывающая кварки и глюоны и то, как из них образуются адроны.

классическая физика — физика, которая не принимает в расчёт квантовую механику; термин обычно означает детерминистическую физику.

корспускулы — ньютоновский термин для гипотетических частиц света.

кривизна — деформация пространства-времени.