Радио "Стори FM"
Navka.jpg

ara.png honor 2.jpg

Феномен Хокинга

Феномен Хокинга

Если быть честным до конца, то Хокинга сделали журналисты и его болезнь. Талантливых физиков много, но знают только Хокинга. Стивен привлёк внимание общественности и прессы тем, и только тем, что он инвалид, у которого не работает ничего, кроме мозга. И это понятно: публика от физики далека, а теории Хокинга не так экстравагантны, как у Эйнштейна, чтобы заинтересовать народ своей необычностью. «Но зато какой умище! – восхищается публика. – И как он только физику превозмог, будучи прикованным к коляске?..»

А превозмог обычным образом. Как все прочие студенты – посещая колледж на своих двоих. Вряд ли Хокинг стал бы физиком, если бы от рождения был таким, как сейчас. Но всё дело в том, что родился он обычным мальчиком со склонностью к точным наукам.

Хотя родители Стивена коренные лондонцы, появился мальчик в 1942 году в городе Оксфорде: туда  из столицы эвакуировались его папа с мамой, опасаясь бомбёжек столицы. И родился, надо сказать, весьма удачно: далеко ехать не надо – Стивен закончил Оксфордский университет, а потом всю жизнь занимался математикой и теоретической физикой. Причём на математику я бы хотел обратить ваше особое внимание и непременно сделаю это чуть позже с некоторыми пояснениями.

А пока сообщу, что первый нехороший звоночек прозвенел для Стивена в начале 60-х годов, когда ему исполнился двадцать один год, – парню поставили диагноз «боковой амиотрофический склероз». Это очень нехорошая и неизлечимая болезнь, которая приводит к атрофии мышц и смерти от удушья (мышцы перестают расширять лёгкие). Срок жизни при этой болезни – три года. Однако Хокингу жутко повезло – сейчас ему за семьдесят, и он ещё жив. Правда, жизнью это назвать трудно, так что ещё вопрос – повезло ли. Дело в том, что у Стивена помимо внутренних органов, вегетативно обеспечивающих элементарную жизнедеятельность организма, работает только одна лицевая мышца. А ещё он может двигать глазами. И больше ничем.

Раньше у физика работал один палец на руке. С помощью этого пальца он шевелил джойстик компьютера, выделяя нужные буквы, и таким образом общался с окружающими. А теперь отказал и палец. Поэтому сегодня Хокинг общается с людьми через инфракрасные очки, которые ловят направление его взгляда, которым он выбирает буквы на экране и составляет таким образом слова. Скорость разговора при этом совершенно ужасающая – одно слово в минуту. 

Поэтому сейчас компания «Интел» пытается разработать специально для Хокинга интерфейс, который позволил бы повысить скорость его «говорения» до пяти слов в минуту. Есть даже идея, чтобы компьютер мог не только осуществлять выбор букв, но и работать по системе точка-тире. Тогда Хокинг сможет общаться с миром из глубин своего тела, пленником которого он стал, с помощью азбуки Морзе... Теперь вы понимаете, почему я усомнился в везении Хокинга, умудрившегося дожить в этаком состоянии до такого возраста? По мне, так лучше смерть.

Но у Хокинга была и есть одна игрушка, которая позволяет ему жить, – теоретическая физика. И вот как раз в этом смысле Хокингу действительно повезло. Причём математика, которой я обещал коснуться, сыграла в его выживаемости, на мой взгляд, немаловажную роль. Она обеспечила ему смысл жизни. Попробую пояснить...

Есть такая шутка. Бухгалтер научно-исследовательского института хвалит учёных: «Люблю физиков-теоретиков! Им для работы не нужно никакого дорогостоящего оборудования – только карандаш, ластик и бумага. Лучше них только математики: им даже ластик не нужен». Имеется в виду, что полёт абстрактной математической мысли не ограничен вообще ничем, никакой привязкой к реальности, на которую должны иногда оглядываться физики-теоретики.

Хокинг – нечто среднее между физиком и математиком. Он вооружён прекрасным математическим аппаратом, который доступен не всем физикам, и потому полёт его теоретической фантазии почти не ограничен. Будучи заключённым внутри своего тела-тюрьмы и лишённым всех радостей обычного человека, астрофизик Хокинг целыми днями летает среди звёзд – на крыльях математики.

Однажды он, например, взял и придумал конец света – каким он может быть для нашего мира. Это потребует некоторого пояснения. Как известно, материя есть возбуждённое состояние вакуума. Мы все привыкли к тому, что вакуум – это пустота в самом простом и логическом смысле этого слова: когда в каком-то объёме пространства ничего нет, мы говорим, что он пуст. 

Однако физика в конце ХХ века неожиданно для себя подтвердила мысль древних греков о том, что «природа боится пустоты». Пустоты как таковой в мире не оказалось. И тот космический вакуум, который считался синонимом пустоты, есть всего лишь одна из форм материи, правда очень необычной – материи «нулевого уровня». А точнее, околонулевого, так как энергия пустоты не равна нулю!

Неожиданно выяснилось, что в вакууме может возникать электромагнитное  поле и, более того, вакуум в состоянии порождать вещество как бы из ничего. Частицы вещества возникают в вакууме парами – частица только вместе с античастицей, – и существуют они ровно столько времени, чтобы их никак нельзя было зачесть приборно, иначе нарушались бы законы сохранения массы и энергии. А потом они схлопываются вместе, снова обращаясь в ничто. И происходит это всё время – вакуум буквально кипит постоянно возникающими и исчезающими частицами, которые за их неуловимость назвали виртуальными. С этой точки зрения летящие в пространстве «настоящие», то есть реальные, физические частицы – это как бы бегущая по вакууму волна возбуждения.

Так вот, одним из математико-физических пророчеств Хокинга было следующее утверждение. Допустим, вакуум нашей Вселенной находится не в истинном «околонулевом состоянии», а окружает нас так называемый «ложный вакуум», то есть вакуум в довольно энергичном состоянии. 

Подобных состояний у вакуума может быть множество. И разумеется, как вода всегда стремится протечь вниз, так в точку низшего энергопотенциала стремится всё на свете. Включая вакуум. Почему же тогда более энергичный вакуум нашей Вселенной самопроизвольно не сваливается в более энергетически выгодное состояние, «вниз»?

Понять это можно из следующей картинки. Представьте себе плоскость, изрытую лунками. Какие-то лунки глубже, какие-то мельче. Их огромное количество. В некоторые лунки закатились шарики. Понятно, что, если шарик лежит в самой глубокой лунке, ниже он уже не провалится – некуда. А вот если шарик лежит в мелкой лунке, его можно опустить ниже, перекатив в лунку более глубокую, тогда шарик опустится на более низкий уровень, потеряв потенциальную энергию. Но для того, чтобы из мелкой лунки шарик перекатился в глубокую, его надо подтолкнуть. Тогда, перевалившись через барьерчик своей луночки, он может угодить в луночку более глубокую. Но нужен толчок, выводящий из равновесия.

И если такой мировой толчок случится, то, коснувшись иного мира, в одной точке вакуума, наш мир просто осыплется в иное состояние, в котором уже не будет привычной нам Вселенной, а будет нечто иное, невообразимое и хаотичное. Смертельный распад для нас произойдёт практически мгновенно.

Что же может послужить для нашей Вселенной таким толчком, который обрушит её в полный даун, заставив потерять всю свою энергию? Может ли таким толчком быть, например, эксперимент на адронном коллайдере, где разгоняют и сталкивают частицы со сверхвысокими энергиями? 

Нет, коллайдеру не хватит на это энергии – для уничтожения Вселенной, как подсчитал Хокинг, нужно 100 миллиардов ГЭв, а у нас в распоряжении пока только 14 тысяч ГЭв. Но ведь наука не стоит на месте, и, может быть, когда-нибудь мы построим такой коллайдер... Впрочем, ни доказать, ни опровергнуть умозрительную и высчитанную математически теорию Хокинга пока нельзя: мы не в состоянии сказать, «ложный» вокруг нас вакуум или «истинный».

Впрочем, столь экзотическими воззрениями Хокинг не ограничивается. Одно из его главных научных достижений – похороны чёрных дыр, то есть теория испарения чёрных дыр, которую он разработал ещё в середине 70-х и которая на сегодня считается вполне доказанной. 

У меня нет никаких сомнений в том, что вам прекрасно известно, что такое чёрная дыра. Я просто напомню: это умершая звезда огромной массы. Когда такая звезда выжигает всё своё топливо и её перестаёт распирать излучением, охладевшее вещество звезды начинает сваливаться к центру под действием тяготения, и огромный газовый шар превращается... Во что?

Если масса звезды очень велика, сила тяготения настолько мощна, что не позволяет вырваться из своих объятий даже световому излучению. Та граница, глубже которой ничто уже не может из неё вырваться, называется сферой Шварцшильда, или горизонтом событий. Снаружи такая звезда выглядит как чёрная дыра в пространстве – туда может упасть всё что угодно, включая свет, а обратно не может вырваться ничто. Это значит, что чёрная дыра всегда только набирает вес, становясь всё больше и больше. Так считала наука до Хокинга. Но парализованный Хокинг, с мыслью, оторванной от тела и унесённой во Вселенную, заявил нечто такое, что в представления физиков до поры до времени не укладывалось: чёрные дыры могут испаряться.

Как так? Что значит испаряться, если они только набирают массу, а терять её им не позволяет огромная сила тяготения, которую не может преодолеть даже свет?

Вот тут и надо вспомнить о непустой пустоте – вакууме, который в каждой точке кипит полями и виртуальными частицами. Да, действительно, пары этих частиц, едва возникнув, тут же схлопываются обратно в небытие, но если в момент их проявления в нашем мире к ним приложить внешнюю силу, то их можно успеть растащить. 

Ну, например, вспыхнула на мгновение пара протон-антипротон. Они имеют противоположные заряды, и если приложить внешнее электромагнитное поле, то плюсовой протон можно притянуть к внешнему минусу, а антипротон – к плюсу внешнего поля. В этом случае частицы из виртуальных превратятся во вполне реальные, но никакого нарушения законов сохранения при этом не случится, ведь их масса-энергия возникнет не из ничего, а за счёт приложения нами энергии извне – из розетки, за счёт «Мосэнерго», например.


«Если вы понимаете, как функционирует Вселенная, - значит, в известном смысле можете ею управлять» 

Стивен Хокинг


То же самое может произойти и возле сферы Шварцшильда. Вне этой границы частица ещё имеет возможность сбежать от чёрной дыры, а внутри – уже нет, считай, похоронена. Так вот, если пара частица-античастица возникает из небытия прямо на границе сферы Шварцшильда, одну частицу (которая ближе к звезде) внешнее гравитационное поле чёрной дыры может затянуть, а вторая улетит в космическое пространство, унеся с собой реальную массу и энергию. Иными словами, чёрная дыра постоянно производит реальные частицы за свой счёт, за счёт своей энергии. Которая тратится! И будет тратиться до тех пор, пока чёрная дыра совсем не испарится...

Взлетевший над бренным телом интеллект Хокинга не занят никакими бытовыми делами, которыми вынужденно занимаемся мы с вами. Он всегда думает только о космосе, звёздах и физике. А о чём же ещё? Всё остальное Хокингу просто недоступно. Только он и Вселенная − лицом к лицу.

И что же Хокинг думает об этой Вселенной?

А то, что никакой Бог её не создавал, поскольку Вселенная не нуждается во внешней причине для своего возникновения: она возникла в первичном первородном вакууме точно так же, как в нём возникают пары частица-античастица.

А кроме того, Хокинг твёрдо верит в инопланетян. Не в смысле в летающие тарелки, а просто в самозарождение жизни на разных планетах. Понимая своим математическим умом, что такое большие числа, Хокинг ясно осознаёт, что именно закон больших чисел предоставляет огромное количество планет во Вселенной с подходящими для зарождения жизни условиями. 

При этом в большинстве случаев, по мнению Хокинга, планеты заселены бактериальными организмами, а в меньшинстве жизнь прогрессирует до разумности, до хокингов, обдумывающих бытие. Но и этого «меньшинства» − триллионы.

А я, глядя на Хокинга, думаю: не ждёт ли всех разумных существ в далёком будущем судьба Хокинга? Ведь для чего эволюция дала нам как животным способность двигаться, смотреть на мир и анализировать увиденное (интеллект)? Только для того, чтобы найти себе добычу и размножиться. 

Если мы будем бессмертными, размножаться не потребуется. А если мы снимем проблему энергозапаса, то есть будем получать питание без проблем от сети, нужда в телесном перемещении просто отпадёт. И чем тогда заниматься освобождённому интеллекту, как не созданием новых миров?

Именно этим он и занимается: совсем недавно Хокинг и российский миллиардер Юрий Мильнер объявили о запуске новой научной программы по поиску инопланетян. На неё планируется потратить более ста миллионов долларов. Разделение труда вполне справедливое: деньги – наши, мозги – Хокинговы.


Автор: Александр Никонов

фото: REX/FOTODOM

  

Похожие публикации

  • Миф о здоровом питании
    Миф о здоровом питании
    Кто из нас не слышал, что нажираться на ночь плохо, а лучше вообще после шести не есть? Кому не известно, что мясо – вредно, а молоко взрослыми людьми не усваивается, приводя к разным желудочно-кишечным катастрофам? От жира – жиреют и сосуды забиваются, поэтому нужно на полках магазинов искать обезжиренные продукты... Но вы уверены, что это истина в последней инстанция, а не очередной пищевой миф?..
  • Вылечить рассеяный склероз
    Вылечить рассеяный склероз
    Такого рода болезни считаются неизлечимыми. Но есть некоторые упёртые граждане-специалисты, которые изо всех сил стараются этому недугу противостоять. И я нашёл одного такого
  • Искатель
    Искатель
    Режиссёр Алексей Герман-младший – из поколения нынешних сорокалетних. Тех, кто уже сегодня диктует, а уже в скором времени начнёт контролировать моду на образ и стиль жизни, нести в массы свои ценности и, наконец, свои преставления о культуре. В чём же сила, а в чём слабость этого поколения? Похоже, Герман-младший знает ответы на эти вопросы. А подсказал ему их опыт отца, Германа-старшего