ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОСТРАНСТВО И ЕГО СВОЙСТВА

*Загляни сюда: JПамятка[Ю.Ю.1]

*Оглавление

 

 

СТИВЕН

Хокинг

Краткая история времени

Санкт-Петербург АМФОРА / ЭВРИКА

Хокинг С.

Х70 Краткая история времени: От большого взрыва
до черных дыр / Пер. с англ. Н. Смородинской.—
СПб.: Амфора, 2001. - 268 с.
ISBN 5-94278-091-9

© 1988 by Stephen W Hawking

© Н. Смородинская, перевод, 1990

ISBN 5-94278-091-9 © «Амфора», оформление, 2001

БЛАГОДАРНОСТИ

Я решил попробовать написать популярную книгу о пространстве и времени после того, как прочитал в 1982 г. курс Лёбовских лекций в Гарварде. Тогда… Мне сказали, что каждая включенная в книгу формула вдвое уменьшит число… я все-таки написал одно уравнение — знаменитое уравнение Эйнштейна Ε = тс2. Надеюсь, оно не отпугнет половину…

ПРЕДИСЛОВИЕ

Мы живем, почти ничего не понимая в устройстве
мира. Не задумываемся над тем, какой механизм порождает солнечный свет, который обеспечивает наше
существование, не думаем о гравитации, которая
удерживает нас на Земле, не давая ей сбросить нас
в пространство. Нас не интересуют атомы, из которых мы состоим и от устойчивости которых мы сами
существенным образом зависим. За исключением детей (которые еще слишком мало знают, чтобы не задавать такие серьезные вопросы), мало кто ломает
голову над тем, почему природа такова, какова она
есть, откуда появился космос и не существовал ли он
всегда? не может ли время однажды повернуть вспять,
так что следствие будет предшествовать причине?
есть ли непреодолимый предел человеческого познания? Бывают даже такие дети (я их встречал), которым хочется знать, как выглядит черная дыра, какова
самая маленькая частичка вещества? почему мы помним прошлое и не помним будущее? если раньше и
правда был хаос, то как получилось, что теперь установился видимый порядок? и почему Вселенная вообще существует?

В нашем обществе принято, что родители и учителя
в ответ на эти вопросы большей частью пожимают
плечами или призывают на помощь смутно сохранив-

шиеся в памяти ссылки на религиозные легенды. Некоторым не нравятся такие темы, потому что в них живо обнаруживается узость человеческого понимания.

Но развитие философии и естественных наук продвигалось вперед в основном благодаря подобным
вопросам. Все больше взрослых людей проявляют к
ним интерес, и ответы иногда бывают совершенно неожиданными для них. Отличаясь по масштабам как
от атомов, так и от звезд, мы раздвигаем горизонты
исследований, чтобы охватить как очень маленькие,
так и очень большие объекты.

Весной 1974 г., примерно за два года до того, как
космический аппарат «Викинг» достиг поверхности
Марса, я был в Англии на конференции, организованной Лондонским королевским обществом и посвященной возможностям поиска внеземных цивилизаций. Во время перерыва на кофе я обратил
внимание на гораздо более многолюдное собрание,
проходившее в соседнем зале, и из любопытства вошел туда. Так я стал свидетелем давнего ритуала —
приема новых членов в Королевское общество, которое является одним из старейших на планете объединений ученых. Впереди молодой человек, сидевший
в инвалидном кресле, очень медленно выводил свое
имя в книге, предыдущие страницы которой хранили
подпись Исаака Ньютона. Когда он, наконец, кончил
расписываться, зал разразился овацией. Стивен Хокинг уже тогда был легендой.

Сейчас Хокинг в Кембриджском университете занимает кафедру математики, которую когда-то занимал Ньютон, а позже II. А. М. Дирак — два знаменитых исследователя, изучавшие один — самое большое,
а другой — самое маленькое. Хокинг — их достойный

преемник. Эта первая популярная книга Хокинга содержит массу полезных вещей для широкой аудитории. Книга интересна не только широтой своего содержания, она позволяет увидеть, как работает мысль
ее автора. Вы найдете в ней ясные откровения о границах физики, астрономии, космологии и мужества.
Но это также книга о Боге... а может быть, об отсутствии Бога. Слово «Бог» часто появляется на ее
страницах. Хокинг отправляется на поиски ответа на
знаменитый вопрос Эйнштейна о том, был ли у Бога
какой-нибудь выбор, когда он создавал Вселенную.
Хокинг пытается, как он сам пишет, разгадать замысел Бога. Тем более неожиданным оказывается вывод
(по меньшей мере временный), к которому приводят
эти поиски: Вселенная без края в пространстве, без
начала и конца во времени, без каких-либо дел для
Создателя.

Карл Саган

Корнеллский университет
Итака, шт. Нью-Йорк

Наше представление о Вселенной

Такое представление о Вселенной как о бесконечной башне из черепах большинству из нас покажется смешным, но почему мы думаем, что сами знаем лучше?… конец получить ответы хотя бы на отдельные из таких давно поставленных… Еще в 340 г. до н. э. греческий философ Аристотель в своей книге «О небе» привел два веских довода в пользу того, что…

Пространство и время

Согласно аристотелевской традиции, все законы, которые управляют Вселенной, можно вывести чисто умозрительно и нет никакой необходимости проверять… метр на каждые десять метров, то, каким бы тяжелым ни был шар, его скорость в… Ньютон вывел свои законы движения, исходя из измерений, проведенных Галилеем. В экспериментах Галилея на тело,…

Расширяющаяся Вселенная

мы называем Млечным Путем. Еще в 1750 г. некоторые астрономы высказывали мысль, что существование Млечного Пути объясняется тем, что большая часть… Современная картина Вселенной возникла только в 1924 г., когда американский…

Принцип неопределенности

Доктрина научного детерминизма встретила сильное сопротивление со стороны многих, почувствовавших, что этим ограничивается свободное вмешательство… Джинса, из которых следовало, что горячий объект типа звезды должен все время… Чтобы избавиться от этого явно абсурдного вывода, немецкий ученый Макс Планк в 1900 г. принял гипотезу, согласно…

Гребни и впадины волн совпадают, волны усиливают друг друга

Гребни против впадин, волны еасят

Рис. 4 1 содержит всевозможные длины волн, отвечающие разным цветам. Гребни некоторых… Итак, благодаря возникшему в квантовой механике дуализму частицы тоже могут испытывать интерференцию. Широко известный…

Элементарные частицы и силы в природе

По Аристотелю, вещество непрерывно, т. е. любой кусок вещества можно бесконечно дробить на все меньшие и меньшие кусочки, так и не дойдя до такой… до начала нашего века спор между двумя школами так и не был решен в пользу… К тому времени уже имелись некоторые основания подумывать о том, что и атомы тоже не неделимы. Несколькими годами…

Черные дыры

Исходя из этого, Джон Мичел, преподаватель из Кембриджа, в 1783 г. представил в журнал «Философские труды Лондонского Королевского общества»1 свою … 1 Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 117 работу, в которой он указывал на то, что достаточно массивная и компактная звезда должна иметь столь сильное…

Черные дыры не так уж черны

Вдруг я понял, что пути лучей света на горизонте событий никогда не смогут сблизиться. Если бы это произошло, то лучи в конце концов пересеклись…   Как если бы наткнуться на кого-то другого, тоже убегающего от полицейского, но в противоположном направлении, — тогда…

Рождение и гибель Вселенной

На протяжении семидесятых годов я в основном занимался исследованием черных дыр, но в 1981 г., когда я был на конференции по космологии, организованной в Ватикане… температура становится вдвое ниже.) Поскольку температура — это просто мера энергии (т. е. скорости) частиц,…

Стрела времени

Попытки объединить гравитацию с квантовой механикой привели к понятию мнимого времени. Мнимое время ничем не отличается от направлений в… разницы. Но когда мы имеем дело с реальным временем, то мы знаем, что… Законы науки не отличают прошлого от будущего. Точнее говоря, законы науки не меняются в результате выполнения…

О6

доченным. В этом случае Вселенная уже находилась
бы в состоянии полного беспорядка и беспорядок не
мог бы увеличиваться со временем. Он мог бы оставаться неизменным, тогда не было бы определенной
термодинамической стрелы времени, либо мог бы
уменьшаться, и тогда термодинамическая стрела времени была бы направлена навстречу космологической стреле. Ни одна из этих возможностей не согласуется с тем, что мы наблюдаем. Как мы, однако,
видели, классическая общая теория относительности
предсказывает свое нарушение. Когда кривизна пространства-времени становится большой, становятся
существенными квантовые гравитационные эффекты, и классическая теория перестает служить надежным основанием для описания Вселенной. Чтобы
понять, как возникла Вселенная, необходимо обратиться к квантовой теории гравитации.

Но, чтобы определить в квантовой теории гравитации состояние Вселенной, необходимо, как мы
видели в предыдущих главах, знать, как возможные
истории Вселенной вели себя на границе пространства-времени в прошлом. Необходимость знать то, что
мы не знаем и знать не можем, отпадает лишь в том
случае, если прошлые истории удовлетворяют условию отсутствия границ: они имеют конечную протяженность, но у них нет ни границ, ни краев, ни особенностей. Тогда начало отсчета времени должно
было быть регулярной, гладкой точкой в пространстве-времени и Вселенная начала бы свое расширение
из весьма однородного и упорядоченного состояния.
Оно не могло бы быть совершенно однородным,
потому что этим нарушался бы принцип неопределенности квантовой теории. Это значит, что должны

существовать небольшие флуктуации плотности и
скоростей частиц. Но в силу условия отсутствия границ эти флуктуации должны были быть малы, чтобы
согласоваться с принципом неопределенности.

Вначале Вселенная могла бы экспоненциально
расширяться, или раздуваться, в результате чего ее
размеры увеличились бы во много раз. Флуктуации
плотности, оставаясь сначала небольшими, потом начали бы расти. Расширение тех областей, в которых
плотность была чуть выше средней, происходило бы
медленнее из-за гравитационного притяжения лишней массы. В конце концов такие области перестанут
расширяться и коллапсируют, в результате чего образуются галактики, звезды и живые существа вроде
нас. Таким образом, в момент возникновения Вселенная могла находиться в однородном и упорядоченном состоянии и перейти со временем в состояние неоднородное и неупорядоченное. Такой подход
мог бы объяснить существование термодинамической стрелы времени.

Но что произошло бы, когда Вселенная перестала
бы расширяться и стала сжиматься? Повернулась бы
при этом термодинамическая стрела времени? Начал
бы уменьшаться со временем беспорядок? Перед
теми, кому посчастливилось бы пережить переход из
фазы расширения в фазу сжатия, открылись бы самые фантастические возможности. Может быть, они
увидели бы, как осколки разбитых чашек собираются на полу в целые чашки, которые возвращаются обратно на стол? А может быть, они бы помнили
завтрашний курс акций и удачно играли на бирже?
Правда, беспокойство по поводу того, что случится,
если Вселенная опять начнет коллапсировать, кажется

несколько преждевременным — сжатия не будет еще
по крайней мере десять тысяч миллионов лет. Однако узнать об этом можно гораздо быстрее. Для этого
надо просто прыгнуть в черную дыру. Коллапс звезды в состояние черной дыры аналогичен последним
стадиям коллапса всей Вселенной. Поэтому если беспорядок должен уменьшаться на стадии сжатия Вселенной, то он будет уменьшаться и внутри черной
дыры. Тогда астронавт, упавший в черную дыру, мог
бы там подзаработать, играя в рулетку. Ведь еще не
сделав ставки, он бы уже помнил, где остановится
шарик. (Правда, игра была бы очень недолгой, лишь
до тех пор, пока сам астронавт не превратился бы
в спагетти. Не успев сообщить нам о повороте термодинамической стрелы и даже не получив выигрыш,
он исчез бы за горизонтом событий черной дыры.)

Вначале я считал, что при коллапсе Вселенной
беспорядок должен уменьшаться, потому что, став
опять маленькой, Вселенная должна была бы вернуться в исходное гладкое и упорядоченное состояние. Это означало бы, что фаза сжатия эквивалентна
обращенной во времени фазе расширения. На стадии
сжатия жизнь должна течь в обратном направлении,
так что люди умирали бы до своего рождения и по
мере сжатия Вселенной становились бы все моложе
и моложе.

Привлекательность такого вывода — в красивой
симметрии между фазой расширения и фазой сжатия. Однако его нельзя рассматривать сам по себе,
независимо от других представлений о Вселенной.
Возникает вопрос: следует ли этот вывод из условия
отсутствия границ или же, напротив, с этим условием несовместим? Как уже говорилось, я считал

вначале, что условие отсутствия границ в самом деле
означает, что беспорядок должен увеличиваться на
стадии сжатия. Отчасти меня ввела в заблуждение
аналогия с поверхностью Земли. Положим, что начало Вселенной соответствует Северному полюсу. Тогда конец Вселенной должен быть похож на начало
так же, как Южный полюс похож на Северный. Но
Северный и Южный полюсы соответствуют началу
и концу Вселенной в мнимом времени. В реальном
же времени начало и конец могут сколь угодно сильно отличаться друг от друга. Меня еще ввела в заблуждение работа, в которой я рассматривал одну
простую модель Вселенной, где фаза коллапса была
похожа на обращенную во времени фазу расширения. Но мой коллега, Дон Пейдж из Университета
штата Пенсильвания, показал, что условие отсутствия границ вовсе не требует того, чтобы фаза сжатия
была обращенной во времени фазой расширения. Затем один из моих аспирантов, Реймонд Лефлемм,
установил, что в несколько более сложной модели
коллапс Вселенной сильно отличается от ее расширения. Я понял, что ошибся: из условия отсутствия
границ следует, что во время сжатия беспорядок должен продолжать увеличиваться. Термодинамическая
и психологическая стрелы времени не изменят своего направления на противоположное ни в черной дыре, ни во Вселенной, начавшей сокращаться вновь.

Что бы вы сделали, обнаружив у себя такую ошибку? Некоторые никогда не признаются в своей неправоте и продолжают поиски новых, часто совершенно необоснованных, аргументов в пользу своих
идей. Так поступил Эддингтон, выступив противником теории черных дыр. Другие заявляют, что они

никогда и не поддерживали эту неправильную точку
зрения, а если и поддерживали, то лишь для того, чтобы продемонстрировать ее несостоятельность. Мне
кажется, что гораздо правильнее выступить в печати
с признанием своей неправоты. Прекрасный пример
тому — Эйнштейн. О введении космологической постоянной, которая понадобилась ему при построении
статической модели Вселенной, он говорил как о
своей самой серьезной ошибке.

Вернемся к стреле времени. У нас остался один вопрос: почему, как показывают наблюдения, термодинамическая и космологическая стрелы направлены
одинаково? Или, другими словами, почему беспорядок возрастает во времени в том же направлении,
в каком расширяется Вселенная? Если считать, что
Вселенная после расширения начнет сжиматься, как,
по-видимому, следует из условия отсутствия границ,
то наш вопрос звучит так: почему мы должны находиться в фазе расширения, а не в фазе сжатия?

Ответ на этот вопрос дает слабый антропный
принцип: условия в фазе сжатия непригодны для существования таких разумных существ, которые могли бы спросить, почему беспорядок растет в том же
направлении во времени, в котором расширяется
Вселенная. Условие отсутствия границ предсказывает
раздувание Вселенной на ранних стадиях развития.
Это означает, что расширение Вселенной должно происходить со скоростью, очень близкой к критической,
при которой коллапс исключается, а потому коллапса не будет очень долго. Но тогда все звезды успеют
сгореть, а образующие их протоны и нейтроны распадутся на более легкие частицы. Вселенная осталась
бы в состоянии практически полного беспорядка,

в котором не было бы сильной термодинамической
стрелы времени. Беспорядок не мог сильно увеличиваться, ведь Вселенная и так находилась бы в состоянии почти полного беспорядка. Но для существования
разумной жизни необходима сильная термодинамическая стрела. Чтобы выжить, люди должны потреблять
пищу, которая выступает как носитель упорядоченной формы энергии, и превращать ее в тепло, т. е. в
неупорядоченную форму энергии. Следовательно,
на стадии сжатия никакой разумной жизни быть не
могло. Этим объясняется, почему для нас термодинамическая и космологическая стрелы времени направлены одинаково. Неверно считать, будто беспорядок
растет из-за расширения Вселенной. Всему причиной условие отсутствия границ. Из-за него растет
беспорядок, но только в фазе расширения создаются
условия для существования разумной жизни.

Подведем итог. Законы науки не делают различия
между направлением «вперед» и «назад» во времени.
Но существуют по крайней мере три стрелы времени,
которые отличают будущее от прошлого. Это термодинамическая стрела, т. е. то направление времени,
в котором возрастает беспорядок; психологическая
стрела — то направление времени, в котором мы помним прошлое, а не будущее; космологическая стрела — направление времени, в котором Вселенная не
сжимается, а расширяется. Я показал, что психологическая стрела практически эквивалентна термодинамической стреле, так что обе они должны быть направлены одинаково. Из условия отсутствия границ
вытекает существование четко определенной термодинамической стрелы времени, потому что Вселенная должна была возникнуть в гладком и упорядо-

челном состоянии. А причина совпадения термодинамической и космологической стрел кроется в том,
что разумные существа могут жить только в фазе
расширения. Фаза сжатия для них не подходит, потому что в ней отсутствует сильная термодинамическая стрела времени.

Прогресс человека на пути познания Вселенной
привел к возникновению маленького уголка порядка
в растущем беспорядке Вселенной. Если вы запомните каждое слово из этой книжки, то ваша память
получит около двух миллионов единиц информации,
и порядок в вашей голове возрастет примерно на два
миллиона единиц. Но пока вы читали эту книгу,
по крайней мере тысяча калорий упорядоченной
энергии, которую вы получили в виде пищи, превратились в неупорядоченную энергию, которую вы передали в окружающий вас воздух в виде тепла за счет
конвекции и потовыделения. Беспорядок во Вселенной возрастет при этом примерно на двадцать миллионов миллионов миллионов миллионов единиц,
что в десять миллионов миллионов миллионов раз
превышает указанное увеличение порядка в вашем
мозгу, — и это произойдет лишь в том случае, если
вы запомните все из моей книжки. В следующей главе я попытаюсь навести у нас в головах еще больший
порядок. Я расскажу о том, как люди пытаются объединить друг с другом те отдельные теории, о которых я рассказал, стараясь создать полную единую теорию, которая охватывала бы все, что происходит во
Вселенной.

Г11

Объединение физики

свойством Вселенной, в которой мы живем. Поэтому он обязательно должен быть составной частью правильной единой теории. Дальше я покажу, что надежды на построение такой теории сильно возросли, ибо… В предыдущих главах я говорил об общей теории относительности, которая представляет собой частную теорию гравитации, и…

Заключение

Мы живем в удивительном мире. Нам хочется понять то, что мы видим вокруг, и спросить: каково
происхождение Вселенной? какое место в ней занимаем мы, и откуда мы и она — все это взялось? почему все происходит именно так, а не иначе?

Для ответа на эти вопросы мы принимаем некую
картину мира. Такой картиной может быть как башня
из стоящих друг на друге черепах, несущих на себе
плоскую Землю, так и теория суперструн. Обе они
являются теориями Вселенной, но вторая значительно математичнее и точнее первой. Ни одна из этих теорий не подтверждена наблюдениями: никто никогда
не видел гигантскую черепаху с нашей Землей на
спине, но ведь и суперструну никто никогда не видел.
Однако модель черепах нельзя назвать хорошей научной теорией, потому что она предсказывает возможность выпадения людей через край мира. Такая возможность не подтверждена экспериментально, разве
что она окажется причиной предполагаемого исчезновения людей в Бермудском треугольнике!

Самые первые попытки описания и объяснения
Вселенной были основаны на представлении, что событиями и явлениями природы управляют духи, наделенные человеческими эмоциями и действующие
совершенно как люди и абсолютно непредсказуемо.

Эти духи населяли такие природные объекты, как реки, горы и небесные тела, например, Солнце и Луну.
Полагалось задабривать их и добиваться их расположения, чтобы обеспечить плодородие почвы и смену
времен года. Но постепенно люди должны были подметить определенные закономерности: Солнце всегда вставало на востоке и садилось на западе независимо от того, была или не была принесена жертва
богу Солнца. Солнце, Луна и планеты ходили по небу вдоль совершенно определенных путей, которые
можно было предсказать наперед с хорошей точностью. Солнце и Луна все же могли оказаться богами,
но богами, которые подчиняются строгим, по-видимому, не допускающим исключений законам, если,
конечно, отвлечься от россказней вроде легенды о том,
как ради Иисуса Навина остановилось Солнце.

Сначала закономерности и законы были обнаружены только в астрономии и еще в считанных случаях. Но по мере развития цивилизации, и особенно за
последние триста лет, открывались все новые и новые закономерности и законы. Успешное применение этих законов в начале XIX в. привело Лапласа к
доктрине научного детерминизма. Ее суть в том, что
должна существовать система законов, точно определяющих, как будет развиваться Вселенная, по ее состоянию в один какой-нибудь момент времени.

Лапласовский детерминизм был неполным по двум
причинам. В нем ничего не говорилось о том, как следует выбирать законы, и никак не определялось начальное состояние Вселенной. И то и другое предоставлялось решать Богу. Бог должен был решить, каким быть
началу Вселенной и каким законам ей подчиняться,
но с возникновением Вселенной его вмешательство

прекратилось. Практически Богу были оставлены лишь
те области, которые были непонятны науке XIX в.

Сейчас мы знаем, что мечты Лапласа о детерминизме нереальны, по крайней мере в том виде, как
это понимал Лаплас. В силу квантово-механического
принципа неопределенности некоторые пары величин, например, положение частицы и ее скорость,
нельзя одновременно абсолютно точно предсказать.

Квантовая механика в подобных ситуациях обращается к целому классу квантовых теорий, в которых
частицы не имеют точно определенных положений
и скоростей, а представляются в виде волн. Такие
квантовые теории являются детерминистскими в том
смысле, что они указывают закон изменения волн со
временем. Поэтому, зная характеристики волны в один
момент времени, мы можем рассчитать, какими они
станут в любой другой момент времени. Элемент непредсказуемости и случайности возникает лишь при
попытках интерпретации волны на основе представлений о положении и скорости частиц. Но в этом-то,
возможно, и заключается наша ошибка: может быть,
нет ни положений, ни скоростей частиц, а существуют одни только волны. И ошибка именно в том, что
мы пытаемся втиснуть понятие волны в наши заскорузлые представления о положениях и скоростях,
а возникающее несоответствие и есть причина кажущейся непредсказуемости.

И вот мы поставили иную задачу перед наукой: найти законы, которые позволяли бы предсказывать события с точностью, допускаемой принципом неопределенности. Однако все равно остается без ответа вопрос:
как и почему производился выбор законов и начального состояния Вселенной?

В этой книге я особо выделил законы, которым
подчиняется гравитация, потому что, хотя гравитационные силы самые слабые из существующих четырех типов сил, именно под действием гравитации
формируется крупномасштабная структура Вселенной. Законы гравитации были несовместимы с еще
недавно бытовавшей точкой зрения, что Вселенная
не изменяется со временем: из того, что гравитационные силы всегда являются силами притяжения, вытекает, что Вселенная должна либо расширяться, либо
сжиматься. Согласно общей теории относительности, в прошлом должно было существовать состояние с бесконечной плотностью — большой взрыв, который и стал эффективно началом отсчета времени.
Аналогичным образом, если вся Вселенная испытает
повторный коллапс, то в будущем должно обнаружиться еще одно состояние с бесконечной плотностью —
большой хлопок, который станет концом течения
времени. Даже если вторичный коллапс Вселенной
не произойдет, во всех локализованных областях,
из которых в результате коллапса образовались черные дыры, все равно возникнут сингулярности. Эти
сингулярности будут концом времени для любого,
кто упадет в черную дыру. В точке большого взрыва
и в других сингулярностях нарушаются все законы,
а поэтому за Богом сохраняется полная свобода в выборе того, что происходило в сингулярностях и каким было начало Вселенной.

При объединении квантовой механики с общей теорией относительности возникает, по-видимому, новая, доселе неизвестная возможность: пространство
и время могут вместе образовать конечное четырехмерное пространство, не имеющее сингулярностей

и границ и напоминающее поверхность Земли, но с
большим числом измерений. С помощью такого подхода удалось бы, наверное, объяснить многие из наблюдаемых свойств Вселенной, например, ее однородность в больших масштабах и одновременно
отклонения от однородности, наблюдаемые в меньших масштабах, такие, как галактики, звезды и даже
человеческие существа. С помощью этого подхода
можно было бы объяснить даже существование наблюдаемой нами стрелы времени. Но если Вселенная
полностью замкнута и не имеет ни сингулярностей,
ни границ, то отсюда вытекают очень серьезные выводы о роли Бога как Создателя.

Однажды Эйнштейн задал вопрос: «Какой выбор
был у Бога, когда он создавал Вселенную?» Если
верно предположение об отсутствии границ, то у Бога
вообще не было никакой свободы выбора начальных
условий. Разумеется, у него еще оставалась свобода
выбора законов, которым подчиняется Вселенная.
Но их на самом деле не так уж много; существует,
возможно, всего одна или несколько полных единых
теорий, например, теория гетеротической струны,
которые были бы непротиворечивы и допускали существование таких сложных структур, как человеческие существа, способных исследовать законы Вселенной и задавать вопросы о сущности Бога.

Даже если возможна всего одна единая теория —
это просто набор правил и уравнений. Но что вдыхает жизнь в эти уравнения и создает Вселенную, которую они могли бы описывать? Обычный путь науки —
построение математической модели — не может привести к ответу на вопрос о том, почему должна существовать Вселенная, которую будет описывать постро-

енная модель. Почему Вселенная идет на все хлопоты
существования? Неужели единая теория так всесильна, что сама является причиной своей реализации?
Или ей нужен создатель, а если нужен, то оказывает
ли он еще какое-нибудь воздействие на Вселенную?
И кто создал его?

Пока большинство ученых слишком заняты развитием новых теорий, описывающих, что есть Вселенная, и им некогда спросить себя, почему она есть.
Философы же, чья работа в том и состоит, чтобы задавать вопрос «почему», не могут угнаться за развитием научных теорий. В XVIII в. философы считали
все человеческое знание, в том числе и науку, полем
своей деятельности и занимались обсуждением вопросов типа: было ли у Вселенной начало? Но расчеты и математический аппарат науки XIX и XX вв.
стали слишком сложны для философов и вообще для
всех, кроме специалистов. Философы настолько сузили круг своих запросов, что самый известный философ нашего века Виттгенштейн по этому поводу
сказал: «Единственное, что еще остается философии, —
это анализ языка». Какое унижение для философии
с ее великими традициями от Аристотеля до Канта!

Но если мы действительно откроем полную теорию, то со временем ее основные принципы станут
доступны пониманию каждого, а не только нескольким специалистам. И тогда все мы, философы, ученые и просто обычные люди, сможем принять участие в дискуссии о том, почему так произошло, что
существуем мы и существует Вселенная. И если
будет найден ответ на такой вопрос, это будет полным триумфом человеческого разума, ибо тогда нам
станет понятен замысел Бога.

Альберт Эйнштейн

Ранняя политическая активность Эйнштейна возникла еще во время Первой мировой войны, когда он был профессором в Берлине. Убитый тем, что он считал… Вторым важнейшим делом в жизни Эйнштейна был сионизм'. Будучи сам евреем по… В 1933 г. к власти пришел Гитлер. Эйнштейн, который был в это время в Америке, заявил, что не вернется в Германию.…

Галилео Галилей

Галилей с самого начала верил в теорию Коперника (о том, что планеты обращаются вокруг Солнца), но начал ее публично поддерживать лишь тогда, когда… Взволнованный происходящим, Галилей отправился в Рим, чтобы посоветоваться с… лии, которые вступают в противоречие со здравым смыслом. Но, боясь скандала, который мог помешать ее борьбе с…

Исаак Ньютон

Вскоре Ньютон поссорился с королевским астрономом Джоном Флэмстидом, который раньше снабжал Ньютона данными для «Математических начал», а теперь… в более поздних изданиях «Начал» все ссылки на работы Флэмстида. Более серьезный спор разгорелся у Ньютона с немецким философом Готтфридом Лейбницем. Лейбниц и Ньютон независимо друг…

ОГЛАВЛЕНИЕ

Благодарности ...................................... 5

Предисловие ........................................ 9

1. Наше представление о Вселенной ................. 12

2. Пространство и время ............................ 30

3. Расширяющаяся Вселенная ....................... 56

4. Принцип неопределенности ...................... 80

5. Элементарные частицы и силы в природе .......... 92

6. Черные дыры ....................................117

7. Черные дыры не так уж черны .................... 142

8. Рождение и гибель Вселенной .................... 161

9. Стрела времени .................................. 200

10. Объединение физики ................. .......... 214

11. Заключение ..................................... 233

Альберт Эйнштейн .................................. 239

Галилео Галилей ............ .......... ............ 242

Исаак Ньютон ...................................... 245

Словарь терминов .................... .............. 248

Послесловие ....................................... 255

L

Литературно-художественное издание

СТИВЕН ХОКИНГ

Краткая история времени

От большого взрыва до черных дыр

Корректор Елена Байер Верстка Наталии Нагиной Налоговая льгота — общероссийский классификатор продукции ОК-005-93, том 2;… Подписано в печать 07.06.2001.

Стивен Хокинг

«Краткая история времени»
(От большого взрыва до черных дыр)

•

Стивен Хокинг

«От черных дыр до молодых вселенных»

•

Поль де Крюи

«Охотники за микробами»
(Занимательная микробиология)

•

Айзек Азимов

«Краткая история химии»

(Развитие идей и представлений

в химии от алхимии до ядерной бомбы)

Торгово-издательский дом «Амфора» представляет

Айзек Азимов

«Выбор катастроф»

(От гибели Вселенной

до энергетического кризиса)

Барри Паркер

«Мечта Эйнштейна»
(В поисках единой теории строения Вселенной)

•

Дж. Д. Макдугалл

«Краткая история планеты Земля»

•

Г. Франкфорт, Г. А. Франкфорт, Дж. Уилсон и Т. Якобсен

«В преддверии философии»
(Духовные искания древнего человека)

•

Конрад Лоренц

«Агрессия»

•

Лео Дойель

«Завет вечности»
(В поисках библейских манускриптов)

•

Десмонд Моррис

«Голая обезьяна»

По вопросам поставок
обращайтесь:

Торгово-издательский дом „Амфора'4

корп. 1, подъезд 4 (рядом с метро «Коломенская») Телефон/факс: (095) 116-68-06 Санкт-Петербург: 197022, наб. реки Карповки, д. 23 Телефон/факс: (812) 346-04-51, 346-22-71