Текст книги "Битва при черной дыре. Мое сражение со Стивеном Хокингом за мир, безопасный для квантовой механики"
Автор книги: Леонард Сасскинд
сообщить о нарушении
Текущая страница: 15 (всего у книги 28 страниц)
Похоже на то, что мы пришли к противоречию. Один набор принципов – общая теория относительности и принцип эквивалентности – говорят, что информация в ненарушенном виде Попадает внутрь горизонта. Другой – квантовая механика – приводит нас к противоположному заключению: падающие биты, хотя и в страшно перепутанном виде, в конце концов возвращаются в форме фотонов и других частиц.
Тут вы может спросить: откуда мы знаем, что биты после падения сквозь горизонт, но до попадания в сингулярность не могут выйти обратно в виде хокинговского излучения? Ответ очевиден: чтобы сделать это, им потребовалось бы превысить скорость света.
Я продемонстрировал вам серьёзный парадокс – и утверждаю, что он может иметь огромное значение для будущего физики. Но я не дал вам никакого намёка на возможные пути решения этой дилеммы. Это потому, что я сам не знаю её решения. Но у меня есть по этому вопросу предубеждение, и позвольте я расскажу, в чём оно заключается.
Я не верю, что мы откажемся от принципов квантовой механики или от тех, на которых строится общая теория относительности. В частности, я, как и Герард 'т Хоофт, верю в то, что при испарении чёрных дыр не происходит потери информации. Каким-то образом мы упускаем нечто очень важное относительно информации и того, как она локализуется в пространстве.
Эта лекция в Сан-Франциско была первой в большом ряду подобных лекций, которые я читал на физических факультетах и конференциях по меньшей мере на пяти континентах. Я решил, что, даже если я не могу разрешить эту загадку, я должен проповедовать её важность.
Одну из таких лекций я помню особенно хорошо. Она состоялась в Техасском университете на одном из лучших физических факультетов в Соединённых Штатах. В аудитории было множество выдающихся физиков, таких как Стивен Вайнберг, Уилли Фишлер, Джо Полчински, Брайс Девитт и Клаудио Тейтельбойм, – все они внесли большой вклад в теорию гравитации. Меня очень интересовали их взгляды, так что в конце лекции я провёл опрос аудитории. Если мне не изменяет память, Фишлер, Девитт и Тейтельбойм остались в меньшинстве, считая, что информация не теряется. Полчински был убеждён аргументами Хокинга и проголосовал вместе с большинством. Вайнберг воздержался. В целом итог голосования был примерно три к одному в пользу Хокинга, однако значительная часть аудитории не захотела связывать себя с определённой позицией.
В период этой патовой ситуации наши со Стивеном пути несколько раз пересекались. Самая важная изо всех этих встреч состоялась в городе Аспене.
14
Схватка в Аспене
До лета 1964 года я никогда не видел холмов выше горы Минневаска (которая почти достигает километровой отметки) в Катскильских горах. Когда, будучи двадцатичетырехлетним аспирантом, я впервые увидел Аспен в Колорадо, он показался мне странным и волшебным горным королевством. Окружающие город высокие, покрытые снегом пики вызывают ощущение чего-то сверхъестественного и далёкого от цивилизации, особенно в глазах городского мальчишки вроде меня. Уже став популярным лыжным курортом, Аспен всё ещё сохранял дух того колоритного периода конца девятнадцатого века, когда здесь добывали серебра Улицы были немощёные, a туристов в июне было так мало, что можно было разбить лагерь почти в любом месте в окрестностях города. В этом месте было полно довольно странных типов. В любом баре вы могли оказаться между настоящим американским ковбоем и грубым небритым шахтёром или между грязным рыбаком и польским пастухом. Вы также могли затеять беседу с одним из представителей элиты американского бизнеса, или с концертмейстером берклевского студенческого оркестра, или с физиком-теоретиком.
На западной окраине города, между Аспен-Маунтин с юга и Ред-Маунтин с севера, расположилась группа невысоких зданий, окружённых большой стриженой лужайкой. Летними днями можно заметить, как десятки физиков, сидя за садовыми столиками, о чём-то спорят, что-то доказывают или просто радуются замечательной Погоде. В главном здании Аспеновского института теоретической физики смотреть особенно не на что, но сразу за ним, на открытом воздухе стоит затенённая навесом доска. Именно здесь и происходит всё самое интересное, когда некоторые величайшие мировые физики-теоретики встречаются на семинарах, чтобы обсудить свои самые свежие идеи.
В 1964 году я был в этом центре единственным студентом, причём, вероятно, за всю двухлетнюю тогда историю этого института. Но, по правде сказать, я оказался там не благодаря каким-то особым талантам в физике. С проходящего неподалёку континентального водораздела через город бежит речка Роуринг-Форк. Течение в ней быстрое и бурное, вода очень холодная, и, что самое важное, она полна серебра. Не металлического, с серебряных рудников, а живого серебра дикой радужной форели. Мой научный руководитель Питер удил на муху и, узнав, что я тоже этим занимаюсь, позвал на лето с собой в Аспен.
Когда я был мальчишкой, отец учил меня ловить форель на спокойных восточных реках, легендарных Биверкил-Ривер и Эзопус-Крик в Катскилле. Заводи там были совсем тихими, и в них можно было заходить по грудь. Часто видно было не только муху, но и коричневую форель, которая её клюёт. Однако на Роуринг-Форк в июне здравомыслящий рыбак стоял на берегу и делал всё возможное, чтобы уследить, где находится его муха. Хотя мне понадобилось некоторое время, чтобы освоиться с этой техникой, я выловил в то лето много форелей и почти ничего не узнал о физике.
Сегодня я уже не так люблю Аспен. Ковбоев сменила элитная публика, и, на мой взгляд, лучше от этого не стала За прошедшие годы я несколько раз возвращался сюда ради физики, а не рыбалки. Однажды, около 1990 года, проезжая через город по пути в Боулдер, я остановился, чтобы прочитать лекцию.
К тому времени чёрные дыры и загадка о пропавшей информации вновь стали появляться на экранах радаров. Общее мнение склонялось в пользу того, что прав Хокинг, но некоторые (помимо меня и 'т Хоофта) ставили это под вопрос Среди них был неподражаемый Сидни Коулмен.
Сидни был колоритным персонажем и героем целого поколения физиков. С усами, впалыми глазами и длинными нечёсаными волосами, он всегда напоминал мне Эйнштейна. У него был невероятно быстрый ум, а способность сразу ухватывать суть дела, особенно при обсуждении сложных и тонких вопросов, стала легендой. Сидни был добрым человеком, но он терпеть не мог дураков. Не один известный докладчик в Гарварде (где Сидни был заслуженным профессором) уходил, поджав хвост, после безжалостного допроса, устроенного Коулменом. В тот день в Аспене его присутствие означало, что докладчик должен держаться высочайших стандартов.
По чистой случайности в аудитории было ещё одно знакомое лицо. Как только я вышел на семинарскую площадку во дворе и направился к доске, передо мной выкатилось знакомое высокотехнологичное кресло на колёсах, и Стивен Хокинг занял место в первом ряду. Как все знали, моей целью было подорвать аргументы Стивена относительно утраты информации. Моя стратегия состояла в том, чтобы сначала обозначить природу проблемы, повторив умозаключения Стивена. На это планировалось потратить около половины выделенного мне часа. Затем я собирался объяснить, почему эти рассуждения не могут быть правильными. Но я также хотел кое-что добавить к рассуждениям Стивена, чтобы сделать его аргументы ещё более убедительными. Ведь чем сильнее его позиция, тем вероятнее, что понадобится смена парадигмы, если в итоге доказать, что он ошибается.
В рассуждениях Стивена я хотел заполнить важный пробел, о котором, по-видимому, никто не задумывался. Вот в чём была идея. Представьте, что область над самым горизонтом заполнена множеством крошечных невидимых ксерокопировальных машин. Когда любая информация, письменный документ например, падает к горизонту, эти машины дублируют её, порождая две совершенно идентичные копии. Одна из них продолжает без помех двигаться сквозь горизонт во внутренние области чёрной дыры и, в конце концов, уничтожается в сингулярности. Но судьба второй копии значительно сложнее. Для начала она тщательно перемешивается и перетасовывается вплоть до полной нераспознаваемости (без знания схемы перемешивания). А затем она испускается вовне в виде Кокинговского излучения.
Фотокопирование информации перед самым пересечением горизонта, казалось бы, решает проблему. Рассмотрим сначала наблюдателей, парящих в стороне от чёрной дыры. Они увидят, как хокинговское излучение возвращает каждый бит информации. И они придут к выводу, что нет надобности менять правила квантовой механики. Грубо говоря, они посчитают, что хокинговские идеи относительно разрушения информации ошибочны.
А что можно сказать о свободно падающем наблюдателе? Сразу после пересечения горизонта он оглянется по сторонам и увидит, что ничего не случилось. Все его биты при нём, составляют ту же личность и продолжают падать в окружении тех же предметов, что и раньше. Горизонт, с этой точки зрения, – это не более чем безобидная точка невозврата, так что эйнштейновский принцип эквивалентности полностью соблюдается.
Может ли быть так, что горизонт чёрной дыры покрыт идеально надёжными миниатюрными (возможно, планковских размеров) копировальными устройствами? Это кажется соблазнительной идеей. Если она верна, то может легко и логично объяснить парадокс Стивена: никакая информация в чёрной дыре не теряется, и будущие физики могут продолжать использовать принципы квантовой механики. Квантовые ксероксы на горизонте каждой чёрной дыры могли бы неожиданно положить конец Битве при чёрной дыре.
Сидни был впечатлён. Он повернулся на своём стуле лицом к аудитории и, в своей характерной манере, объяснил сказанное гораздо более ясно, чем излагал я сам. Стивен, однако, ничего не сказал. Скрючившись, он сидел на своём кресле с широкой улыбкой на лице. Было очевидно, что я знаю нечто, неизвестное Сидни. На самом деле и я и Стивен понимали, что моё объяснение было соломенным чучелом, которое создавалось лишь для того, чтобы его сжечь.
Мы со Стивеном знали, что идеальные устройства копирования квантовой информации противоречат принципам квантовой механики. В мире, управляемом математическими правилами, сформулированными Гейзенбергом и Дираком, идеальная копировальная машина невозможна. Я назвал это утверждение принципом квантовой нексерокопируемости. В новой области физики, называемой квантовой теорией информации, эта же идея называется принципом неклонируемости.
Я торжествующе посмотрел на Коулмена и сказал: «Сидни, квантовый ксерокс невозможен», ожидая, что он немедленно меня поймёт. Но в этот раз его огненно-быстрый мозг протормозил, и мне пришлось подробно всё растолковывать. Объяснение, которое я дал Сидни и другим участникам семинара, заставило заполнить формулами всю доску и отняло почти всё оставшееся время семинара. Вот его упрощённая версия.
Представьте себе машину с одним входом и двумя выходами. Во входной порт можно поместить любую систему в любом квантовом состоянии. Например, в копир можно загрузить электрон. Машина выполняет ввод и выдаёт два идентичных электрона. Причём объекты на выходах идентичны не только между собой, но и с тем, что первоначально был на входе.
На входе один электрон с определённой волновой функцией. На выходе два идентичных электрона
Квантовый ксерокс
Если бы такую машину можно было построить, она позволила бы обойти нерушимый принцип неопределённости Гейзенберга. Допустим, мы хотим узнать одновременно положение и скорость электрона. Всё, что нам понадобится, – это скопировать его, а затем измерить положение одного клона и скорость другого. Но, конечно, такое невозможно в силу принципов квантовой механики.
К концу часа я успешно защитил парадокс Стивена и объяснил принцип нексерокопируемости, но у меня не осталось времени, чтобы изложить собственную точку зрения. И перед самым завершением семинара бестелесный механический голос Стивена провозгласил: «Так что теперь вы со мной согласны!» Его глаза озорно блестели.
Было очевидно, что я потерпел поражение. Я был повержен моим собственным дружественным огнём, недостатком времени и особенно быстрым остроумием Стивена. Покидая тем вечером Аспен, я задержался на Диффикалт-Крик и достал было свою нахлыстовую удочку. Однако моя любимая заводь оказалась полна шумных детей, плавающих на резиновой камере.
Часть III
Контратака
15
Сражение в Санта-Барбаре
К концу одного из пятничных рабочих дней в 1993 году все остальные сотрудники уже разошлись по домам. Только мы с Джоном и Ларусом ещё сидели в моём стэндфордском офисе, трепались и пили сваренный Ларусом кофе. Исландцы варят самый крепкий кофе в мире. По словам Ларуса, это как-то связано с их традицией засиживаться за выпивкой до глубокой ночи.
Ларус Торласиус, высокий исландский викинг (он говорит, что происходит не от норвежских воинов, а от ирландских рабов), был стэнфордским постдоком, только что защитившим диссертацию в Принстоне. Джон Углум, техасец и республиканец (но не религиозного толка, а либертарианец в духе Айн Рэнд[94]94
Айн Рэнд (Алиса Зиновьевна Розенбаум, 1905–1982) – американская писательница и философ российского происхождения. Ею создано философское направление в рамках либертарианской философии, названное объективизмом, из которого вытекает предельный индивидуализм и стремление максимально ограничить функции государства – Прим. перев.
[Закрыть]) был моим аспирантом. Несмотря на политические и культурные различия – сам я либеральный еврей из Южного Бронкса, – мы были приятелями с множеством чисто мужских развлечений: пить кофе (а иногда и что покрепче), спорить о политике, разговаривать о чёрных дырах. (Немного позже Аманда Пит, студентка из Новой Зеландии, расширит наше маленькое братство до трёх братьев и сестры.)
К 1993 году чёрные дыры не только появились у физиков на экранах радаров, но и оказались в самом центре поля зрения. Отчасти причиной была провокационная статья, написанная примерно полутора годами ранее четырьмя известными американскими физиками-теоретиками. Курт Коллан, принстонский аристократ, ведущий учёный в области физики элементарных частиц, был с 1960-х годов влиятельным членом американского научного истеблишмента. (Он был научным руководителем диссертации Ларуса.) Энди Строминджер и Стив Гиддингс были более молодыми, напористыми профессорами Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB). В то время я различал их по тому, что Гиддингс носил шорты, а Строминджер – подтяжки. Джефф Харви из Чикагского университета был (и остаётся) великим физиком, талантливым композитором (см. конец главы 24) и эстрадным комиком. Собирательно они были известны как CGHS (по инициалам), а описанную ими упрощённую версию чёрных дыр называли CGHS-дырами. Их совместная статья на короткое время стала сенсацией, отчасти потому авторы заявили, что наконец решили проблему потери информации при испарении чёрной дыры.
Что делало CGHS-теорию столь простой – оглядываясь назад, можно сказать обманчиво простой: она описывала вселенную, имеющую лишь одно измерение в пространстве. Их мир был даже проще Флэтландии, воображаемого двумерного мира Эдвина Эббота[95]95
Русский перевод: Эдвин Эббот. Флэтландия. Сферландия. – СПб.: Амфора, 2001. – Прим. перев.
[Закрыть]. CGHS представили себе мир существ, которые живут на бесконечно тонкой линии. Эти создания были настолько простыми, насколько это возможно: не сложнее отдельных элементарных частиц. На одном конце этой одномерной вселенной находилась массивная чёрная дыра, достаточно тяжёлая и плотная, чтобы захватывать всё, что подходит к ней слишком близко.
Написанная CGHS статья содержала исключительно элегантный математический анализ хокинговского излучения, но где-то в этом анализе они ошиблись и утверждали, что квантовая механика исключает сингулярность, а с ней и горизонт. Мы с Аарусом и ещё одним коллегой, Йоргом Руссо, были среди нескольких человек, указавших на ошибку. Это сделало нас экспертами по CGHS-дырам. (Была даже особая версия CGHS-теории, названная RST-моделью по инициалам Руссо, Сасскинда и Торласиуса.)
Так вот, причиной, заставившей нас с Джоном и Аарусом задержаться в пятницу после работы, была надвигающаяся конференция, специально посвящённая загадками и парадоксам чёрных дыр. Она начиналась через две недели в Санта-Барбаре, где находился Институт теоретической физики (ITP)[96]96
Сегодня он называется KITP (Kavli Institute for Theoretical Physics) – Институт теоретической физики Кавли.
[Закрыть] при UCSB[97]97
Калифорнийский университет в Санта-Барбаре. – Прим. перев.
[Закрыть]. Как оценить ITP в качестве научного учреждения? Если коротко, то очень высоко. К 1993 году он стал активным центром исследований по чёрным дырам.
Джеймс Хартл был самым уважаемым специалистом по чёрным дырам на физическом факультете UCSB. Джеймс был заслуженным мэтром, выполнившим совместно со Стивеном Хокингом прорывные работы по квантовой гравитации задолго до того, как она стала популярной. Но на факультете было четверо более молодых учёных, которым предстояло сыграть большую роль в Битве при чёрной дыре. Все они разменяли четвёртый десяток и были на пике научной формы. Вы уже знаете Стива Гиддингса и Энди Строминджера (G и S в CGHS). Хотя оба они были моими друзьями, чьими работами я искренне восхищался, следующие два года показали, что они могут быть совершенно несносными противниками. Часто они доводили меня до отчаяния своей упёртой приверженностью ошибочным идеям. Но в конце концов это более чем оправдалось.
Гэри Хоровиц, третий из молодёжной сборной UCSB, был релятивистом, то есть специалистом по теории относительности. На ней он сделал себе имя и считался блестящим учёным. Он также работал с Хокингом и знал о чёрных дырах больше, чем кто-либо другой. Наконец, Джо Полчински недавно перевёлся в Санта-Барбару из Техасского университета. Мы с Джо вместе работали над рядом исследовательских проектов, и я его хорошо знал. К тому же я всегда считал его очень приятным человеком с замечательным чувством юмора, а также был поражён мощью, скоростью и блеском его интеллекта. С самого начала нашей дружбы – Джо тогда было около двадцати пяти, а мне сорок – у меня не было сомнений в том, что он станет величайшим физиком-теоретиком эпохи. И он меня не разочаровал.
Эти выдающиеся молодые физики тесно сотрудничали. Иногда они занимались чёрными дырами, иногда – теорией струн. Огромный талант этой маленькой сплочённой группы сделал её очень влиятельной силой в теоретической физике. Он также превратил Санта-Барбару в одно из самых замечательных мест (если не самое замечательное), где мог бы оказаться физик-теоретик. Не было никаких сомнений, что конференция по чёрным дырам в Санта-Барбаре станет важным событием.
По-видимому, конференцию созывали для того, чтобы отметить эффект, произведённый статьёй CGHS. Была надежда, что изобретённая CGHS математическая техника даст ключ к тому, что называлось тогда информационным парадоксом. Организаторы попросили меня сделать доклад о работе, которую мы с Аарусом и Йоргом выполнили в Стэнфорде, и вот под конец пятницы мы обсуждали, о чём мне рассказывать.
Возможно, всему виной повышенный уровень кофеина в кофе, или выброс тестостерона, или просто наше братство трёх мушкетёров, но я сказал Джону и Ларусу: «Чёрт побери, я не хочу рассказывать о CGHS или RST. Это тупик[98]98
Оглядываясь назад, я считаю, что CGHS-теория очень многому нас научила. Большему, чем всё, что было прежде. Она дала кристально ясную математическую формулировку обнаруженного Хокингом противоречия. И конечно, она очень сильно повлияла на ход моих собственных мыслей.
[Закрыть]. Я хочу, чтобы мы сделали что-то потрясающее. Давайте подставимся и скажем что-нибудь очень смелое, такое, чтобы действительно привлечь внимание».
Уже некоторое время мы втроём искали, как обойти парадоксальный вывод Стивена, и идея начала выкристаллизовываться. Пока она была лишь смутным образом, у которого не было даже названия, но пришла пора действовать.
«Я считаю, что мы втроём должны собрать вместе разрозненные нити нашей полусырой идеи и, даже если мы не можем её доказать, попытаться сделать её более точной. Даже акт именования новой концепции может иногда добавить ясности. Предлагаю нам вместе написать статью о дополнительности чёрных дыр, а я представлю новую идею на конференции в Санта-Барбаре».
Рассказ «Не забудьте принять антигравитационные пилюли» (см. главу 13) – хорошее начало для объяснения того, что я задумал. Подобно фильму Акиры Куросавы «Ворота Расёмон», это история, увиденная глазами разных участников и приводящая к совершенно противоположным выводам. По одной из версий (императора и графа), Стив, преследуемый физик, аннигилировал в невероятно горячей среде, окружающей горизонт. Но, согласно Стиву, у истории был иной, куда более счастливый конец. Очевидно, что одна из версий ошибочна (а возможно, и обе); Стив не мог и выжить, и погибнуть у горизонта.
«Суть дополнительности чёрных дыр, – объяснял я коллегам, – в том, что, как бы безумно это ни звучало, обе истории в равной мере истинны».
Двое моих друзей были озадачены. Я уже не помню, что говорил им дальше, но это, вероятно было что-то в таком духе. Все, кто остаются вне чёрной дыры, – граф, император, его лояльные подданные – видят одно и то же[99]99
Я использую слово «видят» в несколько обобщённом смысле. Наблюдатель вне чёрной дыры может зарегистрировать энергию и даже индивидуальные биты информации, составлявшие тело Стива, в форме хокинговского излучения.
[Закрыть]: Стив разогревается, испаряется и превращается в хокинговское излучение. Но что важно, всё это происходит до того, как он достигнет горизонта.
Как придать этому смысл? Единственный способ, совместимый с законами физики, – допустить, что непосредственно над горизонтом существует некий чрезвычайно горячий слой, возможно, толщиной не больше планковской длины. Я признался Джону и Ларусу, что не представляю в точности, из чего этот слой может состоять, но объяснил, что наличие энтропии у чёрной дыры подразумевает, что этот слой должен состоять из крошечных объектов, скорее всего, не больше планковского размера. Горячий слой будет впитывать всё, что падает на горизонт, подобно тому как капля чернил растворяется в воде. Я помню, что называл неизвестные крошечные объекты атомами горизонта, но, конечно, я не имел в виду обычные атомы. Я знаю об этих атомах горизонта не больше, чем физики девятнадцатого века знали об обычных атомах: только то, что они существуют.
Этот горячий слой материи надо было как-то называть. Астрофизики уже предложили термин, на котором я в итоге остановился. Они использовали для анализа некоторых электрических свойств чёрных дыр идею воображаемой мембраны, окружающей чёрную дыру над самым горизонтом. Эту воображаемую поверхность они называли растянутым горизонтом, однако я предполагал, что на расстоянии планковской длины над горизонтом существует реальный слой материи, а не воображаемая поверхность. Более того, я утверждал, что любой эксперимент – например, опускание градусника для измерения температуры – подтвердит существование атомов горизонта[100]100
Физики ещё с 1970-х годов знали, что если опустить термометр в окрестности горизонта, он покажет высокую температуру. Билл Унру, изобретатель глухих дыр, открыл этот факт, когда был студентом Джона Уилера.
[Закрыть].
Мне понравился термин «растянутый горизонт», и я приспособил его для моих собственных нужд. Сегодня растянутый горизонт – стандартное понятие в физике чёрных дыр. Оно означает тонкий слой горячих микроскопических «степеней свободы», расположенных на расстоянии примерно одной планковской длины над горизонтом.
Растянутый горизонт
Растянутый горизонт помогает нам понять, как испаряются чёрные дыры. Время от времени один из энергичных атомов горизонта получает более сильный, чем обычно, толчок и выбрасывается с поверхности в космос. Можно представлять себе растянутый горизонт как тонкий горячий слой атмосферы. В этом случае испарение чёрной дыры будет очень похоже на то, как земная атмосфера постепенно рассеивается в открытом космосе. Но в дополнение к тому, раз чёрная дыра теряет массу при испарении, она также должна уменьшаться.
Но это лишь половина истории – видимая с наблюдательного пункта вне чёрной дыры. Саму по себе эту половину не назовёшь особенно радикальной. Вещество падает в горячий суп. Суп испаряется. Биты информации уносятся вместе с паром. Всё вполне обыденно. Если бы речь шла о чём угодно, кроме чёрной дыры, такое объяснение казалось бы ничем не примечательным.
Но что, если посмотреть изнутри или, если точнее, с точки зрения свободно падающего наблюдателя? Будем называть это версией Стива, и она будет выглядеть противоречащей наблюдениям снаружи (версии императора и графа).
Я выдвигаю два постулата.
1. Для любого наблюдателя, остающегося вовне чёрной дыры, растянутый горизонт выглядит как горячий слой атомов горизонта, который поглощает, перемешивает и в конце концов испускает (в форме хокинговского излучения) каждый бит падающей в чёрную дыру информации.
2. Для свободно падающего наблюдателя горизонт выглядит абсолютно пустым пространством. Такие свободно падающие наблюдатели не обнаруживают на горизонте ничего особенного, хотя он и является для них точкой невозврата. С разрушительными силами они встречаются позже, когда приближаются к сингулярности.
Добавлять сюда ещё и третий постулат будет некоторым перебором, но я всё же это сделаю.
3. Постулаты 1 и 2 оба истинны, а кажущееся противоречие не является реальным.
Ларус отнёсся к этому скептически. Как это может быть, спрашивал он, чтобы две несовместимые друг с другом истории обе были правдивыми? Имеется внутреннее противоречие в утверждении, что падающий Стив погиб на горизонте и при этом прожил ещё миллион лет. Элементарная логика говорит, что утверждение и его отрицание не могут вместе быть истинными. На самом деле я и сам задавался тем же вопросом.
На втором этаже физического факультета в Стэнфорде выставлена голограмма. Свет, отражающийся от двумерной плёнки с беспорядочным узором тёмных и светлых пятнышек, фокусируется в пространстве и создаёт висящее в воздухе трёхмерное изображение молодой симпатичной девушки, подмигивающей вам, когда вы проходите мимо.
Можно обойти вокруг иллюзорного образа и осмотреть его с разных сторон. Мы с Ларусом и Джоном время от времени задерживались возле голограммы. Теперь я в шутку сказал Аарусу, что поверхность чёрной дыры – горизонт – должна быть голограммой, двумерным снимком всей трёхмерной материи внутри чёрной дыры. Ларус на это не купился. Я тоже, по крайней мере не в тот раз. На самом деле я не понял смысла своего собственного замечания.
Но я продолжал думать об этом какое-то время и нашёл более серьёзный ответ. Физика – это экспериментальная и наблюдательная наука; если отбросить все умственные построения, то в остатке будет совокупность экспериментальных данных, а также математические уравнения, которые эти данные обобщают. Подлинное противоречие – это не расхождение между двумя умозрительными картинами. Такие картины больше связаны с ограничениями, наложенными нашим эволюционным прошлым, нежели с реальной действительностью, которую мы пытаемся понять. Подлинное противоречие обнаруживается лишь тогда, когда эксперименты приводят к противоречащим результатам. Например, если два одинаковых термометра, опущенных в сосуд с горячей водой, дадут разное значение температуры, мы вряд ли признаем такой результат; нам будет ясно, что с одним из термометров что-то не в порядке. Умозрительные представления важны для физики, но, если кажется, что они ведут к противоречию, когда в данных противоречия нет, значит, неверны именно представления.
Можем ли мы прийти к подлинному противоречию, если постулируем, что обе связанные с чёрной дырой истории – и Стива, и графа – истинны? Чтобы выявить противоречие, два наблюдателя должны встретиться после завершения эксперимента и сравнить свои записи. Но если одни наблюдения сделаны под горизонтом, а другой наблюдатель никогда его не пересекал, значит, по самому определению горизонта, они не могут встретиться, чтобы сравнить свои данные. Так что в реальности нет противоречия, есть только плохая умозрительная картина.
Джон спросил меня, что бы сказал на это Хокинг. Мой ответ оказался весьма точным: «О, Стивен бы улыбнулся».
