С. Хокинг, Р. Пенроуз
РХД 2000, Ижевск

Книги, посвященные проблемам природы пространства и времени, в последние годы получили большую популярность.

В "Научно-популярном ревю" и в журнале "Звездочет" я неоднократно рассказывал о работах Ильи Пригожина ("Порядок из хаоса", "Время, Хаос, Квант", "Конец определенности"), в которых в первую очередь рассматриваются проблемы времени с термодинамической точки зрения. Речь в них идет о неравновесных процессах, о необратимости в природе.

Существует и другой подход к данной проблематике, он связан с общей теорией относительности и квантовой теорией. Именно с этим подходом связана книга Стивена Хокинга и Роджера Пенроуза "Природа пространства-времени". Если Пригожин в своих работах рассматривает время в отрыве от пространства, настаивая на том, что это два совершенно разных понятия, то в книге Хокинга и Пенроуза речь идет именно о пространстве-времени, как оно понимается, например, в теории относительности.

Трудно сказать какой из подходов возник раньше. С одной стороны один можно связать с именем Эйнштейна, а другой с именем Больцмана. Тогда получается, что второй старше. С другой стороны можно начать не с Эйнштейна, а, например, с Ньютона и Лейбница. Но Пригожин, в свою очередь, в книге "Конец определенности" выводит проблему хаоса еще из работ Эпикура и других древних авторов. Так что такой спор довольно бессмысленен: такие важные проблемы, как природа времени и пространства, всегда занимали ум человека.

Можно спросить себя: "Если я уже прочел одну-две книги о времени и пространстве, зачем мне читать что-то еще на ту же тему?" Кроме того, что разные книги освещают наше понимание пространства и времени с различных сторон, их авторы рассчитывают на разную подготовку читателя. Например, Виктор Комаров, автор книги "Тайны пространства и времени" (об этой книге мы планируем рассказать в отдельной рецензии), адресует свою работу очень широкому кругу читателей, рассказывая обо всем несколько поверхностно. Книги Ильи Пригожина требуют уже как минимум хорошего знания физики и математики в объеме школьной программы (а лучше в несколько бОльшем объеме). Хокинг и Пенроуз написали свою книгу, основанную на серии лекций, прочитанных авторами в 1994 году в Англии, для физиков. Т.е. требуется по крайней мере знание общих институтских курсов физики и математики. "...мы подразумеваем, что читателю известны основные понятия общей теории относительности и квантовой теории,"- пишут авторы. Реально "общие понятия" по Хокингу и Пенроузу требуют достаточно серьезного знания предмета, и возможно не все будет среднему читателю понятно. Зато те, кто сможет разобраться в данной работе окажутся на существенно более высоком уровне понимания проблемы, чем это предполагает, например, книга Комарова.

В 1994 году в Кембридже Хокинг и Пенроуз прочли по 3 лекции, посвященные их пониманию природы пространства-времени, а затем состоялась дискуссия между этими двумя выдающимися учеными, в которой они обсудили различия их воззрений как с чисто физической, так и с философской точки зрения. В книге не раз проводятся параллели между дискуссией Эйнштейна и Бора, которая затрагивала сходные физические проблемы. Самим участникам дискуссии 1994 года видится, что Хокинг как бы занимает позицию, аналогичную позиции Бора, а Пенроуз - Эйнштейна. Так Хокинг полагает, что "Бог играет в кости", и даже "иногда обманывает нас, бросая их туда, где мы не можем их видеть" (имеются ввиду черные дыры).

Интересно читать эту книгу после прочтения последней из изданных у нас работы Пригожина "Конец определенности". Если сам Пригожин в своей работе часто полемизирует со взглядами Хокинга, изложенными в популярной работе "Краткая история времени" (о ней мы тоже уже рассказывали), то в "Природе пространства-времени" часто попадаются параллели (или "перпендикуляры") со взглядами Пригожина. Так если Пригожин полагает, что время в некотором смысле существовало до появления нашей вселенной, то Хокинг пишет о том, что время имеет начало благодаря гравитации. Иногда взгляды разных авторов совпадают (хотя возможно не на 100 процентов). Пригожин пишет о "конце определенности", Хокинг рассуждает о "конце надежды на научный детерминизм". И Пригожин, и Пенроуз уделяют большое внимание проблеме асимметрии теорий по времени. Также отметим подчеркивание Хокингом связи между гравитацией и термодинамикой.

Значительная часть книги в той или иной мере затрагивает астрофизику. А именно - космологию и черные дыры. Связано это в первую очередь с проблемой сингулярностей. К сожалению, у нас нет никаких наблюдательных данных о сингулярности Большого взрыва (если она вообще была) или о сингулярностях в обычных уже черных дырах. Отсюда теории, теории, теории ...

О них, о своих теориях, и рассказывают Хокинг и Пенроуз. А также обсуждают другие теоретические разработки, например теорию струн, к которой оба относятся достаточно критически (для теоретиков нормально критиковать чужие теории, если есть свои альтернативы).

Множество теорий говорит о том, что до полной ясности еще далеко. Кроме этого, совершенно недостаточно наблюдательных данных (в схожем положении находится физика элементарных частиц, где не хватает энергии ускорителей для исследования энергий, интересных теоретикам). Поэтому истина в споре Хокинга и Пенроуза еще не родилась. Но на это и рассчитывать было бы трудно. Вряд ли, например, мы находимся лишь в одном небольшом шаге от теории квантовой гравитации. Но искать истину необходимо. Приглашаем вас принять участие в поиске вместе с такими великими учеными как Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз.

Опубликовано в журнале Звездочет N7 стр. 48 2001

"Научно-популярное ревю" Сергея Попова