Книга Джордж и Большой взрыв - Люси Хокинг

На практике это был огромный шаг вперёд, поскольку теперь кто угодно мог расположиться в уютном кресле с пером, чернильницей и бумагой и рассчитать движение любого тела, не видя самого этого тела. Например, можно рассчитать, куда попадёт пушечное ядро, выпущенное с определённой скоростью под определённым углом к горизонту. А можно вычислить, с какой скоростью его нужно выпустить, чтобы оно никогда не вернулось на Землю. С помощью простых уравнений Ньютона инженеры могут в точности рассчитать, куда должны быть нацелены ракеты для запуска космического корабля на Луну или Марс, причём сделать это задолго до того, как появятся деньги на строительство этих ракет.

Вот почему наука физика, изучающая основные законы Вселенной, обладает предсказательной силой. Формулы и уравнения позволяют физикам предсказывать то, чего ещё никто не знает, – например, существование неизвестных планет. Так был открыт Нептун: астрономы на основании законов Ньютона выяснили, где на небе должна располагаться неизвестная планета, влияющая на движение Урана; а теперь мы с помощью тех же законов предсказываем существование планет, обращающихся вокруг других звёзд.

Довольно скоро физики попробовали применить те же принципы к другим силам, таким как электричество и магнетизм, – и, конечно же, оказалось, что и эти силы подчиняются простым математическим законам. Потом, когда началось изучение атомов и их ядер, выяснилось, что их поведение тоже можно подробно объяснить математическими формулами. Так что теперь в учебниках физики очень много формул.

Некоторые физики задаются вопросом: будет ли так всегда – или же все законы и уравнения тем или иным образом сольются в единый суперзакон? Немало талантливых учёных ищут связь между разными законами и уравнениями – и иногда находят.

Вот знаменитый пример: в XIX веке шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл обнаружил, что можно объединить законы электричества и законы магнетизма; и когда он это сделал и сформулировал уравнения, оказалось, что объединённая «электромагнитная» сила может порождать электромагнитные волны. Выведя из своих уравнений скорость этих волн, Максвелл выяснил, что она равна скорости света. Ничего себе! Выходит, сказал Максвелл, свет – это электромагнитная волна!

Поиски суперзакона, который объединил бы все взаимодействия, продолжаются. Чтобы свести всё воедино, нужен настоящий гений. Возможно, сейчас он уже ходит в школу.

Когда я сам ходил в школу, мне нравилась одна красивая девочка. Её звали Линдси. Однажды я делал домашнюю работу по физике – решал задачу, где нужно было рассчитать (то есть предсказать), под каким углом надо бросить мяч в сторону холма, имеющего определенную крутизну, чтобы этот мяч улетел на максимальное расстояние. И вот я решал эту задачу, а Линдси – она училась в гуманитарном классе – сидела напротив меня в школьной библиотеке, отчего мне было очень радостно, хотя и немножко нервно. Она спросила, чем я занимаюсь, и когда я описал задачу, она с удивлением уточнила: «И ты собираешься это считать на бумажке, без мяча? Откуда ты знаешь, куда он полетит?» В тот момент мне показалось, что это глупый вопрос. Раз это задают на дом, значит, узнать можно. На самом же деле Линдси затронула очень важный, очень глубокий вопрос. Почему возможно с помощью простых математических методов описывать и даже предсказывать события, происходящие в окружающем мире? Откуда взялись законы природы? В смысле, почему у природы вообще есть законы? И уж если по какой-то причине они ей необходимы, то почему эти законы так просты (взять, например, хоть закон всемирного тяготения – закон обратных квадратов)? Вполне можно представить себе вселенную, описываемую столь сложными и тонкими математическими законами, которые не под силу осмыслить даже самому гениальному математику.

Никто не знает, почему Вселенная объясняется с помощью довольно простой математики или почему человеческий мозг способен на такое объяснение. Может быть, нам просто повезло? Кто-то считает, что существует некий Бог-Математик, создавший Вселенную именно такой, какова она есть. Но мы, учёные, плохо разбираемся в богах. Может быть, жизнь могла возникнуть только во Вселенной с простыми математическими законами? В таком случае природа обязана описываться математически, иначе нас бы попросту не было, и некому было бы об этом думать. А может быть, вселенных много – и у каждой из них свои законы, не похожие на наши, а у некоторых вообще нет никаких законов. А стало быть, там нет ни физиков, ни математиков. А может, и есть.

Честно говоря, всё это большая загадка, и многие учёные полагают, что не их забота её разгадывать. Они просто принимают математические законы природы как данность и опираются на них в своих расчётах.

Но я не из этих учёных, а из тех, кто ночами ворочается без сна в поисках разгадки. Я хотел бы найти ответ. Однако вне зависимости от того, есть ли причина у математической простоты Вселенной, ясно одно: физика и математика неразрывно связаны. Человечеству всегда будут нужны и те, кто проводят эксперименты, и те, кто занимаются вычислениями. И хорошо бы, чтобы они обменивались информацией!

Пол

Глава пятнадцатая

Джордж и Анни, неистово крутя педали, мчали мимо фоксбриджских цитаделей знания. Винсент не отставал, ловко выписывая на своём скейтборде замысловатые фигуры. В старинном городе было полным-полно красивых зданий, где из века в век учёные мужи корпели над объяснением чудес окружающего мира. Окружающий мир, впрочем, редко к ним прислушивался.

Некоторые колледжи больше напоминали средневековые крепости, и на то были серьёзные причины. Временами учёным приходилось запирать ворота перед разъярённой толпой, чей гнев был вызван той или иной новой теорией. Это могла быть, например, теория всемирного тяготения. Или гелиоцентрическая теория, гласившая, что Земля обращается вокруг Солнца, а не наоборот. Теория эволюции. Большой взрыв. Двойная спираль ДНК. Вероятность существования жизни на других планетах. Стены колледжей были толстыми, окна – узенькими; всё это было призвано оградить храмы науки от внешнего, зачастую враждебного мира.

У математического факультета дети прислонили велосипеды к чёрной оградке и понеслись вверх по ступенькам к парадному входу. На этот раз никто не преградил им путь, стеклянные двери крутанулись на ветру, и вся троица очутилась в вестибюле. Там не было ни души – их встретил лишь знакомый запах мела и старых тряпок. Где-то вдалеке позвякивала ложечка в чайной чашке.

– Не вызывай лифт! – прошипела Анни, видя, что Винсент тянется к кнопке. – Он гремит! Спустимся по лестнице.

Свой бесценный скейтборд Винсент припарковал под доской объявлений. Прочитав парочку из них – «Двоякопериодический монополь: трёхмерная интегрируемая система» и «Ранняя Вселенная: переходные состояния», – он понял только то, что ничего не понял.

Все трое на цыпочках отправилась в подвал: первым спускался Джордж, за ним Анни, Винсент шёл замыкающим.

В подвале горел тусклый свет. Просторное помещение оказалось забито всяким хламом – устаревшими факсимильными и копировальными аппаратами, неработающими компьютерами, хромыми стульями, поломанными столами и горами перфокарт. Дети пробирались сквозь завалы под мерное жужжание компьютера, которого пока не было видно. Вскоре стало ясно, что в подвале они не одни. На фоне жужжания отчётливо послышался голос – несомненно человеческий: