с – скорость света – и раскрывает наличие глубокой, прежде не предполагавшейся, связи между гравитацией и термодинамикой – наукой о теплоте.
Излучение от черной дыры будет уносить энергию, так что черная дыра станет терять массу и сжиматься. В конце концов, по-видимому, черная дыра полностью испарится и исчезнет. Это создает проблему, которая задевает самое сердце физики. Мои вычисления предполагали, что это излучение чисто тепловое и случайное, как и должно быть, если площадь горизонта является энтропией черной дыры. Но тогда как это излучение может нести всю информацию о том, из чего создана черная дыра? Если же информация теряется, то это несовместимо с квантовой механикой.
Этот парадокс обсуждался в течение тридцати лет без особого прогресса, пока я не обнаружил то, что, как я считаю, является его решением. Информация не теряется, но она и не возвращается в каком-либо полезном виде. Это подобно сжиганию энциклопедии: информация, содержащаяся в энциклопедии, формально говоря, не пропадет, если кто-то соберет весь дым и пепел, но ее будет очень трудно прочитать. На самом-то деле мы с Кипом Торном заключили пари с Джоном Прескиллом относительно информационного парадокса. Когда Джон победил, я вручил ему энциклопедию бейсбола, но, возможно, я должен был отдать ему лишь ее пепел.
8. Калтех
В 1974 году я был избран в члены Королевского общества. Это стало неожиданностью для сотрудников моего факультета, поскольку я был молодым, всего лишь начинающим научным сотрудником. Но в течение трех лет я дорос до профессора.
После моего избрания Джейн впала в депрессию, чувствуя, что я достиг своих целей и теперь буду двигаться только вниз. Ей несколько полегчало, когда мой друг Кип Торн пригласил нас вместе с другими исследователями общей теории относительности в Калифорнийский технологический институт (Калтех).
В течение последних четырех лет я пользовался инвалидным креслом с ручным приводом; а еще у меня был голубой трехколесный электромобиль, который двигался с небольшой скоростью и на котором я иногда в нарушение всех правил перевозил пассажиров. По приезде в Калифорнию мы поселились в принадлежащем Калтеху доме в колониальном стиле, неподалеку от кампуса. Там я впервые воспользовался электрическим инвалидным креслом. Оно значительно прибавило мне самостоятельности, особенно если учесть, что здания и тротуары в Соединенных Штатах приспособлены для инвалидов гораздо лучше, чем в Британии. Вместе с нами жил также один из моих аспирантов. Он помогал мне встать утром с постели и вечером, перед отходом ко сну, а также немного с едой, все это – в обмен на жилье и мое повышенное внимание к его научной работе.
Наш дом в Пасадене
Джейн, Люси, Роберт и я в нашем доме в Пасадене
Наши дети – их на то время было двое, Роберт и Люси – полюбили Калифорнию. Школа, в которую они ходили, опасалась возможного похищения учеников, поэтому ребенка нельзя было просто, как это водится, забрать у школьных ворот. Приходилось объезжать здание и подходить к воротам по одному. Тогда ребенка вызывали по громкоговорителю. Прежде я с таким никогда не сталкивался.
В доме был цветной телевизор. В Англии у нас был только черно-белый, да и тот плохо работал. Здесь же мы часто смотрели телевизор, особенно британские сериалы «Вверх и вниз по лестнице»[19] и «Восхождение человека»[20]. И вот только мы посмотрели ту серию «Восхождения человека», в которой в Ватикане допрашивают Галилея и приговаривают его к пожизненному домашнему аресту, как я узна́ю, что Папская академия наук наградила меня медалью Пия XI. Сначала я хотел с негодованием отвергнуть ее, но потом признал, что Ватикан радикально пересмотрел свое мнение относительно Галилея. Так что я полетел в Англию, чтобы встретиться с родителями, которые потом сопровождали меня в Рим. Во время визита в Ватикан я настоял на том, чтобы в Ватиканской библиотеке мне показали материалы суда над Галилеем.
На церемонии награждения папа Павел VI сошел со своего трона и наклонился ко мне. После церемонии я встретил Поля Дирака, одного из основоположников квантовой теории, с которым я не общался, когда он был профессором в Кембридже, поскольку в то время не интересовался квантовой механикой. Он сказал мне, что сначала предложил другую кандидатуру на медаль, но потом все-таки решил, что именно я заслужил ее, и рекомендовал Академии наградить меня.
На физическом факультете Калтеха было тогда две суперзвезды – нобелевские лауреаты Ричард Фейнман и Мюррей Гелл-Манн, и они активно соперничали между собой. На первом из своих еженедельных семинаров Гелл-Манн сказал: «Я собираюсь просто повторить некоторые доклады, сделанные мною в прошлом году», – после чего Фейнман встал и вышел. Тогда Гелл-Манн сказал: «Теперь, когда он ушел, я могу сказать, о чем я в действительности намерен говорить».
Это было захватывающее время в физике элементарных частиц. Только что в Стэнфорде были открыты новые «очарованные» частицы, и это подтвердило теорию Гелл-Манна о том, что протоны и нейтроны состоят из трех более фундаментальных частиц, называемых кварками.
Находясь в Калтехе, я заключил пари с Кипом Торном о том, что двойная система Лебедь X-1 не содержит черной дыры. Лебедь X-1 – это источник рентгеновского излучения, в котором обычная звезда теряет свою внешнюю оболочку, захватываемую невидимым компактным компаньоном. Падая не него, вещество закручивается спиралью и очень сильно разогревается, испуская рентгеновское излучение. Я надеялся проиграть это пари, поскольку сделал в черные дыры крупные интеллектуальные инвестиции. Но если бы оказалось, что их не существует, я, по крайней мере, получил бы в утешение четырехгодовую подписку на сатирический журнал Private Eye. Если бы выиграл Кип, ему бы полагалась годовая подписка на эротический журнал Penthouse. В последующие годы свидетельства в пользу существования черных дыр стали настолько убедительными, что я решил сдаться и оформил для Кипа подписку на Penthouse, к большому неудовольствию его жены.
В Калифорнии я работал с аспирантом Калтеха Доном Пейджем. Дон родился и вырос в деревне на Аляске, где его родители были школьными учителями. Все население этой деревни, кроме них троих, составляли инуиты. Дон был евангельским христианином и, когда позже жил у нас в Кембридже, всеми силами старался обратить меня в свою веру. Он пытался читать мне за завтраком библейские притчи, но я сказал ему, что хорошо знаю Библию еще со времени, проведенного на Мальорке, и к тому же отец часто читал мне Библию. (Отец не был верующим, но считал, что Библия короля Якова важна в культурном плане.)
Мы с Доном работали над вопросом о том, возможно ли наблюдать предсказанное мной излучение черных дыр. Температура излучения черной дыры с массой Солнца должна быть около миллионной доли кельвина, едва отличаясь от абсолютного нуля, так что оно тонет в космическом микроволновом фоне, температура которого составляет 2,7 кельвина. Однако могут быть черные дыры меньшего размера, оставшиеся после Большого взрыва. Первичная черная дыра массой с гору должна была бы испускать гамма-лучи, приближаясь сейчас к концу своей жизни и растратив на излучение б́ольшую часть своей исходной массы. Мы искали признаки такого свечения в фоновом гамма-излучении, но не обнаружили никаких его следов. Нам удалось найти верхний предел для концентрации черных дыр такой массы, значение которого говорило, что вряд ли мы находимся достаточно близко к одной из них, чтобы ее обнаружить.
9. Супружество
Возвращаясь из Калтеха в 1975 году, мы уже знали, что подъем по лестницам в нашем доме окажется для меня слишком трудным. Колледж к тому времени ценил меня значительно выше и сдал нам квартиру на первом этаже в принадлежавшем ему большом викторианском доме. (Сегодня этот дом уже снесен и на его месте построен корпус студенческого общежития, носящий мое имя.) Дом находился посреди сада, за которым ухаживал садовник колледжа, что было очень хорошо для детей.
Первое время после возвращения в Англию я чувствовал себя несколько подавленным. Все вокруг казалось каким-то провинциальным, сковывающим, по сравнению с характерной для Америки установкой, что нет ничего невозможного. В то время вся округа была завалена деревьями, погибшими из-за голландской болезни вяза[21], а страну охватили забастовки. Однако мое настроение поднялось, когда я увидел успехи в своей работе, а в 1979 году был избран на пост лукасовского профессора математики, который в прошлом занимали сэр Исаак Ньютон и Поль Дирак.
Наш третий ребенок, Тим, тоже родился в 1979 году, после поездки на Корсику, где я читал лекции на летней школе. Джейн была просто в подавленном состоянии. Она переживала, что я скоро умру, и хотела найти кого-то, кто бы обеспечивал ее с детьми и женился на ней после моей смерти. Так появился Джонатан Джонс, музыкант и органист местной церкви, которому она выделила комнату в нашей квартире. Мне это не нравилось, но я тоже думал, что скоро умру, и понимал, что после меня кто-то должен позаботиться о детях.
Моя семья после крещения Тима, нашего третьего ребенка
Мое состояние продолжало ухудшаться, и одним из симптомов прогрессирующего заболевания стали продолжительные приступы удушья. В 1985 году, во время поездки в ЦЕРН (Европейский центр ядерных исследований), в Швейцарию, я подхватил пневмонию. Меня немедленно доставили в кантональную больницу и подключили к аппарату искусственной вентиляции легких. Врачи в этой больнице считали мое состояние столь безнадежным, что предлагали отключить аппарат и дать мне умереть, но Джейн отказалась и обеспечила мне перевозку санитарным самолетом в Адденбрукскую больницу в Кембридже. Здешние врачи старались как могли, но в итоге сделали мне трахеотомию.