КРАТКА ИСТОРИЯ НА ВРЕМЕТО
(от големия взрив до черните дупки) Стивън Хокинг
Реших да се опитам да напиша популярна книга за пространството и времето след
лекциите, които изнесох в Харвард през 1982 г. За ранната Вселена вече има значителен брой
книги
— от много добри, като книгата на Стивън Уайнбърг „Първите три минути", до много
лоши, които няма да посоча. Стори ми се обаче, че никоя от тях всъщност не се обръща към
въпросите, които ме доведоха до изследвания в космологията и квантовата теория: Откъде идва
Вселената? Как и защо е започнала? Ще има ли край и ако да — какъв? Тези въпроси
интересуват всички нас. Но съвременната наука така се технизира, че специалистите, способни
да усъвършенстват математиката, необходима за описанието им, са твърде малко. И все пак
основните идеи за произхода и съдбата на Вселената могат да се изложат без помощта на
математиката във вид, който и хора без научна подготовка могат да разберат. Именно това се
опитах да направя в тази книга. Читателят ще прецени доколко съм успял.
Някой ми каза, че всяко уравнение, което бих включил в книгата, ще намали наполовина
търсенето й. Поради това реших изобщо да няма уравнения. Накрая обаче вмъкнах едно —
знаменитото уравнение на Айнщайн Е = тс
2
. Надявам се да не уплаши половината от
потенциалните читатели.
Като изключим редкия късмет да заболея от гръбначна мускулна атрофия, иначе съм
късметлия почти във всяко отношение. Помощта и подкрепата на моята съпруга Джейн и на
децата ми Робърт, Луси и Тими ми дадоха възможност да водя сравнително нормален живот и
да направя успешна кариера. И пак бях късметлия, като избрах теоретичната физика, защото
всичко за нея е в главата ми. Така че недъгът не беше сериозна пречка. Всички мои колеги
учени без изключение ми бяха безкрайно полезни.
В първата, „класическа" фаза на кариерата най-близки колеги и сътрудници ми бяха
Роджьр Пенроуз, Робърт Герок, Брандън Картър и Джордж Елис. Благодарен съм за помощта,
която ми оказаха в съвместната ни работа. Тази фаза беше обобщена в книгата „Едромащабна
структура на пространство — времето", която написахме с Елис през 1973 г. Не бих съветвал
читателите да търсят в нея допълнителна информация: тя е много специална и твърде трудна за
четене. Надявам се впоследствие да съм се научил да пиша по начин, по-лесен за разбиране.
Във втората, „квантова" фаза на дейността си, след 1974 г., мои най-близки сътрудници
бяха Гари Гибънс, Дон Пейдж и Джим Хартъл. Много дължа на тях и на аспирантите си, които
много ми помогнаха както във физическия, така и в теоретичния смисъл на думата.
Необходимостта да поддържам ниво заради студентите си беше голям стимул за мен и ми се
струва, че ме предпази от затъване в коловозите.
Голяма помощ за тази книга ми оказа моят студент Брайън Уит. През 1985 г. се разболях
от пневмония, след като бях нахвърлял първата чернова. Трябваше да се подложа на
трахеостомия, с което загубих говора си и стана почти невъзможно да общувам. Мислех, че
няма да мога да я довърша. Но Брайън не само ми помогна да я коригирам и допълня, но и ме
научи как да използвам програмата за комуникации, наречена „Ливинг сентър", която ми
подари Уолт Уолтош от „Уърдс плъс инк." в Сънивейл, Калифорния. С нейна помощ мога да
пиша книги и публикации, а и да разговарям с хората, като използвам говорния синтезатор,
който ми подариха от „Спийч плъс", също в Сънивейл, Калифорния. Синтезаторът и един
малък компютър бяха монтирани на инвалидния ми стол от Дейвид Мейсьн.
Това вече беше съвсем друго: сега фактически мога да общувам по-добре, отколкото
преди да загубя гласа си. Получих предложения от много хора, които бяха видели предишните
варианти, как да направя тази книга по-добра. Най-вече Питър Гузарди, моят редактор от
„Бентъм букс", който ми изпрати много страници с бележки и въпроси за нещата, които според
него не съм обяснил добре. Трябва да призная, че когато получих дългия списък за корекции,
Книгата е сканирана, разпозната и предоставена от Спиралата 1
много се ядосах, но той се оказа абсолютно прав. Сигурен съм, че книгата стана по-добра
благодарение на това, че ми натри носа.
Много съм задължен на асистентите си Колин Уилямс, Дейвид Томьс и Ремьнд Лафлам,
на секретарките си Джуди фела, Ан Ралф, Черил Билингтън и Сю Маси и на екипа от
медицински сестри. Нищо нямаше да постигна без помощите за научните изследвания и
разходите по лечението ми, осигурявани от „Гонвил енд Кай колидж", Съвета за наука и
технически изследвания и от фондациите Ливьрхюм, Маккартър, Ньфийлд и Ралф Смит.
Безкрайно съм им благодарен.
Стивъп Хокинг 20 октомври 1987 г.
ВЪВЕДЕНИЕ от К. Сейгън
Нашето всекидневие минава, без да разбираме почти нищо от света, в който живеем.
Малко се замисляме за механизма, пораждащ слънчевата светлина, която прави живота
възможен, за гравитацията, която ни приковава към земята и без която бихме обикаляли в
космическото пространство, или за атомите, от които сме съставени и от чиято стабилност
изцяло зависим. С изключение на децата ^които не знаят достатъчно, за да не задават валени
въпроси) малцина са тези, които се питат защо природата е такава, каквато е; откъде иде
Космосът или защо е винаги е тук; дали един ден времето няма да тръгне назад и следствието
да изпревари причината; дали не съществуват граници за човешкото познание. Има даже деца,
и аз съм срещал такива, които искат да знаят как изглежда една черна дупка; коя е най-малката
частица вещество; защо помним миналото, а не бъдещето; как е възможно, след като в
миналото е имало хаос, сега да има ред; и защо съществува Вселената.
В нашето общество е нещо обичайно родители и учители да отговарят на повечето от
тези въпроси със свиване на рамене или позовавайки се на смътния спомен от религиозните
предписания. Някои се чувстват неудобно при въпроси, които така явно показват
ограниченията в човешкото познание.
Но именно тези въпроси са били в голяма степен двигател за развитието на философията
и науката. Все повече са и възрастните, желаещи да зададат подобни въпроси, и често те стигат
до изумителни отговори. Еднакво отдалечени п от атома, и от звездите, ние разширяваме своите
изследователски хоризонти, за да обхванем и много малкото, и много голямото.
През пролетта на 1974 г., приблизително две години преди “Викинг" да кацне на Марс,
бях на среща в Англия, спонсорирана от Лондонското кралско дружество, на която трябваше да
разискваме въпроса, как да се търси извънземен живот. По време на почивка за кафе забелязах,
че в съседна зала се провежда една много по-голяма среща и влязох от любопитство. Скоро
разбрах, че съм свидетел на стара традиция — церемонията по приемане на нови членове на
Кралското дружество — една от най-старите научни институции на планетата. На първия ред
един млад мъж в инвалидна количка записваше много бавно името си в една книга, на чиито
първи страници беше подписът на Исак Нютон. Когато най-сетне приключи, последваха бурни
овации. Стивьн Хокинг беше легенда още тогава.
Сега Хокинг е Лукасов професор по математика в Кейм-бриджкия университет — пост,
заеман някога от Нютон, а по-късно от П. А. М. Дирак — двама знаменити изследователи на
много голямото и много малкото. Той е техен достоен наследник.
Тази първа книга на Хокинг за неспециалисти има много достойнства за широката
публика. Толкова интересна, колкото е широк обсегът на съдържанието й, тя ни въвежда в
съкровените мисли на своя автор. В тази книга ще намерите блестящите открития от предните
граници на физиката, астрономията, космологията, а и кураж.
Това е също книга за Бога ... или може би за липсата на Бог. Думата Бог изпълва тези
страници. Хокинг се впуска в търсенето на отговор на известния въпрос на Айнщайн дали Бог е
имал някакъв избор при създаването на Вселената. Както открито заявява, Хокинг се опитва да
разбере Божията мисъл. А това, поне засега, прави още по-неочакван резултата от тези усилия:
Вселена без граници в пространството, без начало и без край във времето и никаква работа за
Създателя.
Книгата е сканирана, разпозната и предоставена от Спиралата 2
Карл Сейгън, Корнелски университет, Итака, Ню Йорк
1. НАШАТА ПРЕДСТАВА ЗА ВСЕЛЕНАТА
Веднъж един добре известен учен (според някои Бъртранд Ръсел) изнасял публична
лекция по астрономия. Описвал как Земята обикаля около Слънцето и как Слънцето от своя
страна обикаля около центъра на една огромна група звезди, наричана нашата Галактика. В
края на лекцията една възрастна дама от последните редове станала и заявила: „Това, което ни
разказахте, е чиста безсмислица. В действителност светът е плитка чиния върху гърба на
гигантска костенурка." Ученият се усмихнал надменно, преди да запита: „А на какво се крепи
костенурката?" „Много сте умен, млади човече, много знаете" — отвърнала възрастната дама,
— „но под тази костенурка има пак костенурки."
Повечето от нас биха приели представата, че нашата Вселена е безкрайна кула от
костенурки като твърде нелепа, но защо смятаме, че знаем повече? Какво знаем за Вселената и
как го знаем? Откъде е дошла Вселената и накъде отива? Има ли начало и ако има — какво е
било преди това? Какво представлява времето? Ще има ли някога край? Съвременните постиже-
ния във физиката и фантастичните нови технологии ни дадоха възможност да предположим
отчасти какъв е отговорът на тези отколешни въпроси. Някой ден тези отговори могат да ни се
сторят така очевидни, както обикалянето на Земята около Слънцето, или така невероятни, както
кулата от костенурки. Само времето (каквото и да означава то) ще ни каже.
Още през 340 г. пр. н. е. в своята книга „За небето" гръцкият философ Аристотел дава
два сериозни аргумента в полза на това, че Земята е кръгла, а не плоска. Първо, той Разбирал,
че лунните затъмнения настъпват, когато Земята застане между Слънцето и Луната. Земната
сянка върху Луната била винаги кръгла, което е възможно само ако Земята е сферична. Ако
Земята беше плосък диск, сянката би трябвало да е удължена и елиптична, освен ако
затъмненията настъпват само тогава, когато Слънцето е точно зад центъра на диска. Второ, от
пътешествията си гърците знаели, че от южните райони Полярната звезда се вижда но-ниско на
небето, отколкото от северните. Тъй като Полярната звезда е в Северния небесен полюс,
наблюдател от Северния географски полюс би я виждал точно над себе си, но ако гледа от
екватора, той би я видял точно на хоризонта. От разликата във видимите положения на
Полярната звезда в Египет и в Гърция Аристотел дори споменал оценка за обиколката на
Земята — 400 000 стадия. Точната дължина на стадия не е известна, но вероятно е била около
200 ярда, а ако е така, то оценката на Аристотел би била приблизително два пъти по-голяма от
сега възприетата стойност. Гърците разполагали и с трети аргумент за това, че Земята е кръгла,
защото как иначе първо ще се виждат платната на приближаващия кораб над хоризонта, а едва
по-късно неговият корпус?
Аристотел смятал, че Земята е неподвижна и че Слънцето, Луната, планетите и звездите
се движат по кръгови орбити около нея. Той вярвал, че е така, защото смятал по необясними
причини Земята за център на Вселената, а кръговото движение за най-съвършеното. Тази идея
била доразвита от Птолемей през II в. сл. н. е. в завършен космологичен модел. Земята е в
центъра, обградена от осемте сфери, носещи Луната, Слънцето, звездите и петте тогава
известни планети Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн (фиг. 1.1). Самите планети се
движат върху по-малки окръжности, прикрепени към съответните им сфери, за да се обяснят
техните твърде сложни пътища на небето. Върху най-външната сфера били т. нар. неподвижни
звезди, които винаги заемат едни и същи относителни положения, но заедно се въртят по
небето. Какво има зад последната сфера, никога не е станало по-ясно, но сигурно не е била част
от наблюдаемата Вселена.
Моделът на Птолемей представлявал една достатъчно точна система за предсказване на
положенията на небесните тела. Но за точното предсказване на тези положения Птолемей
трябвало да приеме допускането, че Луната следва път, по който понякога идва два пъти по-
близо до Земята. А това Птолемей разбирал този недостатък на модела си, но въпреки това
неговият модел бил широко, макар и не всеобщо приет. Той бил възприет от християнската
църква като картина на Вселената, която отговаря на Светото писание, защото имал голямото
Книгата е сканирана, разпозната и предоставена от Спиралата 3
117
15
