Моя краткая история

Когда я начал свои исследования, наиболее вдохновляющими мне казались две области – космология и физика элементарных частиц. Последняя была динамичным, быстро меняющимся направлением, которое притягивало лучшие умы, тогда как космология и общая теория относительности застыли в том состоянии, в каком они были в 1930-х годах. Ричард Фейнман, нобелевский лауреат и один из величайших физиков двадцатого века, участвовавший в конференции по общей теории относительности и гравитации в 1962 году в Варшаве, поделился своими, довольно забавными, впечатлениями. В письме к жене он заметил: «Я ничего не получил от этой встречи. Я ничему не научился. Из-за отсутствия экспериментов эта область неактивна, так что лишь немногие из лучших умов занимаются ею. В результате тут собралась масса придурков (126), что очень плохо сказывается на моем кровяном давлении… Напомни мне больше не ездить ни на какие гравитационные конференции!»

Конечно, я не знал обо всем этом, когда начинал свои исследования. Но я чувствовал, что изучение элементарных частиц в то время было слишком похоже на ботанику. Квантовая электродинамика – теория света и электронов, которая определяет химию и строение атомов, – была полностью разработана в 1940–50-х годах. Теперь внимание сместилось к слабому и сильному ядерным взаимодействиям между частицами в ядре атома, но аналогичные полевые теории, похоже, не справлялись с их объяснением. Кембриджская же школа придерживалась мнения, что соответствующей полевой теории не существует. Все должно определяться унитарностью, то есть сохранением вероятности, и характерными схемами при рассеянии частиц. Теперь, задним числом, кажется удивительным, что такой подход представлялся возможным, но я помню, с каким презрением относились к первым попыткам создания объединенных полевых теорий слабых ядерных сил, которые, в конечном счете, заняли свое место в физике. Аналитические работы по S-матрицам сегодня забыты, и я очень рад, что не занялся исследованиями в области элементарных частиц, иначе ничто из моих работ того периода не сохранилось бы в науке.

Космология и гравитация, с другой стороны, были тогда заброшенными областями, готовыми, так сказать, к застройке. В отличие от физики элементарных частиц тут была хорошо разработанная теория – общая теория относительности, но она считалась неподъемно сложной. Люди так радовались, находя любое решение полевых уравнений Эйнштейна, что описывали их, не задаваясь вопросами о физическом смысле этих решений, если он вообще имелся. Это была старая школа общей теории относительности, с которой Фейнман столкнулся в Варшаве. Как ни парадоксально, но именно варшавская конференция обозначила начало ренессанса общей теории относительности, но Фейнману простительно, что он его тогда не распознал.

В игру вступило новое поколение, и появились новые центры изучения общей теории относительности. Два из них оказались особенно важными для меня. Один был в Гамбурге (Германия), руководил им Паскуаль Йордан. Я никогда не бывал там, но восхищался поступающими оттуда элегантными статьями, которые так контрастировали с прежними беспорядочными работами по общей теории относительности. Вторым центром являлся Королевский колледж в Лондоне, исследования там велись под руководством Германа Бонди.

Поскольку я недостаточно времени уделял математике в Сент-Олбансе и прослушал лишь легкий курс физики в Оксфорде, Сиама предложил мне заняться астрофизикой. Но хоть я и не смог попасть к Хойлу, посвятить себя чему-то столь скучному и приземленному, как эффект Фарадея[7], мне вовсе не хотелось. Я поступил в Кембридж для того, чтобы заниматься космологией, и не был намерен отказываться от своих планов. Поэтому я читал старые учебники по общей теории относительности и каждую неделю еще с тремя студентами Сиамы ездил на лекции в Королевский колледж Лондона. Я прилежно внимал словам и уравнениям, но на самом-то деле так и не прочувствовал тогда этот предмет.

Сиама познакомил меня с так называемой электродинамикой Уилера – Фейнмана. Эта теория говорила, что электричество и магнетизм симметричны относительно изменения направления времени. Однако когда включается лампа, то световые волны, приходящие к ней извне, должны возникать под влиянием всей остальной материи во Вселенной, а не просто появляться из бесконечности и заканчиваться на лампе. Чтобы электродинамика Уилера – Фейнмана работала, требовалось, чтобы весь свет, испущенный лампой, был поглощен другой материей во Вселенной. Именно так и происходило бы в стационарной вселенной, где плотность материи остается постоянной, но не во вселенной Большого взрыва, плотность которой уменьшается по мере расширения. Утверждалось, что это еще одно доказательство – если тут вообще еще нужны доказательства, – что мы живем в стационарной вселенной.