Знание – сила, 2001 №8 (890)

Один, однако, нашелся – доктор Джон Прескилл. Тоже космолог, тоже известный, из того же Калифорнийского технологического института, что и Торн, но с другим мнением. Он утверждает, что информация никуда пропасть в природе не может. Есть, мол, такой закон – сохранения информации, подобный закону сохранения энергии, и все. Прескилл даже пошел на пари с Торном (а заодно и с Хокингом), что это именно так. А они с ним – что иначе. Договорились так: кто проиграет, покупает выигравшей стороне полную Британскую энциклопедию, сколько-то там томов. А это вам не шуточки – полная «Британника» сегодня как минимум на полторы тысячи долларов тянет Очень азартные люди эти космологи. Недавно вот так же спорили, есть у черной дыры волосы или нет. Хокинг говорил, что нет, а Торн, что есть. Пришлось Торну покупать Хокингу годовую подписку на «Плэйбой» или что-то в этом роде, тоже некопеечное. Суровые у них там нравы, в науке.

Вам может показаться, что эти космологи занимаются за государственный счет всякими глупостями: есть ли у дыры волосы да куда уроненная энциклопедия исчезает, но на самом деле это самые что ни на есть серьезные физические вопросы, даже можно сказать – весьма глубокие вопросы. От их решения зависит, какой быть будущей физике. Дело в том, что эта будущая физика должна объединить два доселе не объединенных (и никак доселе не объелиниvibix) столпа нынешней науки – теорию гравитации и квантовую теорию. Как метко сказал один из крупных современных физиков, «мы еще не знаем, как будет выглядеть результат такого объединения, но мы уже можем наверняка сказать, что ни теория гравитации, ни квантовая теория не выйдут из этого объединения такими, какими они выглядят сегодня». Оказывается, вопрос о том, исчезает или не исчезает информация в черной дыре, напрямую связан с вопросом о том, существуют ли у этой дыры «волосы» (мы сейчас скажем, как это понимать), а оба они вместе – с тем, какой из «столпов» современной науки – теорию гравитации или квантовую теорию – нужно изменить, дабы наконец добиться их объединения.

Чтобы убедиться в вышесказанном, присмотримся к аргументации доктора Прескилла Свое убеждение, что информация должна сохраняться, он основывает на том фундаментальном факте, что уравнения квантовой теории, описывающие движение микрочастиц, обратимы во времени. Если происходит реакция, в ходе которой одна такая частица превращается в несколько других, а те еще в несколько других, то обратимость уравнений означает, что, «обратив время» (то есть рассматривая реакцию, обратную данной), можно по конечным продуктам такого распада восстановить исходную картину. Понятно, что если природа допускает утрату информации, то такое восстановление окажется не всегда возможным: будет недоставать информации о каких-то промежуточных этапах. По мнению Прескилла, такая «утечка информации» в одном каком-то месте (пусть и в черной дыре) обязательно должна вызвать появление утечки и в других местах – это превратилось бы в «информационную эпидемию», и мы давно должны были бы ее заметить, как бы ни были малы ее последствия.

Доктор Прескилл связывает сохранение информации с сохранением энергаи. На ранних этапах становления квантовой теории, в двадцатые годы, было много разговоров о том, что в микромире закон сохранения энергии, возможно, нарушается. Эти разговоры были вызваны результатами исследования процессов так называемой бета-радиоактивности, в ходе которых часть энергии действительно как будто бы исчезала. Позже, однако, удалось установить, что эту недостающую энергию уносит с собой появляющаяся в ходе распада, но трудноуловимая частица нейтрино, и с тех пор незыблемый закон сохранения энергии стал, если это возможно, «еще незыблемей». Прескилл указывает, что всякая передача информации неизбежно связана с затратой энергии, поэтому бесследное исчезновение информации влекло бы за собой бесследное исчезновение соответствующей энергии, то есть нарушение незыблемого закона ее сохранения. Отсюда следует, что аналогично закону сохранения энергии должен существовать закон сохранения информации.