читать - Челябинская областная универсальная научная

Челябинская областная универсальная научная библиотека
Отдел обслуживания
Обыкновенный гений
История жизни и творчества Стивена Хокинга,
рассказанная им самим в книгах, статьях,
интервью и его современниками
Аналитический обзор
Составитель: Л. А. Кожевникова, библиотекарь отдела читальных залов ЧОУНБ
Редакторы: О. Д. Суховилова, Л. В. Астафьева
Окончание работы: декабрь 2014 г.
Челябинск, 2014
Обыкновенный гений: история жизни и творчества Стивена Хокинга, рассказанная
им самим в книгах, статьях, интервью и его современниками / Челяб. обл. универс. науч. б-ка
; сост. Л. А. Кожевникова; ред.: О. Д. Суховилова, Л. В. Астафьева. – Челябинск, 2014. – 87 с.
Процесс познания тайн Вселенной – это длительная работа большого числа ученых и
экспериментаторов. Один из них, английский физик-теоретик Стивен Уильям Хокинг.
Основная цель его жизни – создание полной теории Вселенной или Теории «Всего» (ТВ).
Достижения в науке этого необычного человека еще более значимы потому, что он
неизлечимо болен. Рассказ об этом выдающемся ученом построен так, что мы узнаем о нем и
его деятельности из его книг, а также из книг его современников-ученых.
Содержание обзора:
1. Стивен Уильям Хокинг. Биографические данные.
2. Книги С. Хокинга, изданные на русском языке.
3. Правила жизни Стивена Хокинга.
4. Просто жизнь.
5. Хелен Келлер.
6. Книги Хелен Келлер, изданные на английском языке.
7. Стивен Хокинг. Истоки.
8. Цель.
9. Метод. Дискуссия Р. Пенроуза и С. Хокинга. Основы квантовой механики. Черные
дыры.
10. Полемика С. Сасскинда и С. Хокинга о природе черных дыр.
11. Краткая история времени.
12. Леонард Млодинов «(Не)совершенная случайность».
13. Будущее пространства-времени.
14. Итоги.
15. Теория всего.
16. «Мир в ореховой скорлупке».
17. «Высший замысел». М-теория.
18. Прогнозы С. Хокинга.
19. Кооперация современников.
• Р. Фейнман.
• Диаграммы Фейнмана.
• «Фейнмановские лекции по физике».
• Лучшие книги Фейнмана.
• Микроволновые реликтовые излучения.
• Сверхновые.
• Антигравитация. Черная материя.
• Инфляционная модель Вселенной.
20. Стивен Хокинг. О нем.
21. Книги Хокинга, изданные на английском языке.
22. Публикации.
23. Еще раз о книгах Хокинга (оглавления книг).
24. Р. Пенроуз
25. Книги Р. Пенроуза (оглавления книги).
26. Книги С. Хокинга для детей.
27. Книги Хокинга, имеющиеся в фондах библиотеки.
2
О чем пойдет речь
1. Стивен Уильям Хокинг. Биографические данные………………………...с.4
2. Книги С. Хокинга, изданные на русском языке…………………………...с.5
3. Правила жизни Стивена Хокинга………………………………………….с.6
4. Просто жизнь………………………………………………………………...с.8
5. Хелен Келлер………………………………………………………………..с.10
6. Книги Хелен Келлер, изданные на английском языке…………………...с.12
7. Стивен Хокинг. Истоки……………………………………………………с.14
8. Цель …………………………………………………………………………с.14
9. Метод. Дискуссия Р. Пенроуза и С. Хокинга. Основы квантовой
механики. Черные дыры………………………………………………………с.15
10. Полемика С. Сасскинда и С. Хокинга о природе черных дыр ………...с.17
11. Краткая история времени ………………………………………………...с.18
12. Леонард Млодинов. «(Не)совершенная случайность»………………….с.21
13. Будущее пространства-времени …………………………………………с.23
14. Итоги ………………………………………………………………………с.24
15. Теория всего ………………………………………………………………с.25
16. «Мир в ореховой скорлупке» ……………………………………………с.27
17. «Высший замысел». М-теория…………………………………………...с.32
18. Прогнозы С. Хокинга …………………………………………………….с.39
19. Кооперация современников……………………………………………...с.40
19.1 Р. Фейнман …………………………………………………….....с.41
19.2 Диаграммы Фейнмана…………………………………………...с.41
19.3 «Фейнмановские лекции по физике»…………………………...с.43
19.4 Лучшие книги Фейнман…………………………………………с.43
19.5 Микроволновые реликтовые излучения………………………..с.45
19.6 Сверхновые……………………………………………………………….с.50
19.7 Антигравитация. Черная материя……………………………………….с.52
19.8 Инфляционная модель Вселенной ……………………………………...с.54
20. Стивен Хокинг. О нем …………………………………………………...с.56
21. Книги Хокинга, изданные на английском языке …………………….....с.57
22. Публикации………………………………………………………………..с.57
23. Еще раз о книгах Хокинга (оглавления книг)…………………………...с.69
24. Р. Пенроуз………………………………………………………………….с.75
25. Книги Р. Пенроуза (оглавления книг) …………………………………..с.76
26. Книги С. Хокинга для детей ……………………………………………...с.84
27. Книги Хокинга, имеющиеся в фондах библиотеки …………………….с.86
3
1. Стивен Уильям Хокинг (8.01.1942 г. ). Биографические данные. Английский
физик-теоретик, член Лондонского королевского общества (1974). Окончил Оксфордский
университет. С 1965 г. работает в Кембриджском университете (в 19681972 – в институте теоретической астрономии, в 1972-1973 – в
институте астрономии, в 1973-1975 – на кафедре прикладной
математики и теоретической физики, 1975-1977 преподавал теорию
гравитации, в 1977-1979 – профессор гравитационной физики, с 1979 –
профессор математики). В 1974-1975 гг. был стипендиатом в
Калифорнийском технологическом институте (США).
«Работы посвящены общей теории относительности, в
частности пространственно-временным сингулярностям, теории
гравитации, теоретической астрофизике (гравитационный коллапс,
черные дыры), математической физике. Совместно с Г. Элисом показал, что широкий класс
однородных космологических моделей должен быть сингулярным. В 1966 -67 гг. разработал
новые методы, которые дали возможность установить, что любая правдоподобная
общерелятивистская сингулярная космология должна обладать сингулярностью. В 1969 г.
совместно с Р. Пенроузом доказал наиболее сильную из всех теорем о сингулярностях
некоторого широкого класса (теорема Хокинга-Пенроуза).
Разработал серию доказательств, установивших, что в общей теории относительности
черные дыры (в вакууме) описываются метрикой Керра; топологии, отличные от
сферической, не могут иметь места; энергия, излучаемая при слиянии двух черных дыр в
одну, должна подчиняться определенному ограничению. Установил (1971-1972 гг.) закон
динамики черных дыр. Предсказал (1974 г.) квантовый процесс «испарения» черных дыр.
Исследовал образование гелия в Большом взрыве, возможность существования черных дыр в
двойных земных системах, детекторы гравитационных волн» (Храмов Ю. Физики : биограф.
справочник. – 2-е изд. – М. : Наука, 1983. - С. 290-191).
«Научные работы относятся к релятивистской астрофизике. Вместе с Р. Пенроузом
доказал несколько основных теорем о сингулярностях в космологии. В 1971 г. предложил
новый механизм образования черных дыр; показал, что на самых ранних стадиях эволюции
Вселенной при больших давлениях и плотностях могли образоваться черные дыры малой
массы с размерами порядка размеров элементарных частиц. Применив квантовую теорию к
таким черным дырам, Хокинг в 1974 г. нашел, что они должны постоянно испускать
энергию, которая уходит в виде фотонов, электронов и нейтрино, рождающихся в сильном
поле тяготения черной дыры вследствие ее нестатичности (эффект Хокинга). Таким путем
черные дыры теряют массу и со временем взрываются. Излучение черных дыр, по Хокингу,
имеет тепловой характер, совпадая с излучением горячего тела, температура которого
пропорциональная силе тяжести на поверхности черной дыры» (Колчинский И.Г.
Астрономы : биограф. справочник – Киев: Наукова думка, 1986. – с. 350).
По словам Хокинга, главным открытием в физике было обнаружение вариаций в
реликтовом излучении Вселенной (излучение, которое сохранилось в космосе после
Большого взрыва). Американские ученые сообщили об этом открытии в 1992 г. после
анализа результатов, полученных научным спутником COBE. В 2006 г. руководители
проекта COBE, Джордж Смут и Джон Мазер, получили за свое открытие Нобелевскую
премию по астрономии.
Своей главной ошибкой Хокинг назвал идею о том, что "черные дыры" уничтожают
поглощенную ими информацию. В 1997 г. Хокинг поспорил с профессором
Калифорнийского технологического института Джоном Прескиллом, который утверждал,
что излучение "черных дыр" содержит в себе некую информацию, которую мы не можем
расшифровать. Хокинг полагал, что это не так, но в 2004 г. признал свою ошибку. Проиграв
пари, он подарил Прескиллу полное издание Британской энциклопедии, на которое они
спорили.
4
Стивен Хокинг в основном известен как исследователь «черных дыр» и
популяризатор науки.
В 1975 г. он выдвинул теорию о том, что «черные дыры» со временем исчезают за
счет излучения радиации, которое получило название излучение Хокинга. Обнаружить его в
природе пока не удалось, но недавно излучение Хокинга удалось найти в лабораторных
условиях.
1.
2.
3.
1. Пространство-время искривляется вокруг массивной звезды, сжигающей ядерное
топливо.
2. Искривление нарастает по мере сжатия звезды.
3. В черной дыре наступает конец времени.
Рис. из книги С. Хокинга «Мир в ореховой скорлупке». – М., 2007. – С. 33.
2. Книги С. Хокинга изданные на русском языке
Большое малое и человеческий разум / Р. Пенроуз, А. Шимон, Н. Картрайт, С.
Хокинг; пер. А. Хачояна, Ю. Данилова; ред. М. Лонгейер. – М. : Мир, 2004. – 192 с. –
(«Рубежи науки»).
То же. - СПб. : Амфора, 2008. - 192 с.
Будущее пространства - времени / С. Хокинг, К.С. Горн, И. Новиков, Т. Феррис и
др.- СПб. : Амфора, 2009. – 256 с. – ISBN 978-5-367-01085-5.
То же. – Изд. 2011.
То же. – Изд. 2012.
Высший замысел / С. Хокинг, Л. Млодинов; пер. англ. М. Кононова; под ред. Г.
Бурбы. – СПб. : Амфора, ТИД Амфора, 2012. – 208 с. – (Династия).
Джордж и тайны Вселенной / С. Хокинг, Л. Хокинг, К. Гальфар; пер. с англ. Е.
Канищевой. – М. : Розовый жираф, 2008. – 331 с.
Джордж и сокровища Вселенной / С. Хокинг, Л. Хокинг; пер. с англ. Е. Канищевой –
М.: Розовый жираф, 2010. – 352 с.
Краткая история времени : от большого взрыва до черных дыр : пер. с англ. / С.
Хокинг. – СПб. : Амфора, 2003. – 267 с. – (Эврика!).
Кратчайшая история времени / Стивен Хокинг и Леонард Млодинов ; [пер. с англ.
Б. Оралбеков]. – СПб. : Амфора, 2007. – 179, [1] с. : ил. ; 22. – Др. произведения авт. на 1-й с.
обл.
5
Крупномасштабная структура пространства-времени / С. Хокинг, Дж. Эллис. – М.
: ИО НФМИ, 1998. – 428 с. – («Шедевры мировой физико-математической литературы»). То
же. – 2012. – 432 с.
Мир в ореховой скорлупке : [новейшие тайны Вселенной в крат. и красоч. излож.] /
Стивен Хокинг ; [пер. с англ. А. Г. Сергеев]. – СПб. : Амфора, 2007. – 215, [3] с. : ил. ; 26. –
(Библиотека фонда "Династия"). – Библиогр.: с. 217. На 2-й с. суперобл. авт.: Стивен Хокинг
– проф. математики.
«Книга Хокинга («Мир в ореховой скорлупке» – К. Л.) положила начало новому
явлению – «превращению мозгов в деньги». После выхода книги Хокинга издатели книг
поняли, что существует ниша, незаполненная блокбастерами, – популярными книгами о
науке, написанными известными учеными, – и стали заключать с учеными контракты на
суммы порядка миллиона долларов. Так, например, нобелевский лауреат Марри Гелл-Манн
написал книгу «Кварк и Ягуар», а космолог из Массачусетского технологического института
Алан Гут – книгу «Раздувающаяся Вселенная». (Популярные книги о науке, и часто очень
удачные, писали в свое время и Кеплер, и Галилей, и Эйнштейн, и Фридман, и Гамов, но
никто
из
них
не
прославился
этим
так,
как
Хокинг)»
(http://universitates.univer.kharkov.ua/arhiv/2001_1).
Общая теория относительности / С. Хокинг. – 2012. – 464 с.
От большого взрыва до черных дыр : краткая история времени / С. Хокинг ; пер. с
англ. Смородинской Н.Я. - М. : Мир, 1990. - 166, [1] с. : ил.
Природа пространства и времени / С. Хокинг, Р. Пенроуз ; пер. с англ. А. В.
Беркова, В. Г. Лебедева. - Ижевск : РХД : Удмурт. гос. ун-т, 2000. – 160 с. : ил. ; 20. –
Библиогр.:
с.
157–160.
Теория всего / С. Хокинг. – СПб.: Амфора, 2009. –- 160 с.
Три книги о пространстве и времени / С. Хокинг; пер. с англ. – СПб : Амфора. ТИД
Амфора, 2011. – 503 с. – (Вселенная Стивена Хокинга).
Содерж.: Краткая история времени. – Черные дыры и молодые Вселенные. –
Теория всего.
Черные дыры и молодые вселенные : [пер. с англ.] / С. Хокинг. – СПб. : Амфора,
2001. – 187,[2] с. ; 20. – (Эврика!).
То же – 2006. – 192 с.
То же. – 2008. – 168 с.
3. Правила жизни Стивена Хокинга. Они созданы из высказываний Хокинга,
взятых из его книг. Это не для подражания, а для того, чтобы попробовать понять
феномен под названием Стивен Хокинг.
«Я понятия не имею, какой у меня IQ. Те, кого интересует их показатель – просто
неудачники.
Возможно, я неплох в чем-то. Но я не Эйнштейн.
Моя цель очень проста. Я хочу понимать вселенную, почему она устроена так, как устроена,
и зачем мы здесь.
6
Уравнения – самая скучная часть математики. Я пытаюсь смотреть на вещи в терминах
геометрии.
Мы всего лишь развитые потомки обезьян на маленькой планете с ничем
не примечательной звездой. Но у нас есть шансы постичь Вселенную. Это и делает нас
особенными.
Мне кажется, компьютерные вирусы стоит рассматривать, как форму жизни. Это многое
говорит о природе человека: единственная форма жизни, которую мы создали к настоящему
моменту, несет только разрушения. Мы создаем жизнь по образу и подобию своему.
Мы не должны удивляться тому, что устройство Вселенной пригодно для жизни – ведь это
не является доказательством того, что Вселенная была задумана для жизни.
Мы можем связывать мироустройство с именем Господа, но это будет безличный Господь.
В законах физики нет никаких личностных особенностей.
Главный враг знания – не невежество, а иллюзия знания.
Всю свою жизнь я поражался тем главным вопросам, с которыми нам приходится
сталкиваться, и пытался найти для него научный ответ. Возможно, поэтому я продал больше
книг про физику, чем Мадонна про секс.
Не могу сказать, что мое физическое состояние помогает мне в работе, но оно помогает мне
сконцентрироваться на исследованиях, избегая лекций и скучных конференций.
Когда-то я мог общаться только одним способом: я поднимал бровь, когда кто-то
показывал мне подряд карточки с алфавитом. Это было очень медленно. Я не мог вести
беседу и, конечно же, не мог написать научную работу. К счастью, у меня все еще
достаточно сил в руке, чтобы нажимать и отпускать маленький выключатель. Это
выключатель соединен с компьютером, на экране которого все время движется курсор.
Он помогает мне выбирать слова из списка, возникающего на экране. Слова, которые я уже
выбрал, отображаются в верхней части экрана. Когда я построил фразу полностью,
я посылаю ее в звуковой синтезатор. Синтезатор, которым я пользуюсь, довольно старый,
ему 13 лет. Но я очень привязался к нему. Отчасти потому, что я теперь ассоциируюсь
только с ним, отчасти потому, что он не так монотонен, как остальные и интонации его
изменяются почти как человеческие. Никто не хочет говорить, как машина или как Микки
Маус.
Там где есть жизнь, есть надежда.
Если я и хочу куда-то отправиться, то это место точно находится не на Земле, а в космосе.
Если бы я был кем-то вроде Билла Гейтса, я бы арендовал космический корабль. Это
обошлось бы в каких-то пару сотен миллионов долларов.
Убежден, что наука и исследовательская деятельность приносят больше удовольствия, чем
зарабатывание денег.
Моя настоящая мечта – написать такую книгу, которая будет продаваться в ларьках
в аэропорту. Но для этого, похоже, издателю нужно будет поместить на обложку голую
женщину.
Пожалуй, я верю в Бога, под Богом вы подразумеваете воплощение тех сил, которые
управляют Вселенной.
Эйнштейн никогда не принимал квантовую механику из-за присущего ей элемента
случайности и непостоянства. Он говорил: «Господь не играет в кости». Он был неправ
дважды. Наличие черных дыр доказывает, что Господь не только играет в кости, но еще
и бросает их туда, где никто не сможет их увидеть.
С уверенностью могу сказать, что пока еще нас не посетили туристы из будущего.
7
Научная фантастика может быть полезной – она стимулирует воображение и избавляет
от страха перед будущим. Однако научные факты могут оказаться намного поразительнее.
Научная фантастика даже не предполагала наличия таких вещей, как черные дыры.
Самая сложная проблема, с какой довелось столкнуться человечеству, – это наши
агрессивные инстинкты. Во времена пещерного человека (назовем его пещерной личностью)
эти инстинкты были необходимы для выживания и были отпечатаны в наших головах
на уровне генетического кода, что было продиктовано дарвиновским естественным отбором.
Сейчас, со всем тем ядерным оружием, что у нас есть, мы уже не можем ждать, когда
эволюция избавит нас от наших инстинктов. Боюсь, нам придется воспользоваться генной
инженерией.
Кто-то сказал мне, что каждое уравнение, которое я включаю в книгу, сокращает продажи
в два раза.
Никто не может спорить с математической теоремой.
Когда я слышу о Коте Шрёдингера, моя рука тянется к пистолету. (Мысленный
эксперимент Эрвина Шрёдингера, которым он хотел продемонстрировать неполноту
квантовой механики. – Esquire).
Я не уверен, что человеческая раса проживет еще хотя бы тысячу лет, если не найдет
возможности вырваться в космос. Существует множество сценариев того, как может
погибнуть все живое на маленькой планете. Но я оптимист. Мы точно достигнем звезд.
Я заметил, что даже те люди, которые утверждают, что все предрешено и что с этим ничего
нельзя поделать, смотрят по сторонам, прежде чем переходить дорогу.
Блуждание по Интернету – настолько же безмозглая идея, как постоянное переключение
телеканалов.
Мой речевой синтезатор говорит с американским акцентом. Я давно понял, что
американский и скандинавский акценты лучше всего заводят женщин.
Меня часто спрашивают, как вы себя чувствуете с амиотрофическим боковым склерозом
(Заболевание центральной нервной системы, поражение спинного и продолговатого мозга. –
Esquire). Ответ простой – не очень-то.
Только мой старший сын, Роберт, интересуется наукой. Он занимается программным
обеспечением, работает в Майкрософте. Моя дочь, Люси, изучает французский и русский –
сейчас она журналист. Мой младший сын, Тим, сейчас в университете – изучает
французский и испанский. А еще у меня есть внук Вильям, который пока только учится
говорить, но уже без ума от компьютеров.
Жизнь была бы очень трагичной, если бы не была такой забавной.
Очень важно просто не сдаваться». (http://esquire.ru/wil/stephen-hawking).
4. Просто жизнь… «Я не считаю себя отрезанным от нормальной жизни и не думаю,
что окружающие меня люди сказали бы, что я одинок. Я не чувствую себя инвалидом – а
просто человеком с поражением двигательных нейронов, вроде дальтоника. Полагаю, что
мою жизнь не назовешь нормальной, но в духовном смысле она нормальна» («Черные дыры
и молодые вселенные», с.170).
Хокинг, С.
Черные дыры и молодые вселенные [Текст] : [Пер. с англ.] / С. Хокинг. СПб. : Амфора, 2001. - 187,[2] с. ; 20. - (Эврика!).
Из содерж.: Диски с необитаемого острова: интервью, с. 169–188.
8
«Боковой амиотрофический склероз (БАС) (диагноз был поставлен в 21 год – К. Л.) –
это неизлечимое в настоящее время заболевание, которое поражает двигательные нейроны
спинного мозга и проявляется в прогрессирующей потере мышечной массы. Болезнь
начинается с нарушений опорно-двигательного аппарата, затем наступает паралич и атрофия
отдельных групп мышц, возникают нарушения речи и глотания. Иногда болезнь носит
затяжной характер, но чаще приводит к смерти уже через несколько лет. Известно, что у
каждого десятого больного болезнь вызвана генетическим дефектом и передаётся по
наследству. Но в 90 процентах случаев вопрос о причине заболевания остаётся загадкой»
(http://universitates.univer.kharkov.ua/arhiv/2001_4).
В январе 2012 г. Стивену Хокингу исполнилось 70 лет.
«В классе я всегда был середнячком. Но одноклассники
прозвали меня Эйнштейном – наверное, чувствовали какие-то
задатки. Когда мне исполнилось 12, один из моих друзей поспорил
с другим на мешок конфет, что из меня ничего не выйдет».
Стивен во дворе Оксфорда. Свадьба Стивена и Джейн Уайльд. Диагноз уже
поставлен.
«Раньше жизнь казалась скучной. Теперь я определенно счастливее. Перспектива рано
умереть заставила меня понять, что жизнь стоит того, чтобы ее прожить. Так много можно
сделать, каждый может сделать так много!»
http://www.peoples.ru/friday/stephen_william_hoking__70_years_of_life_.html
дает возможность использовать
2001 г. Фотография из книги
С. Хокинга «Мир в ореховой скорлупке»
Долгое
время
Хокинг
управлял
компьютером с помощью одного пальца,
который оставался подвижным. Сейчас у него
подвижна только мышца на щеке. Он
использует прибор, прикрепляемый к его очкам,
который улавливает движения его щеки. Но эти
мышцы работают все хуже. Скоро он сможет
использовать компьютер только с помощью
движения глаз. Есть приборы, в которых в
оправу очков встроены камеры, позволяющие
следить за тем, куда человек смотрит. Это
очень простой интерфейс: человек смотрит на
какой-то объект на экране, а стрелка мышки
наводится на этот объект, человек моргает и
она кликает.
9
«После операции (в 1985 г. после операции Хокинг потерял голос – К.Л.) я некоторое
время был просто опустошен. Я чувствовал, что если снова не обрету голос, то дальше жить
не стоит» («Диски с необитаемого острова», с.172).
«Любого здравомыслящего человека иногда называют упрямым. Я бы сказал, что я,
скорее всего – решительный. Не будь я довольно решительным, меня бы сейчас здесь не
было. Я просто хочу иметь ту степень контроля над своей жизнью, что и другие. Слишком
часто жизнью инвалида управляют другие. Ни один здоровый человек не примирился бы с
этим» («Диски с необитаемого острова», с.173).
«Первое действие смертного приговора, оставившего всего пару лет жизни было –
депрессия. Казалось, что мое состояние быстро ухудшается. Казалось, что нет никакого
смысла что-то делать, работать над диссертацией, поскольку я не знал, проживу ли
достаточно для того, чтобы закончить ее. Но потом дела стали выправляться. Развитие
болезни замедлилось, и я начал продвигаться в работе, в частности в своем доказательстве,
что Вселенная должна была начаться с Большого взрыва» («Диски с необитаемого острова»,
179).
5. Хелен Келлер
«Очень часто, говоря о Хокинге, вспоминают Хелен Келлер (1880 – 1968), которую
Марк Твен назвал «самой замечательной женщиной со времен Жанны д’Арк». Американка
Хелен Келлер – слепая, глухая и немая с полутора лет – научилась английскому,
французскому, немецкому языкам, латыни и греческому. Она писала книги и выступала с
лекциями, занималась общественной деятельностью. Ее учителем и «говорящим
компьютером» была «сотворившая чудо» (так называется знаменитая пьеса В. Гибсона о Э.
Келлер) Анна Салливан. «Чудо Хокинга» тоже существует благодаря его женам и друзьям,
коллегам и студентам, врачам и медсестрам, инженерам и компьютерщикам, и, конечно же,
благодаря железному характеру и неукротимому оптимизму самого Стивена Хокинга»
(http://universitates.univer.kharkov.ua/arhiv/2002_1/)
Хелен Келлер, в возрасте
восьми
лет,
с
учительницей
Энн
Салливан на каникулах,
июль 1888 (фото найдено
в 2008 г.).
(фото
из
Википедии)
«Общественность должна понять, что слепой человек – это не гений, но и в то же
самое время не слабоумный и не глупый. Его разум может поддаться образованию, рука –
тренировке, а желания – превратиться в реальность. Это наша обязанность помочь слепым
стать самыми лучшими, чтобы они достигли света через свой труд».
Эти слова принадлежат известной американской писательнице и общественному
деятелю, слепоглухонемой Хелен Келлер. Известны слова Марка Твена: «В XIX веке было
два по-настоящему великих человека – Наполеон и Хелен Келлер».
Х. Келлер побывала в 35 странах, на 5 континентах. В 1955 году, когда ей было уже
75, она предприняла пятимесячное турне по Азии в пользу незрячих. Она встречалась с
актером Чарли Чаплином и президентом Кеннеди, с премьер-министром Неру и королем
Великобритании Георгом. Идея, двигавшая ею всю жизнь, заключалась в том, что человеку
под силу все, чего он по-настоящему хочет добиться, и что, когда ему необходима помощь,
10
он всегда найдет ее среди себе подобных, не апеллируя к потусторонней силе. http://om222.blogspot.ru/2009/10/blog-post_27.html
«Она читала лекции перед многочисленной аудиторией, выступала на конгрессах,
посвященных проблемам слепых людей, беседовала в Белом доме с президентом Кулиджем
о государственной поддержке Фонда помощи глухим и слепым людям. Этот Фонд был
создан для заботы о школах для глухих и слепых детей, приютах для раненых, потерявших
зрение на войне, и о тысячах других одиноких, утративших надежду людях.
Хелен поможет многим, напишет книги и, заканчивая одну из них – «Историю моей
жизни», – скажет: «Моя жизнь – хроника дружбы. Друзья каждый день создают мой мир
заново. Без их ласковой заботы всего моего мужества не хватило бы, чтоб укрепить сердце
мое для жизни. Но, как Стивенсон, я знаю, что лучше делать дела, чем воображать их».
О себе самой она рассказывала:
«Когда дождливая погода удерживает меня дома, я люблю вязать на спицах и
крючком, иногда играю в шахматы или шашки.
Музеи и художественные выставки представляют для меня источник удовольствия и
вдохновения. Я получаю удовольствие, касаясь великих произведений искусства. Когда
кончики моих пальцев обводят контур, изгиб или линию, они раскрывают мне мысли и
чувства, которые художник хотел отобразить. Я осязаю на лицах мраморных богов и героев
ненависть, отвагу и любовь, точно так же как ощущаю их на живых лицах, которых мне
разрешают коснуться. Душа моя наслаждается безмятежностью и грацией изгибов тела
Венеры.
Еще одно удовольствие, которое мне, к сожалению, приходится испытать достаточно
редко, – театр. Во время действия мне вполголоса пересказывают, что происходит на сцене.
Это нравится мне даже больше чтения, так как создается впечатление, что я нахожусь прямо
в центре волнующих событий. Мне довелось испытать счастье встречи с несколькими
великими актерами и актрисами... мне разрешили потрогать лицо и костюм Эллен Терри,
когда она представляла королеву. В ней было божественное величие, превозмогающее
глубочайшую скорбь.
Ничто не приносит мне большего удовольствия, чем посадить в лодку друзей и
покатать их. Разумеется, я не могу определять направление подобной прогулки. Поэтому
обычно кто-то садится к рулю, а я гребу.
Мне также нравится каное. Наверное, вы улыбнетесь, если я добавлю, что особенно
люблю плыть на каное лунной ночью... Из письма м-ру Крелю: Мой дорогой друг м-р Крель,
я только что узнала о Вашем любезном предложении купить мне ласковую собаку, и я
благодарю Вас за эту добрую мысль. Я очень счастлива узнать, что у меня есть такие добрые
друзья в других краях... теперь хочу рассказать Вам, что собираются сделать любители собак
в Америке. Они собираются прислать мне денег для бедного маленького слепоглухонемого
ребенка. Его зовут Томми, ему пять лет. Родные его слишком бедны, чтобы платить за
школу. Так что вместо того, чтобы дарить мне собаку, джентльмены собираются помочь
сделать жизнь Томми такой же светлой и радостной, как моя. Разве это не прекрасный план?
Образование внесет свет и музыку в душу Томми, и тогда он непременно станет счастливым» –
http://www.manwb.ru/articles/arte/theater/keller_mystery/.
Энн Салливан (Энни Салливан, Джоанна Мэнсфилд Салливан Мэйси, 1866–1936) –
американский педагог, была широко известна как учительница Хелен
Келлер.
«Постепенно я привыкла к темноте и молчанию, окружившим меня,
и забыла, что когда-то все было иначе, пока не явилась она... моя
учительница... та, которой суждено было выпустить мою душу на волю.
Но, еще до ее появления, в первые девятнадцать месяцев моей жизни, я
уловила беглые образы широких зеленых полей, сияющих небес, деревьев
и цветов, которые наступившая потом тьма не смогла совсем стереть. Если
11
когда-то мы обладали зрением – «и день тот наш, и наше все, что он нам показал» (Из книги
«История моей жизни»).
Келлер, Е.
История моей жизни / Е. Келлер [Текст]. – М.: Изд-во «Захаров», 2003. –
272 с.
После 20 лет Хелен начала писать книги. Вот только некоторые из
них «Оптимизм», «Песня каменной стены», «Наш Марк Твен», «Открытая
дверь». «У меня отняли глаза – я вспомнила про рай Милтона. У меня
отняли мои уши – пришел Бетховен и вытер мои слезы. У меня отняли мой
язык – но я стала говорить с Богом, когда была молодой. Он не позволил
отнять мою душу – владея ею, я владею всем». http://nkozlov.ru/library/s221/helenkeller/
Из высказываний Хелен Келлер:
• Держитесь лицом к свету, и вы не будете видеть темных теней жизни.
• Некто сказал: «Я жаловался, что у меня нет ботинок, пока не встретил человека, у
которого не было ног».
• Думайте не о сегодняшних неудачах, а об успехе, который, возможно, придет
завтра.
• Помните: ни одна попытка достичь прекрасного не пропадает зря.
• Держите голову высоко. Смотрите миру прямо в глаза.
• Никто не согласится ползать, если чувствует, что способен летать.
• Жизнь – либо дерзкое приключение, либо ничто...
• Высший результат образования – терпимость.
• Самые лучшие и прекрасные вещи в мире нельзя увидеть и услышать... Их
чувствуют сердцем». (http://om222.blogspot.ru/2009/10/blog-post_27.html).
лет)
Из стихотворения Ольги Ивановны Скороходовой (слепо-глухонемой с детских
Не имею слуха, не имею зренья,
Но имею больше – чувств живых простор:
Гибким и послушным, жгучим вдохновеньем
Я соткала жизни красочный узор.
Если вас чаруют красота и звуки,
Не гордитесь этим счастьем предо мной!
Лучше протяните с добрым чувством руку,
Чтоб была я с вами, а не за стеной...
6. Книги Хелен Келлер, изданные на английском языке
The Story of My Life
2009 г.
ISBN 10 – 1605206881;
ISBN 13 – 9781605206882
2010 г.
ISBN 10 – 0451531566;
ISBN 13 – 9780451531568
2013 г.
ISBN 10: 9350363003
ISBN 13: 9789350363003
2007 г.
ISBN 10: 1599866234
ISBN 13: 9781599866239
12
My Religion To Love This Life:
Quotations from Helen Keller
2007 г.
ISBN 10: 1406819840;
ISBN 13: 9781406819847
2007 г.
ISBN 10: 1416500324
ISBN 13: 9781416500322
Optimism, and Strike Against War
2008 г.
2007 г.
2005 г.
ISBN 10: 1585092843
ISBN 13: 9781585092840
2002 г.
ISBN 10: 0439319137
ISBN 13: 9780439319133
Optimism
2007 г.
2006 г.
2005 г.
ISBN 10: 1409931463
ISBN 10: 1599866501
ISBN 10: 142092883X
ISBN 10: 0898048613
ISBN 10: 159462108X
ISBN 13: 9781409931461
ISBN 13: 9781599866505
ISBN 13: 9781420928839 ISBN 13: 9780898048612
ISBN 13:
9781594621086
The World I Live in / Helen Keller, Roqer Shattuck
2004 г.
2009 г.
ISBN 10: 1590170679
ISBN 13: 9781590170670
ISBN10: 1438528132
ISBN 13: 9781438528137
Light in My Darkness
2000 г.
ISBN 10- 0877853983
ISBN 13: 9780877853985
The Miracle Worker:
Selected Works of Helen Keller
2011 г.
ISBN 10: 1463598432
ISBN 13: 9781463598433
How I Would Help the World /Helen Keller, Ray Silveman
1994 г.
ISBN 10: 0877851468
ISBN 13: 9780877851462
2011 г.
ISBN 10-0877853363
ISBN 13-9780877853367
13
7. Стивен Хокинг. Истоки
Истоки. «Большое влияние оказал на меня отец. Я брал пример с него. Поскольку он
был научным исследователем, я считал, что научные исследования – это основное занятие
взрослых. Единственное различие было в том, что меня не привлекли биология и медицина,
потому что не казались мне точными науками. Хотелось чего-то более фундаментального, и
я выбрал для себя физику» («Диски с необитаемого острова», с.175)
«В школе я учился очень хорошо, а отставал только из-за почерка и вообще из-за
неаккуратности» («Диски с необитаемого острова», с.176).
В Оксфорде Стивен Хокинг занимался учебой в среднем один час в день, кроме этого
занимался греблей, пил пиво и устраивал глупые шутки над людьми. Корреспондент задала
вопрос: «Почему вы не утруждали себя работой?» Ответ Хокинга: «Был конец пятидесятых,
и большинство молодежи утратило иллюзии насчет так называемого истаблишмента.
Казалось, от будущего нечего ждать, кроме изобилия и еще большего изобилия.
Консерваторы только что выиграли третьи выборы подряд под лозунгом «Еще никогда не
было так хорошо». Мне и большинству моих современников жизнь казалась скучной»
(«Диски с необитаемого острова», с.176).
«Курс физики в Оксфорде в то время был до смешного легким. Его можно было
пройти, не слушая лекций, а просто посещая один-два семинара в неделю. Не требовалось
запомнить много фактов, а так – несколько формул» («Диски с необитаемого острова»,
с.177).
«Теперь я определенно счастливее. Раньше жизнь казалась мне скучной. Но
перспектива умереть рано заставила меня понять, что
жизнь стоит того, чтобы жить. Так много можно сделать,
каждый может сделать много! У меня действительно
есть ощущение, что, несмотря на мое состояние, я внес
значительный вклад в человеческие знания. Конечно, мне
очень везло, но любой может чего-то достичь, если
приложит достаточно усилий» («Диски с необитаемого
острова», с.180).
Фото
с
сайта
http://paranormalnews.ru/blog/stiven_khoking_dal_chelovechestvu_200_let/2011-07-30-398
8. Цель. «Не думаю, что такое заболевание может стать для кого-то преимуществом.
Но для меня оно стало меньшей бедой, чем для других, т.к. не мешало делать то, что я хотел.
А хотел я попытаться понять, как устроена Вселенная» («Диски с необитаемого острова»,
с.180).
«Я начал усердно трудиться и мне это понравилось» (с.180).
«Будучи подростком я читал много научной фантастики.
Но теперь я сам работаю в этой области, и в основном научная
фантастика кажется мне несколько поверхностной. Так легко
написать о гиперпространстве, перемещающем или проводящем
людей, если вам не приходилось включать его в гармоничную
картину мира. Настоящая наука гораздо более увлекательна,
потому что она реальна. Фантасты никогда и не предполагали
наличия черных дыр, пока об этом не задумались ученые. Но теперь
у нас есть надежные свидетельства существования черных дыр»
(«Диски с необитаемого острова», с. 183).
«Все это оказалось возможным лишь благодаря везению: мне повезло, что я получил
огромную помощь. Я рад тому, что мне уже удалось, но хотел бы сделать гораздо больше,
прежде, чем уйду. Не буду говорить о своей личной жизни, а в науке я хотел бы узнать, как
14
объединить гравитацию с квантовой механикой и другими природными силами. В частности,
я хочу узнать, что происходит с черной дырой, когда она испаряется» («Диски с
необитаемого острова», с. 187).
Возможный конец Вселенной – Большое
сжатие, когда вся материя будет всосана в
гравитационный колодец. Рис. из книги
«Мир в ореховой скорлупке», с.104.
9. Метод. Дискуссия Р. Пенроуза и С. Хокинга. Основы квантовой механики.
Черные дыры. «Я обнаружил, что изложение идей другим мне очень помогает. Даже если
собеседники не высказывают ничего интересного, сама необходимость организовывать свои
мысли так, чтобы они были понятны другим, часто подсказывает мне новый путь вперед»
(«Диски с необитаемого острова», с. 170).
«Я в очень большой степени полагаюсь на интуицию (выделено мной – К.Л.). Я
пытаюсь угадать результат, но потом приходится его доказывать. На
данном этапе довольно часто обнаруживаю, что мои догадки не
соответствуют истине, или обнаруживаю нечто другое, о чем никогда не
думал. Так, стараясь доказать нечто другое, я обнаружил, что черные
дыры не совсем черные» («Диски с необитаемого острова», с.184)
«В то время, когда Пенроуз доказал свою теорему, я, будучи
аспирантом, отчаянно искал какую-нибудь задачу, чтобы защитить
диссертацию», – пишет Хокинг. Основываясь на работе Пенроуза,
Хокинг закончил диссертацию и успешно ее защитил. Они объединили
свои усилия, Пенроуз, с его математическим образованием и культурой, и
Хокинг, с его проникающей вглубь вещей интуицией (выделено мной – К.Л.). «В итоге в
1970 году мы с Пенроузом написали совместную статью, в которой наконец доказали, что
сингулярная точка большого взрыва должна существовать, опираясь только на то, что верна
общая теория относительности и что во Вселенной содержится столько вещества, сколько
мы видим» (http://universitates.univer.kharkov.ua/arhiv/2002_1/).
Хокинг, С.
Природа пространства и времени / С. Хокинг, Р. Пенроуз ; пер. с англ. А.В. Беркова,
В.Г. Лебедева. – Ижевск : РХД : Удмурт. гос. ун-т, 2000. – 160 с. : ил. ; 20. - Библиогр.: с.
157–160.
«Около 60 лет назад произошел знаменитый спор между Нильсом Бором и
Альбертом Эйнштейном по основам кантовой механики. Эйнштейн отказался принять
точку зрения, согласно которой квантовая механика является окончательной теорией. Считая
ее философски неадекватной, он начал упорную борьбу против ортодоксальной
интерпретации копенгагенской школы, которой придерживался Бор.
В определенном смысле дискуссия между Пенроузом и Хокингом является
продолжением давнего спора, с той разницей, что роль Эйнштейна играет Пенроуз, а роль
Бора – Хокинг. Обсуждаемые вопросы стали сложнее и разнообразнее, но, как и раньше, они
представляют комбинацию технических рассуждений и философских точек зрения.
15
В дискуссии Хокинга и Пенроуза доминирует обсуждение вопроса о том, как
построить теорию «квантовой гравитации», комбинируя квантовую теорию поля и общую
теорию относительности» («Природа пространства и времени», с. 6–7).
Хокинг, С.
Большое, малое и человеческий разум / С. Хокинг, Р. Пенроуз, А. Шимони,
Н. Картрайт; пер. А. Хачоян. – СПб. : Амфора Петроглиф, 2013 –192 с.
В основу книги легли Теннеровские лекции, прочитанные в 1995 г.
известным английским ученым-астрофизиком Роджером Пенроузом, и
вызванная ими полемика с не менее известными английскими учеными
Абнером Шимони, Нэнси Картрайт и Стивеном Хокингом. Круг
обсуждаемых проблем включает парадоксы квантовой механики, вопросы
астрофизики, теории познания, художественного восприятия.
Хван, М. П.
Неистовая Вселенная : от большого взрыва до ускоренного расширения, от
кварков до суперструн [Текст] / М.П. Хван. – М. : ЛЕНАНД, 2006. – 408 с.
«Если говорить о философии Вселенной, то черные дыры
представляют собой осевую и стержневую проблему ее: они требуют от нас совершенно
иных представлений о материи, пространстве и времени, об их триединстве в сингулярности
как точке бесконечной плотности материи и искривленного пространства-времени, где
пространство R = 0 и время t = 0.
Для правильного понимания и философского решения проблемы сингулярности в
черных дырах необходимо, во-первых, признание многомерности пространства (исчезает
трехмерность пространства, но оно как многомерное остается). А во-вторых, признание
множественности мульти-Вселенных и Мега-Вселенной» («Неистовая Вселенная», с.286).
«Стивен Хокинг предполагает существование белых дыр, а Роджер Пенроуз
категорически отрицает: белая дыра, согласно С. Хокингу, – дыра с обратным временем, с
чем Пенроуз никак не может согласиться. Р. Пенроуз считает, что время как в макромире,
так и в микромире абсолютно необратимо: оно абсолютно асимметрично во Вселенной. С.
Хокинг считает, что принцип неопределенностей Гейзенберга как принцип случайности,
неопределенности, непредвиденности, флуктуации – выпадение из общего правила, общего
порядка классической физики: виртуальный мир виртуальных частиц и античастиц – мир
небытия, как мир вечного становления и флуктуации этих частиц и античастиц и их
превращение в реальные, готовые частицы и античастицы. Виртуальность и вещественность
являются взаимопроникающими: виртуальное и вещественное взаимообратимы»
(«Неистовая Вселенная», с. 289).
«Главная цель эффекта С. Хокинга в философском аспекте состоит в превращении
черной дыры в белую дыру: белая дыра – черная дыра, излучающая частицы, в том числе
суперсимметричные суперпартнеры и их трансмутации с известными нам частицами. В
черную дыру заходит одна материя, а через белую дыру выходит другая материя: точно так
же черную дыру заполняет одно пространство-время, а выходит через белую дыру другое
пространство-время. В черную дыру заходит макроскопическое, а через белую дыру выходит
микроскопическое; макроскопическое и микроскопическое взаимообратимы» («Неистовая
Вселенная», с. 288-289).
«В черных дырах нас интересует, прежде всего, философская проблема
сингулярности как начала всех начал Вселенной: наша Вселенная рождается из
16
сингулярности-1 в результате Большого взрыва. А если Вселенная – замкнутый мир, то
концом ее судьбы станет Большой крах – коллапс, уничтожающий нашу Вселенную в
сингулярности-2.
Во второй половине ушедшего ХХ века, в муках и страданиях человеческих судеб,
приходит просветление в великих умах человечества о сингулярности, как начале Большого
взрыва» («Неистовая Вселенная», с. 287).
10. Полемика С. Сасскинда и С. Хокнига о природе черных дыр.
Что происходит, когда объект падает в черную дыру? Исчезает ли он бесследно?
Около тридцати лет назад один из ведущих исследователей феномена черных дыр, ныне
знаменитый британский физик Стивен Хокинг заявил, что именно так и происходит. Но
оказывается, такой ответ ставит под угрозу все, что мы знаем о физике и фундаментальных
законах Вселенной. Автор этой книги, выдающийся американский физик Леонард Сасскинд
много лет полемизировал со Стивеном Хокингом о природе черных дыр, пока, наконец, в
2004 году, тот не признал свою ошибку.
Сасскинд, Л.
Битва при черной дыре. Мое сражение со Стивеном Хокингом за мир,
безопасный для квантовой механики [Текст] / Леонард Сасскинд; пер. А.
Сергеев. – СПб. : Питер, 448 с.
Леонард Сасскинд – американский физик-теоретик, один из создателей теории струн,
преподающий сейчас в Стэнфордском университете.
Закончил нью-йоркский Сити-колледж со степенью
магистра наук по физике в 1962 году, а степень доктора философии
получил в 1965 году в Корнелльском университете. С 1979 года
Сасскинд – профессор физики в Стэнфордском университете. В
1998 г. награжден Премией Сакураи за новаторские достижения в
области адронных струнных моделей, решёточных калибровочных теорий, квантовой
хромодинамики и динамического нарушения симметрии. С 1999 года профессор Корейского
института перспективных исследований.
Сасскинд внёс значительный вклад в развитие современной физики. В числе его
научных достижений:
•
введение в андронную физику одномерного фундаментального объекта – струны;
•
вклад в теорию конфайнмента кварков;
•
разработка калибровочной теории в терминах гамильтоновой решётки;
•
вклад в струнное описание энтропии чёрной дыры;
•
разработка матричного описания М-теории;
•
вклад в разработку голографического принципа. –(http://www.pvsm.ru/knigi/27059)
В чем история научного спора, ставшего темой книги?
Книга посвящена интеллектуальной битве вокруг единственного мысленного
эксперимента. В 1976 году Стивен Хокинг задумался о бросании порции информации –
книги, компьютера, даже просто элементарной частицы – в черную дыру. Черные дыры,
считал Хокинг, – это безвозвратные ловушки, и для внешнего мира упавшая порция
информации будет необратимо потеряна. Это внешне невинное заключение далеко не столь
безобидно, как кажется; оно способно подорвать и опрокинуть все величественное здание
современной физики. Случился какой-то страшный сбой: под угрозой оказался самый
17
фундаментальный закон природы – закон сохранения информации. Тем, кто следил за
событиями, было ясно: либо Хокинг ошибается, либо трехсотлетняя цитадель физики падёт.
Но поначалу мало кто обратил на это внимание. Почти два десятилетия дискуссия
протекала почти незаметно. Леонард Сасскинд вместе с голландским физиком Герардом
Хоофтом вдвоем являли собой всю армию, которая сражалась на одной стороне
интеллектуального фронта. Стивен Хокинг с небольшой армией релятивистов был на другой
стороне. Вплоть до начала 1990-х годов большинство физиков-теоретиков, особенно
специалистов по теории струн, не реагировали на угрозу, которую несло утверждение
Хокинга, а затем большинство из них сочло его выводы ошибочными. Во всяком случае –
пока ошибочными.
Битва при черной дыре была подлинной научной дискуссией, совершенно непохожей
на псевдодебаты вокруг «теории разумного замысла» или реальности глобального
потепления, где фальшивые аргументы, придуманные политическими манипуляторами,
чтобы морочить голову наивным людям, совершенно не отражают реальных научных
разногласий. Напротив, спор о черных дырах был настоящим. Выдающиеся физикитеоретики не могли прийти к согласию о том, каким физическим принципам доверять, а от
каких отказаться. Следовать ли за Хокингом с его консервативными представлениями о
пространстве-времени, или за Хоофтом и Сасскиндом с их консервативными взглядами на
квантовую механику? Обе точки зрения, казалось, ведут лишь парадоксам и противоречиям.
Либо пространство-время – сцена, на которой работают законы природы, – совсем не такое,
каким мы привыкли его себе представлять, либо ошибочны великие принципы возрастания
энтропии и сохранения информации. Миллионы лет когнитивной эволюции и пара столетий
физического опыта вновь одурачили нас, поставив перед необходимостью новой умственной
перепрошивки.
«Битва при черной дыре» – это торжество человеческого разума и его замечательной
способности открывать законы природы. Это рассказ о мире, куда более далеком от наших
чувств, чем квантовая механика и теория относительности. Квантовая гравитация имеет дело
с объектами, которые в сто миллиардов раз меньше протона. Мы никогда экспериментально
не обнаруживали столь малые предметы, и, вероятно, никогда не обнаружим, но
человеческая изобретательность позволила нам установить их существование, и
удивительным образом, порталами в их мир служат объекты с огромными массами и
размерами – черные дыры.
«Битва при черной дыре» – это также хроника открытия. Голографический принцип –
одна из самых контринтуитивных абстракций во всей физике. Он явился кульминацией
почти двух десятилетий интеллектуальных сражений вокруг судьбы информации, падающей
в черную дыру. Это не была война между разгневанными врагами; на самом деле, все
основные участники битвы были друзьями. Но это была жестокая интеллектуальная борьба
идей, ведущаяся людьми, которые глубоко уважают друг друга, однако имеют
принципиальные разногласия».- (http://www.pvsm.ru/knigi/27059).
11. Краткая история времени.
«Я думал, что мог бы получить скромную сумму за популярную книжку, главная
причина написания «Краткой истории времени» заключалась в том, что мне нравилась эта
работа. Я был под впечатлением открытий, сделанных за последние двадцать пять лет, и
хотел рассказать о них людям. Я не предполагал, что получится так здорово» («Диски с
необитаемого острова», с.182)
1988 г. - первое издание книги с предисловием Карла Сагана, ученого, астронома и
популяризатора науки.
1996 г.- исправленное, расширенное и иллюстрированное издание.
1996 г - выпуск в мягком переплёте и с небольшим добавлением диаграмм.
18
2005 г.- выпуск книги «Кратчайшая история времени» (англ. A Briefer History of Time),
являющейся переработанным изданием «Краткой истории времени». В текст были внесены
серьёзные изменения, касающиеся научных открытий последних лет. В написании книги
Хокингу помогал физик Леонард Млодинов.
Первое издание книги
на английском языке
Первое издание книги
на русском языке 1990г.
Издание 2010 г.
Книга оставалась бестселлером в течение 4-х лет. Переведена на 40 языков.
Продано10 миллионов экземпляров. Первое издание на русском языке появилось в 1990 г.
Хокинг, С.
Кратчайшая история времени [Текст] / С. Хокинг, Л. Млодинов ; пер. с
англ. Б. Оралбекова ; под ред. А. Г. Сергеева. – СПб. : Амфора. ТИД
Амфора, 2007. – 180 с.
Предыдущие издания этой книги имеют другое название:
Хокинг, С.
От большого взрыва до черных дыр : краткая история времени
[Текст] / С. Хокинг ; пер. с англ. Н. Я. Смородинской ; под ред. с
послесл. Я А. Смородинского. – М. : Мир, 1990. – 166 с.
«Еще в древности люди пытались постичь природу Вселенной, но они не обладали
возможностями, которые открывает современная наука, в частности, математика. Сегодня
мы располагаем мощными инструментами: мыслительными, такими как математика и
научный метод познания, и технологическими, вроде компьютеров и телескопов. С их
помощью ученые собрали воедино огромное количество сведений о космосе. Но что мы
действительно знаем о Вселенной и как мы это узнали? Откуда она появилась? В каком
направлении развивается? Имела ли начало, а если имела, что было до него? Какова природа
времени? Придет ли ему конец? Можно ли вернуться назад во времени? Недавние крупные
физические открытия, сделанные отчасти благодаря новым технологиям, предлагают ответы
на некоторые из этих вопросов. Возможно, когда-нибудь эти ответы станут столь же
очевидными, как обращение Земли вокруг Солнца – или, быть может, столь же курьезными,
как башня из черепах. Только время (чем бы оно ни было) это покажет» («Кратчайшая
история времени», с. 9).
«Представляется очевидным, что жизнь – во всяком случае, известная нам – может
существовать лишь в тех областях пространства-времени, где только одно измерение
времени и три измерения пространства не свернуты до ничтожно малых размеров. Это
означает, что (для объяснения наблюдаемой размерности пространства-времени можно было
бы обратиться к слабому антропному принципу, если бы удалось доказать, что теория струн,
по крайней мере, допускает существование подобных областей Вселенной – а она, похоже,
19
такое допускает. Возможно, существуют другие области Вселенной или другие вселенные
(что бы это ни означало), в которых все измерения свернуты или развернуты больше четырех
измерений, но в таких областях не будет разумных существ, которые смогли бы наблюдать
иное число измерений» («Кратчайшая история времени», с. 153].
Вселенные, которые коллапсируют. Справа – Вселенные, которые расширяются. Среди них есть те,
которые балансируют на грани коллапса. Вселенные с двойной инфляцией, т.е. постоянно расширяющиеся
оставляют шанс разумной жизни. Наша Вселенная до сих пор расширяется. Рисунок из книги «Мир в ореховой
скорлупке», с. 94.
«Совершив рывок к созданию полной теории Вселенной, мы станем ее истинными
хозяевами. Я надеюсь, что Вселенная подчиняется какому-то прядку, который сейчас мы
можем постигнуть лишь отчасти, а полностью – не в таком уж далеком будущем. Возможно,
эта надежда всего лишь мираж, но несомненно лучше стремиться к полному пониманию, чем
отчаяться, усомнившись в человеческом разуме».
«Какое значение имело бы открытие окончательной теории Вселенной?
Мы никогда не можем быть вполне уверены, что действительно создали правильную
теорию, поскольку теории нельзя доказать. Но, если бы теория была математически
последовательной и всегда давала бы предсказания, согласующиеся с наблюдениями, было
бы разумно считать, что она верна. Это поставило бы точку в длинной и великолепной главе
истории борений человеческого разума за познание Вселенной. Но это также
революционным образом перевернуло бы понимание обычным человеком законов, которые
управляют Вселенной.
…Но даже открытие полной объединенной теории не означало бы возможности
предсказывать все события по двум причинам. Первая причина – ограничение, которое
накладывает на нашу предсказательную способность квантово-механический принцип
неопределенности. Нет никаких способов его обойти. Второе вытекает из того факта, что мы,
вероятнее всего, не сможем решить уравнения такой теории, за исключением тех, что
описывают очень простые ситуации.
…Полная согласованная объединенная теория – это лишь первый шаг. Наша
цель состоит в полном объяснении происходящих вокруг нас событий и нашего
собственного существования» (выделено мной – К.Л.) («Кратчайшая история времени», с.
158–159).
«Двадцатый век изменил взгляды человека на Вселенную. Мы поняли, какое
скромное место занимает наша планета в необъятности Вселенной; обнаружили, что время и
пространство искривлены и неотделимы друг от друга; открыли, что Вселенная расширяется
и что она имела начало. Однако мы также убедились, что, рисуя новую картину
крупномасштабной структуры Вселенной, общая теория относительности терпит неудачу
при описании начала времен.
Двадцатое столетие также вызвало к жизни и другую великую частную физическую
теорию – квантовую механику. Она имеет дело с явлениями, которые происходят в очень
маленьких масштабах. Концепция Большого Взрыва говорит, что, по-видимому,
зарождающаяся Вселенная была настолько мала, что, даже изучая ее «крупномасштабную
структуру», нельзя пренебрегать эффектами квантовой механики, важными в
20
микроскопических масштабах. И сегодня самые большие надежды в части окончательного
постижения Вселенной мы возлагаем на объединение этих двух частных теорий в единую
квантовую теорию гравитации…Объединение общей теории относительности с принятым в
квантовой механике принципом неопределенности делает возможным существование
конечного пространства и времени, не имеющего никаких пределов или границ. И возможно
также, что обычные физические законы действуют повсеместно, в том числе и в начале
времени, не приводя ни к каким сингулярностям» («Кратчайшая история времени», с. 97).
12. Леонард Млодинов «(Не)совершенная случайность»
Леонард Млодинов (1954 г.). Американский физик и
популяризатор науки, специалист по квантовой теории и
теории хаоса, преподает введение в теорию вероятностей,
статистику
и
теорию
случайных
процессов
в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене.
Родители, оба родом из Польши, пережили
Холокост.
В 1973 году, когда, после войны Судного дня уехав на
семестр в Израиль поработать в кибуце, он прочитал
знаменитые Фейнмановские лекции по физике (единственную
книгу в тамошней библиотеке), навсегда
Стивен Хокинг и Леонард Млодинов. «заразился» физикой. В 1976 году окончил Университет
Фото с сайта www.its.caltech.ed
Брандейса в Уолтхэме (Массачусетс) сразу по двум
специальностям – математике и физике. В 1981 году получил
докторскую степень по теоретической физике в Калифорнийском университете в Беркли.
Автор нескольких научно-популярных книг (в том числе для детей), а также создатель
текстов
для
телевизионных
научно-популярных
передач.
(http://elementy.ru/bookclub/author/3576650/)
Млодинов, Л.
(Не)совершенная случайность [Текст] : как случай управляет нашей жизнью
: [перевод] / Леонард Млодинов. – М. : Livebook/Гаятри, 2010. – 349, [1] с. ;
21. – Библиогр. в примеч.: с. 321-340. – Указ.: с. 341–350.
Автор запросто знакомит всех желающих с теорией вероятностей,
теорией случайных блужданий, научной и прикладной статистикой,
историей развития этих всепроникающих теорий, а также с тем, какое
значение случай, закономерность и неизбежная путаница между ними
имеют в нашей повседневной жизни
«В этой книге я пытался рассказать об основных концепциях случайности, показать,
как они действуют в жизни человека, и изложить свою точку зрения, согласно которой мы
часто склонны забывать о проявлениях случайности, когда пытаемся истолковать те или
иные события, когда формируем свои ожидания и принимаем решения. Нас может озарить
само сознание того, что без случайных процессов в нашей жизни не обходится ничто.
Однако истинная сила теории случайных процессов заключается в том, что однажды поняв
их природу, мы можем изменить свое восприятие происходящих вокруг нас событий…
…Мы в состоянии перестроить ход наших мыслей перед лицом неопределенности.
Мы в состоянии научиться принимать оптимальные решения и подавить предубеждения,
которые заставляют нас выносить неадекватные суждения и делать ненаучный выбор. Мы
вполне можем пытаться осмыслить качества людей или параметры ситуации вне
зависимости от результатов, которых добиваются люди или к которым приводит ситуация.
Нам вполне по силам научиться оценивать решения по всему диапазону возможных
21
последствий, к которым эти решения могут привести, а не только по реальным последствиям
этих решений» («(Не)совершенная случайность», с.315)
«Я убежден, что составлять планы очень важно, если мы, конечно, делаем это с
открытыми глазами…Я осознал необходимость научиться распознавать и ценить свою
удачу, видеть случайные события, которые ведут к успеху…случайные события могут
принести и много горя. Но самый ценный урок состоит в том, что теперь я ценю отсутствие
неудачи, событий, которые могли бы сломить, ценю то, что война, голод не обрушились –
пока не обрушились – на нас» («(Не)совершенная случайность», с.317).
Оглавление
Пролог
Глава 1. Под лупой случайности. Тайная роль случая. В чем крыса ловчее человека.
Глава 2. Законы правды и полуправды. Основные принципы вероятности и случаи их
неправильного употребления…Почему правдивый рассказ зачастую менее
правдоподобен, нежели выдумка.
Глава 3. Продираясь через дебри вероятностей. Основы для размышлений о случайных
ситуациях. От игрока в зачумленной Италии или «На что спорим?».
Глава 4. Прокладывая путь к успеху. Как подсчитать число способов исходов и почему
это имеет значение. Смысл ожидания в математике.
Глава 5. Противостояние законов больших и малых чисел. Степень отражения
вероятностей в наблюдаемых нами результатах. Парадокс Зенона, понятие
пределов и поражение казино.
Глава 6. Ложная положительность и положительная ложность. Как вычислить
ожидания в свете произошедших событий или новой информации. Ошибки в
условной вероятности: от пробы для выявления скрытой формы заболевания
до суда над О. Дж. Симпсоном и «ошибки обвинения».
Глава 7. Измерение и закон распределения ошибок. Смысл и отсутствие смысла в
измерениях. Колоколообразная кривая и оценка вин, политические опросы,
школьные отметки и движение планет.
Глава 8. Упорядоченный хаос. Как большие числа способны нивелировать хаотичность
случайности, или как из 200 млн. водителей получается единый организм со
своими привычками.
Глава 9. Иллюзия закономерности и закономерность иллюзий. Почему
закономерности в случайных событиях частенько вводят нас в заблуждение.
Возможно ли, чтобы миллион следующих друг за другом нулей или успех
финансовых гуру с Уолл-стрит был случайным?
Глава 10. Походкой пьяного. Почему теория случайности более фундаментальна, чем
теория обусловленности. Брюс Уиллис, Билл Гейтс и теория «нормальных
несчастных случаев».
Благодарность
Примечания
Указатель
22
13. Будущее пространства-времени
Хокинг, С.Будущее пространства-времени [Текст] / Стивен Хокинг и
[др.] ; [пер. с англ. М. Варламовой]. - Санкт-Петербург : Амфора. ТИД
Амфора, 2012. - 253, [1] с. : ил. ; 23. - Библиогр. в подстроч. примеч
Содержание:
Ричард Прайс. Введение: Добро пожаловать в пространство-время!
Игорь Новиков. Можем ли мы изменить прошлое?
Стивен У. Хокинг. Защита хронологии: Как сделать мир надежным для
историков.
Кип С. Торн. Деформация пространства-времени и квантовый
мир: Размышления о будущем.
Тимоти Феррис. Несколько слов о популяризации науки.
Алан Лайтман. Физик как литератор.
Очерк, написанный С. Хокингом, посвящен путешествиям во времени.
«Я намерен сосредоточиться на вопросе о том, позволяют ли законы физики
деформировать пространство-время таким образом, чтобы макроскопическое тело,
например, космический корабль, могло вернуться в собственное прошлое» («Будущее
пространства-времени», с. 97).
«Вопрос можно переформулировать в технических терминах: допускает ли
пространство-время существование «замкнутых» времениподобных кривых, т.е. таких
кривых, которые вновь и вновь возвращаются к собственному началу?» («Будущее
пространства-времени», с. 98).
«Даже если окажется, что путешествие во времени невозможно, важно, чтобы мы
понимали почему?» («Будущее пространства-времени», с. 112).
«Огромной заслугой Фейнмана перед человечеством было развитие представления о
том, что некая заданная система имеет не одну-единственную историю, как убеждает нас
здравый смысл, а скорее любую из возможных историй, каждая из которых обладает
собственной амплитудой вероятности.
…В случае, когда системой является Вселенная, каждая история будет отдельным
пространством-временем с включенными в него материальными полями. Поскольку мы
собираемся суммировать все возможные истории, а не только те, которые удовлетворяют
условиям некоторых уравнений движения, то сумма должна включать в себя также и виды
пространства-времени, достаточно деформированные для возможных путешествий в
прошлое. Тогда возникает вопрос, почему же путешествия во времени не происходят
повсюду? Ответ гласит: путешествие во времени на самом деле происходят в
микроскопическом масштабе, но мы этого не замечаем.
Если применить идею суммированных историй Фейнмана к отдельной частице, …то
в частности, будет возможна ситуация, когда частица беспрестанно кружится по замкнутой
петле в пространстве и времени» («Будущее пространства-времени», с. 114)
«Существование замкнутых в петлю историй частиц подтверждено экспериментом»
(«Будущее пространства-времени», с.115).
«По моему мнению можно с равным успехом говорить как о том, что частица
движется по замкнутой петле в данном фиксированном континууме, так и о том, что частица
остается неподвижной, в то время как время и пространство флуктуируют вокруг нас. Все
зависит лишь от того, суммируются ли сначала траектории частиц, а потом – искривленные
пространственно-временные континуумы, или наоборот» («Будущее пространства-времени»,
с. 116).
«Вселенные Эйнштейна математически эквивалентны другим континуумам,
допускающим существование замкнутых времениподобных кривых» («Будущее
пространства-времени», с.110).
23
«Поскольку операции суммирования историй в обоих континуумах математически
эквивалентны, можно заключить, что вероятность их существования стремиться к нулю по
мере их приближения к деформации, необходимой для возникновения замкнутых
времениподобных кривых. Это подтверждает «гипотезу защиты хронологии» - законы
физики сговорились, чтобы предотвратить путешествия макроскопических объектов во
времени» («Будущее пространства-времени», с. 120).
«Я не стал бы биться об заклад на эту тему ни с кем, ведь он может оказаться
пришельцем из будущего, знающим, что путешествия во времени возможны!» («Будущее
пространства-времени», с. 121).
14. Итоги. «Научно-популярные книги, радикальные концепции и успехи в
преодолении болезни принесли Хокингу всемирную известность. Сам ученый сказал: «Люди
были поражены контрастом между моими очень ограниченными физически возможностями
и безграничностью Вселенной, которую я изучаю» (100 ученых, изменивших мир: 100
открытий, перевернувших наше представление о мире / [авт.-сост. М. В. Адамчик]. - Минск :
Харвест, 2006, с.299).
В 1974 году, в 32 года, Стивен Хокинг был избран членом Королевского Общества.
Такой чести в таком возрасте удостаиваются немногие (Исаак Ньютон стал членом
Королевского общества в 29 лет). В 1979 году Стивен Хокинг занял должность
Люкасовского профессора математики в Кембридже, учрежденную в 1663 году и которую
с 1669 по 1702 год занимал Исаак Ньютон. Позиция профессора кафедры математики в
Тринити-колледже в Кембридже – самая легендарная во всей истории науки вообще. Точное
ее название – «люкасовский профессор» (Lucasian Professor). В XIX веке эту должность
занимал Чарльз Бэббидж, создатель первой механической ЭВМ, так называемой
разностной машины; в 1930-е годы – гениальный Поль Дирак. Хокинг занимал эту
должность 30 лет, до января 1910 г., т.к. по уставу Кембриджского университета
профессорам запрещается возглавлять кафедру по достижении 67-летнего возраста.
26 апреля 2007 г. С. Хокинг совершил полет в
невесомости на специальном самолете.
http://techno.bigmir.net/technology/1537504-Prikovannyjk-kreslu-fizik-Stiven-Hoking-hochet-poletet--v-kosmos
С. Хокинг – крупнейший космолог мира.
Стивен Хокинг выступает с лекцией в
честь 50-летия НАСА. Архив. 2008 г.
http://www.golos-ameriki.ru/content/hawking-birthday-2012-0109-136921903/249843.html
Во время лекции в
технологическом университете
Калифорнийском
http://detalimira.com/news/1494/
24
На церемонии открытия летней лондонской
Паралимпиады на стадионе
в Стратфорде
http://www.itar-tass.com/c1/507070.html
15.Теория Всего. Основная цель жизни С.
Хокинга – создание полной теории Вселенной, Теории Всего (ТВ). Эйнштейн, последние
годы жизни работавший над единой теорией, не мог знать, что, единую Теорию Всего
можно построить, только если эта теория охватывает все существующие в природе поля
и частицы.
В 1996 г. С. Хокинг прочитал серию лекций под общим
названием «Теория всего».
В предисловии к лекциям он писал: «В седьмой лекции я
обращусь к нашим попыткам найти некую объединенную теорию,
охватывающую квантовую механику, тяготение и все остальные
физические взаимодействия. Если бы мы преуспели в этом, то смогли
бы понять Вселенную и наше место в ней» («Три книги о пространстве
и времени», с.390).
Стивена Хокинга).
Три книги о пространстве и времени / Стивен Хокинг; пер. с
англ. – СПБ. : Амфора. ТИД Амфора, 2011. – 503 с. – (Вселенная
Содержание: Краткая история времени. – Черные дыры и молодые Вселенные. –
Теория всего.
«Можно ли вообще создать объединенную теорию всего? Не гоняемся ли мы за
миражом? Похоже, существует три возможности.
1.
Создание полной объединенной теории возможно, и когда-нибудь мы создадим
ее, если хватит ума.
2.
Нельзя создать окончательную теорию Вселенной – только бесконечную
последовательность теорий, описывающих Вселенную все более и более точно.
3.
Нельзя создать какую-либо теорию Вселенной. События могут быть
предсказаны лишь до известного предела, они происходят случайным, произвольным
образом.
Некоторые выскажутся в пользу третьей возможности, основываясь на том, что
существование полного набора физических законов ограничило бы свободу Бога изменять
его замысел и вмешиваться в ход мироздания. Это отчасти напоминает старый парадокс: под
силу ли Богу создать такой тяжелый камень, что у Него не хватит сил этот камень поднять?
Но идея о том, что Бог способен переменить свой замысел, есть пример заблуждения, на
которое указывал Блаженный Августин: Бог мыслится как нечто существующее во времени.
Время – это лишь свойство созданной Богом Вселенной. Наверное, Он отдавал себе отчет в
Своих намерениях при сотворении мира.
С появлением квантовой механики мы пришли к осознанию того, что события нельзя
предсказать с абсолютной точностью, поскольку всегда будет оставаться элемент
неопределенности. При желании эту неопределенность можно приписать вмешательству
Бога. Но это было бы очень странное вмешательство. Нет никаких свидетельств того, что оно
преследует некую цель. Иначе оно не было бы случайным. Сегодня мы отклонили третью
возможность, определив цель науки. Наша цель – сформулировать набор законов природы,
25
позволяющих
предсказывать
события
в
пределах,
допускаемых
принципом
неопределенности.
Вторая возможность, предполагающая выработку бесконечной последовательности
все более и более точных теорий, пока согласуется с нашим опытом. Во многих случаях.
Повысив точность измерений и разработав новые методы исследования, мы обнаруживали
новые явления, не предусмотренные существующими теориями… Для объяснения таких
явлений нам приходилось создавать более совершенные теории… Создание все более
совершенных теорий, кажется, получает предел при переходе к очень высоким энергиям.
Должна существовать некая окончательная теория Вселенной» («Три книги о пространстве и
времени», с. 491-492).
«А что означало бы создание окончательной теории Вселенной? Оно завершило бы
долгую и славную главу в истории нашей борьбы за постижение мира. При этом совершился
бы и переворот в обыденных представлениях о законах, управляющих Вселенной. Во
времена Ньютона образованный человек был бы в состоянии овладеть всеми знаниями
человечества, по крайней мере, в основных чертах. Но с тех пор темпы развития науки
сделали такое невозможным. Теории всегда изменялись, чтобы соответствовать новым
наблюдениям. Их невозможно было подстроить или упростить таким образом, чтобы они
были понятны обычному человеку. Для понимания их надо быть специалистом, да и тогда
можно наделяться на овладением лишь малой частью научных теорий.
Более того, скорость прогресса столь велика, что знания, полученные в школе и
университете, всегда оказываются слегка устаревшими. Лишь немногие люди могут
оставаться на переднем крае науки, который быстро раздвигается. Причем они должны
посвятить этому все свое время и специализироваться в узкой области. Все прочие едва ли
имеют представление о достижениях современной науки или о той волне, которая
возбуждается этими достижениями» («Три книги о пространстве и времени», с. 493).
«Если окончательная объединенная теория будет создана, приведение ее к виду,
доступному для понимания многих, сокращенному и упрощенному, станет лишь вопросом
времени. После этого ее можно будет преподавать в школах (по крайней мере, в общем
виде). И все мы получим представление о том, какие законы правят Вселенной и
ответственны за ее существование.
…Мы можем задаваться вопросом о природе Бога, даже если существует всего одна
объединенная теория, представляющая собой просто набор правил и уравнений. Что
вдохнуло пламя жизни в уравнения и создало Вселенную, которую они описывают?
Обычный научный подход – построение математической модели – не дает ответа на вопрос о
том, почему должна существовать моделируемая Вселенная. Почему Вселенная должна
нести бремя существования? Неужели объединенная теория так необорима, что вызывает к
жизни самое себя? Или все-таки нужен творец, а если так – имел ли Он влияние на
Вселенную или всего лишь несет ответственность за ее сотворение? И кто создал
создателя?» («Три книги о пространстве и времени», с.494).
«Люди, обязанные по роду занятий задавать вопрос «почему» (т.е. философы), не
поспевали за прогрессом научных теория. В ХVIII в. философы считали областью своей
деятельности все человеческое знание (включая научное). Они обсуждали такие проблемы,
как имела ли Вселенная начало. Однако в ХIХ–ХХ вв. наука стала изъясняться на языке
техники и математики, непонятном для философов за небольшим исключением. И они
настолько сократили область своих исследований, что самый знаменитый философ ХХ в.,
Людвиг Виттенштейн, заявил: «Единственная задача, оставшаяся для философии, - это
анализ языка»... Однако если мы создадим полную теорию, она со временем, в самых своих
основах, станет понятной всем, а не только немногим специалистам. Тогда мы все сможем
принять участие в дискуссии о том, почему существует Вселенная. Если мы найдем ответ, то
это будет абсолютным триумфом человеческого разума. И, возможно, мы поймем замысел
Бога» («Три книги о пространстве и времени», с. 495).
26
16. «Мир в ореховой скорлупке». По сути, Хокинг, уже практически создал основы
Теории Всего.
Перейдя в своих исследованиях рождения Вселенной к мнимому времени, Хокинг
получил Вселенную, у которой нет никаких границ ни в пространстве, ни во времени.
Пространство-время при переходе к мнимому времени напоминает замкнутую сферу.
Пока мы считаем, что у Вселенной было начало, мы можем думать, что у нее был
Создатель. Если же Вселенная действительно полностью замкнута и не имеет ни границ, ни
краев, то тогда у нее не должно быть ни начала, ни конца: она просто есть, и все! Остается ли
тогда место для Создателя?
Хокинг, С.
Мир в ореховой скорлупке [Текст] : [новейшие тайны Вселенной в
крат. и красоч. излож.] / Стивен Хокинг ; [пер. с англ. А. Г. Сергеев]. СПб. : Амфора, 2007. - 215, [3] с. : ил. ; 26. - (Библиотека фонда
"Династия"). - Библиогр.: с. 217. - ISBN 978-5-367-00614-8.
На 2-й с. суперобл. авт.: Стивен Хокинг - проф. математики
«Чтобы описать, как квантовая теория придает форму времени и
пространству, будет полезно ввести концепцию мнимого времени.
Термин «мнимое время» звучит так, будто заимствован из научной
фантастики, но это вполне определенная математическая концепция:
время, измеряемое так называемыми мнимыми числами. Можно представлять себе обычные
действительные числа, такие как 1,2, -3,5 и т.п., как соответствующие точки на оси,
прочерченной слева направо; ноль в середине, положительные действительные числа –
справа, отрицательные – слева.
Мнимые числа правомерно изобразить соответствующими отсчетами на вертикальной
оси: ноль опять посередине, положительные мнимые числа – вверху; отрицательные мнимые
числа - внизу. То есть мнимые числа допустимо представить себе как новый тип чисел,
расположенных под прямым углом к вещественным числам. Поскольку это чисто
математические конструкция, они не нуждаются в физической реализации; никто,
например, не может иметь мнимое число органов или мнимый счет по кредитной карте.
Можно подумать, будто мнимые числа – это просто математическая игра, не имеющая
никакого отношения к реальному миру» («Мир в ореховой скорлупке», с. 67).
Математическая модель, в которой есть
мнимое время, направленное под прямым
углом к обычному, действительному времени.
Модель включает правила, которые определяют историю
в мнимом времени по истории в действительном времени,
и наоборот.
66.
Рисунок из книги «Мир в ореховой скорлупке», с.
«Математические модели, использующие мнимое время, предсказывают не только
эффекты, которые мы наблюдаем, но также эффекты которые мы пока не можем измерить,
но в которые верим по другим причинам. Классическая (т.е. не квантовая) общая теория
относительности
Эйнштейна объединяет действительное время и три измерения
пространства в четырехмерное пространство-время. Но направление действительного
времени отличается от трех пространственных измерений: мировая линия, или история
27
наблюдателя, всегда направлена в сторону возрастания действительного времени (это
означает, что время всегда течет из прошлого в будущее), но она может пролегать как в
направлении увеличения, так и в сторону уменьшения любого их трех пространственных
измерений. Иными словами, можно развернуться в обратную сторону в пространстве, но не
во времени.
С другой стороны, поскольку мнимое время расположено под прямым углом к
действительному, оно ведет себя подобно четвертому пространственному измерению.
Поэтому оно может обладать более широким диапазоном
возможностей, чем железнодорожная колея обычного действительного
времени, которое может лишь иметь начало или конец, либо
замыкаться в круг. Именно в этом «мнимом» смысле время имеет
форму» («Мир в ореховой скорлупке», с. 68, 71).
«Возможно, мы уже нашли Теорию Всего (ТВ) в лице Мтеории. Она не имеет единой формулировки, по крайней мере, мы ее
не знаем» («Мир в ореховой скорлупке», с. 183).
«М-теория объединяет пять теорий струн в единую
теоретическую схему. Существует сеть взаимосвязей, так называемых дуальностей, которые
соединяют все пять теорий струн, а также 11-мерную супергравитацию. Дуальности
предполагают, что разные теории струн – это лишь разные выражения одной и той же
фундаментальной концепции, которую называют М-теорией» («Мир в ореховой скорлупке»,
с.64).
«Струна – фундаментальный одномерный объект в теории струн, который заменяет
представление об элементарных частицах, не имеющих внутренней структуры. Различные
режимы колебаний струны воспринимаются как элементарные частицы с разным
свойствами» («Мир в ореховой скорлупке», с.215).
«Если частицы являются не безмерными точками, а одномерно замкнутыми струнами,
которые колеблются как электрон и позитрон, тогда при столкновении и аннигиляции они
порождают новую струну с другой формой колебаний. Высвобождая энергию, она делиться
на две струны, продолжающих движение по новым траекториям. Если эти исходные струны
рассматривать не в дискретные моменты, а на протяжении непрерывной, разворачивающейся
во времени истории, то струны будут выглядеть как мировые поверхности» («Мир в
ореховой скорлупке», с.59).
Грин, Б.
Элегантная Вселенная [Текст] : суперструны, скрытые размерности и поиски
окончат. теории / Брайан Грин ; науч. ред. В. О. Малышенко. - Изд. 3-е, испр. - М. :
URSS : КомКнига, 2007. - 286 с. : ил. ; 25. - (Мировой научно-популярный
бестселлер). - Имен. и предм. указ.: с. 271-283.
Загл. авт. ориг.: The elegant universe/Brian Greene
«Теория струн предполагает оригинальное и глубокое изменение теоретического
описания свойств Вселенной на ультрамикроскопическом уровне – изменение, которое, как
постепенно осознают физики, модифицирует эйнштейновскую общую теорию
относительности, делая ее полностью совместимой с законами квантовой механики.
Согласно теории струн, элементарные компоненты Вселенной не являются точечными
частицами, а представляют собой крошечные одномерные волокна, подобные бесконечно
тонким, непрерывно вибрирующим резиновым лентам… В отличие от обычных струн,
состоящих из молекул и атомов, струны, о которых говорит теория струн, лежат глубоко в
самом сердце материи. Теория струн утверждает, что именно они представляют собой
ультрамикроскопические компоненты, из которых состоят частицы, образующие атомы».
(«Элегантная Вселенная», с. 95-96].
28
«Согласно теории струн, наблюдаемые характеристики всех элементарных частиц
определяются конкретной модой резонансного колебания внутренних струн. Этот взгляд
радикально отличается от точки зрения, которой придерживались физики до открытия
теории струн, когда считалось, что различия между фундаментальными частицами
обусловлены тем, что они «отрезаны от разных кусков ткани». Хотя частицы считались
элементарными, предполагалось, что они состоят из различного «материала». Так, например,
«материал» электрона имел отрицательный электрический заряд, а «материал» нейтрино был
электрически нейтральным. Теория струн радикально изменила эту картину, объявив, что
материал всего вещества и всех взаимодействий является одним и тем же. Каждая
элементарная частица состоит из отельной струны, – точнее, каждая частица представляет
собой отдельную струну – и все струны являются абсолютно идентичными. Различия между
частицами обусловлены различными модами резонансных колебаний этих струн. То, что
представлялось различными частицами, на самом деле является различными «нотами»,
выполняемыми на фундаментальной струне. Вселенная, состоящая из бесчисленного
количества этих колеблющихся струн, подобна космической симфонии.
…Каждая частица вещества и каждая частица, переносящая взаимодействие, состоит
из струны, мода колебания которой дает «дактилоскопический отпечаток» этой частицы.
Поскольку каждое физическое событие, процесс или
явление на своем наиболее
элементарном уровне сможет быть описано на языке взаимодействия между этими
элементарными компонентами материи, теория струн обещает представить в наше
распоряжение единое, всеобъемлющее, унифицированное описание физического мира –
универсальную теорию мироздания» («Элегантная Вселенная», с. 102).
«До появления теории струн считалось, что каждая из фундаментальных
элементарных частиц может находиться в определенной точке пространства. В теории струн
фундаментальные объекты не точечные частицы, а протяженные. Они
имеют длину, но никаких других измерений, подобно струне с
бесконечно малым поперечным сечением. Эти объекты могут иметь
концы (так называемы открытые струны) или сворачиваться в кольца
(замкнутые струны). Частица в каждый момент времени занимает одну
точку пространства. Струна же в каждый момент времени занимает в
пространстве линию. Две струны могут слиться в одну; в случае
открытых струн просто соединяются их концы, а в случае закрытых – оно
напоминает соединение штанин в одной паре брюк (на диаграмме – два
измерения пространственные, а одно временное)» («Кратчайшая история
времени», с.144).
«В теории струн испускание или поглощение одной частицы другой соответствуют
делению или слиянию струн. Например, в физике элементарных частиц гравитационное
воздействие Солнца на Землю объясняется тем, что частицы солнечного вещества испускают
гравитоны, частицы-переносчики взаимодействия, а частицы вещества Земли их поглощают
и наоборот. В теории струн этот процесс представляется Н-образной диаграммой,
напоминающей соединение труб. Две вертикальные палочки буквы «Н» соответствуют
частицам вещества Солнца и Земли, а горизонтальная перекладина – гравитону, который
перемещается между ними» («Кратчайшая история времени», с.145).
Модели поведения частиц, которые
можно представить в виде струн.
Рисунок из книги «Мир в ореховой
скорлупке», с. 59.
29
«Теория струн не дает законченной картины. Начать с того, что струны, как
выяснилось, лишь один из элементов широкого класса объектов, которые могут иметь более
одного измерения. Пол Таунсенд стал называть такие объекты «p-бранами». Р-браны – это
объекты, протяженные в измерениях. Частными их случаями являются струны, для которых
p =1, и мембраны (p =2), но в 10- или 11-мерном пространстве-времени возможны и большие
значения. Часто некоторые или все из измерений свернуты наподобие тора» («Мир в
ореховой скорлупке», с.62).
«М-теория похожа на пазл: проще всего найти и составить вместе фрагменты,
лежащие по краям мозаики. Так и М-теорию легче развивать в пределах, в которых те или
иные параметры малы. На сегодня у нас есть замечательные идеи об этих краях (теории
струн и одиннадцатимерная теория супергравитации – К.Л.), но в центре пазла остается
зияющая дыра, происходящее в которой остается неведомым. Фактически мы не сможем
сказать, что нашли Теорию Всего, пока не заполним эту дыру» («Мир в ореховой
скорлупке», с.183).
«Исследования в области атомной физики имеют предел, связанный с
невозможностью создать ускоритель, пригодный для обнаружения «последней» атомной
частицы» («Мир в ореховой скорлупке», с.184).
«В сети математических моделей М-теория пространство-время имеет 10 или 11-ть
измерений. До недавнего времени считалось, что 6 или 7 лишних измерений должны быть
свернуты до очень малых размеров. Это можно уподобить человеческому волосу.
Разглядывая волос под лупой, вы заметите, что у него есть толщина, однако для
невооруженного глаза он выглядит как линия, имеющая длину, но никаких других
измерений. Подобным образом может обстоять дело с пространством-временем: в
человеческих, атомных и даже ядерных масштабах. Оно может выглядеть четырехмерным и
почти плоским. Но если мы прозондируем его на очень коротких расстояниях с помощью
частиц чрезвычайно высокой энергии, то увидим, что пространство-время 10-и и 11-ти
мерно.
Если все дополнительные измерения очень малы, их будет крайне трудно наблюдать.
Однако, недавно появилось предположение, что одно или несколько дополнительных
измерений могут оказаться относительно большими или даже бесконечными.
Большие дополнительные измерения могли бы указать, что мы живем в 4-бранном
мире – на четырехмерной поверхности или бране в пространстве-времени большей
размерности» («Мир в ореховой скорлупке», с.186-188).
«Электрическое взаимодействие должно быть привязано к бране и ослабевать со
скоростью, обеспечивающей устойчивость орбит электронов вокруг атомного ядра.
Гравитация может распространяться в дополнительные измерения, так же и как вдоль браны,
и в таком случае должна ослабевать с расстоянием быстрее, чем в четырех измерениях»
(«Мир в ореховой скорлупке», с.188-189).
Рис. из книги С. Хокинга «Мир в ореховой
скорлупке» (М., 2007). – С. 196.
«Однако,
этого
не
происходит,
если
дополнительные
размерности заканчиваются на
другой бране, не слишком далеко от той, на которой
живем мы. Тогда на расстояниях, превышающих то,
которое разделяет браны, гравитация не может
свободно
распространяться, а окажется фактически
привязана к
бране,
подобно электрическому
взаимодействию, и в масштабах планетных орбит
будет спадать с правильной скоростью» («Мир в ореховой скорлупке», с.190).
30
«Если в таком мире бран мы жили бы на одной бране, то рядом имели бы другую –
«теневую». Поскольку свет привязан к бранам и может распространяться в пространстве
между ними, видеть теневой мир мы не могли бы, однако чувствовали бы гравитационное
воздействие материи с теневой браны. На нашей бране такие гравитационные силы казались
бы вызванными чем-то поистине «темным», чье присутствие можно заметь только по
тяготению.
На самом деле для того, чтобы объяснить скорость обращения звезд вокруг центра
нашей Галактики, по-видимому, надо считать, что там находится большая масса, чем та,
которую можно связать с наблюдаемым веществом…Недостающая масса может быть
связана с каким-то экзотическими для нашего мира видами частиц…Также возможно, что
недостающая масса указывает на существование теневого мира и вещества в нем. Быть
может, там есть теневые человеческие существа, озадаченные массой, которая кажется
отсутствующей в их мире, но влияет на орбиты теневых звезд вокруг центра теневой
галактики» («Мир в ореховой скорлупке», с.196).
«Излучение от черных дыр в мире на бране возникает из-за квантовых флуктуаций
частиц на бране и вне ее. Но браны, как и все остальное во Вселенной, сами подвержены
квантовым флуктуациям. Они могут вызвать спонтанное появление и исчезновение бран.
Квантовое рождение браны чем-то похоже на образование пузырька в кипящей воде.
По мере нагревания воды молекулы движутся все быстрее и, сталкиваясь, отскакивая друг от
друга. Изредка эти столкновения придают такие большие скорости группе молекул, что
связи между ними разрываются и образуется крошечный пузырек пара, окруженный водой.
Затем пузырек будет расти или уменьшаться случайным образом в зависимости от того,
каких молекул больше: тех, что переходят из связанного состояния в пар или наоборот.
Большинство маленьких пузырьков пара схлопывается, вновь возвращаясь в жидкое
состояние, но есть такие, что вырастают до определенного критического размера, за которым
они почти наверняка продолжат расти. Именно эти большие расширяющиеся пузыри мы
видим, когда вода кипит. Аналогично будут себя вести миры на бранах.
Принцип неопределенности позволяет им появляться из
ничего, как пузырькам, причем брана образует поверхность
пузырька, а его внутренность находится в пространстве более
высокой размерности. Очень маленькие пузырьки имеют
тенденцию схлопываться и возвращаться в небытие, но, пузырь,
который благодаря квантовым флуктуациям вырос крупнее
определенного критического размера, скорее всего, продолжит
расти. Люди (такие, как мы), живущие на бране, т.е. на
поверхности пузыря, будут думать, что Вселенная расширяется.
Как будто галактики нарисовали на поверхности воздушного
шара стали надувать его. Галактики будут разбегаться, но ни
одну галактику нельзя считать центром расширения» («Мир в
ореховой скорлупке», с.203).
Рисунок из книги «Мир в ореховой скорлупке», с. 202.
Мультивселенная. Квантовые флуктуации ведут к
появлению крохотных вселенных из ничего. Некоторые из
них достигают критического размера, затем, благодаря
инфляции, расширяются, формируя галактики, звезды и – по
крайней мере в одном случае – существ в виде нас».
Рисунок из книги «Высший замысел», с. 157.
«Нельзя спросить: «Что есть реальность:
брана или пузырь?» И то, и другое –
математические модели, которые описывают
наблюдения. Каждый свободен использовать ту
31
модель, которая ему наиболее удобна. Что происходит снаружи браны? Есть несколько
возможностей:
1.
Снаружи может не быть ничего. Хотя пузырь пара окружен водой, это лишь
аналогия, помогающая нам визуализировать происхождение Вселенной. Можно представить
себе математическую модель, которая будет просто бранной с многомерным пространством
внутри, за пределами которой нет абсолютно ничего, даже пустого пространства.
2.
Можно построить математическую модель, в которой внешняя сторона пузыря
будет приклеена к внешней стороне другого пузыря. В действительности эта модель
математически эквивалентна описанной выше возможности, что за пределами пузыря ничего
нет, но с позиции психологии она имеет отличие: люди чувствуют себя комфортнее,
находясь в центре пространства-времени, а не на его краю.
3.
Пузырь может расширяться в пространстве, которое не является полной копией
того, что внутри пузыря. Эта возможность отличается от двух рассмотренных выше и
больше похожа на случай кипящей воды. Могут образоваться и расширяться другие пузыри.
Их столкновения и слияния с пузырем, на котором живем мы, чревато катастрофическими
последствиями. Есть даже предположение, что сам Большой взрыв мог случиться из-за
столкновения между бранами» («Мир в ореховой скорлупке», с.207). «Если предположить,
что мы живем на бране, то, предположительно потому, что антропный принцип выбрал
модель бран из огромного паноктикума Вселенных, допускаемых М-теорией» («Мир в
ореховой скорлупке», с.208). Не смотря на то, что М-теория фактически создана, С.
Хокинг все же оставляет «последнее слово» за Создателем. Не только Хокинг занимается
проблемами создания М-теории.
«Уже сейчас в исследованиях по М-теории мы увидели скрывающуюся за
планковской длиной новую область Вселенной, в которой, возможно, нет понятия
пространства и времени. И вот противоположная крайность: мы видим, что наша Вселенная
может оказаться всего лишь одним из неисчислимых пузырей пены на поверхности
широкого и турбулентного космического океана мульти-вселенной. Эти рассуждения сейчас
кажутся невероятными, но они могут предвещать следующий скачок в нашем понимании
Вселенной» (Грин, Б. Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски
окончательной теории – 3-е изд., испр. – М. : КомКнига, 2007. – С.249)
17. «Высший замысел». «В конце 2010 г. Хокинг опубликовал книгу «Великий
замысел», в которой рассуждает о проблеме возникновения Вселенной. «Поскольку
существует закон гравитации, Вселенная может и будет создавать себя из ничего.
Спонтанное творение является причиной того, что нечто появляется из ничто, причиной
существования Вселенной и нашего существования. Нет необходимости призывать Бога для
того,
чтобы
он
зажег
запал
и
все
запустил»,
–
утверждал
физик.
(http://www.utro.ru/articles/2012/01/1021045.shtml).
Эта информация появилась в период празднования 70-летия со дня рождения ученого
(январь 2012 г).
В 2012 г. книга была издана на русском языке под названием «Высший замысел».
Хокинг, С.
Высший замысел / Стивен Хокинг, Леонард Млодинов; пер. с англ.
М. Кононова; под ред. Г. Бурбы. – СПб : Амфора. ТИД Амфора, 2012.– 208
с. – (Династия).
«Цель этой книги – дать ответы, основанные на последних научных
открытиях и теоретических разработках. Они приводят нас к новой картине
мира, которая значительно отличается от традиционной и даже от той,
которую мы могли нарисовать себе еще десять или двадцать лет назад» («Высший замысел,
с.9).
32
«В истории науки мы видим последовательность все более улучшающихся теорий,
или моделей мира: от Платона до ассической теории Ньютона и до современных квантовых
теорий.
Напрашивается вопрос: достигнет ли эта последовательность когда-нибудь
конечной точки, окончательной теории Вселенной, которая включит в себя все
взаимодействия и предскажет все наши наблюдения, или же мы будем бесконечно искать
более совершенные теории, но так и не найдем той, которую можно улучшить?
Совокупность теорий, описывающих устройство Вселенной.
Рис. из книги С. Хокинга «Мир в ореховой скорлупке» (М, 2007), с.9.
«У нас пока нет четкого ответа на этот вопрос, но уже есть кандидат на
окончательную теорию Всего, если таковая вообще существует. Это так называемая Мтеория…М-теория – это не теория в обычном смысле. Это некое семейство различных
теорий, каждая из которых является хорошим описанием наблюдений лишь для
ограниченного ряда физических ситуаций. Она немного напоминает карту…Чтобы
правильно показать на карте всю Землю целиком, нужно использовать набор карт, каждая из
которых покрывает ограниченную область. Эти карты накладываются друг на друга, и в
местах перекрытия отельных листов на них изображен один и тот же ландшафт. Тоже самое
и с М-теорией: все составляющие ее теории, даже, если они выглядят сильно
отличающимися друг от друга, могут рассматриваться как различные аспекты одной и той
же общей теории. Они представляют собой варианты одной теории, применимые лишь в
ограниченных пределах, например, когда какие-то величины, скажем, энергия, малы»
(«Высший замысел», с.12-13).
«Согласно М-теории, наша Вселенная не единственная. М-теория предсказывает, что
из ничего было создано огромное количество вселенных. Для их сотворения не требуется
вмешательства сверхъестественного существа или Бога. Скорее, эти многочисленные
вселенные возникают естественным путем по законам физики. Они являются научным
предсказанием. У каждой Веселенной есть много возможных историй и много возможных
состояний в более поздние времена, т.е. во времена вроде нынешнего, спустя
продолжительное время после их сотворения. Большинство этих состояний должны быть
совершенно непохожими на видимую нами Вселенную и совершенно не подходящими для
любой формы жизни. Лишь в очень немногих из них условия могут позволить наличие
существ, подобных нам. Наше присутствие выбирает из этого обширного множества только
те Вселенные, которые совместимы с нашим существованием. И хотя мы малы и
33
незначительны в космическом масштабе, само наше присутствие делает нас в некотором
смысле властелинами творения. Чтобы понять Вселенную на самом глубоком уровне, нам
нужно знать не только как она себя проявляет, но и почему. Почему есть что-то, вместо того,
чтобы не было ничего? Почему мы существуем? Почему существует именно этот
конкретный набор законов, а не какой-то другой? Это главный вопрос Жизни, Вселенной
(выделено мной – К.Л.) и Всего такого» («Высший замысел», с.13-14).
В новой книге С. Хокинг и Л. Млодинов по сути стараются приблизить уже
известную ученым М-теорию к пониманию «простых смертных».
«Похоже, никто не знает, что означает «М». Это может быть master (лучший), miracle
(чудо) или mystery (тайна). А похоже, что и все три слова сразу. Ученые по-прежнему
стараются
разгадать
природу
М-теории,
но
это
может
оказаться
и
недостижимым….Возможно, для описания Вселенной в разных ситуациях придется
применять разные теории…Это приемлемо, только если в местах взаимного перекрытия
разные теории всегда дают одни и те же прогнозы, т.е. можно использовать любой из них»
(«Высший замысел», с.134).
При создании общей теории возникновения Вселенной основная трудность
заключается в том, чтобы понять, «как законы Ньютона проистекают из квантовой
области. Нам известно, что составляющие элементы всех объектов подчиняются законам
квантовой физики, а законы Ньютона представляют собой хорошее приближение для того,
чтобы описать, как ведут себя макроскопические объекты, состоящие из таких квантовых
компонентов» («Высший замысел», с.76).
«Квантовая физика представляет собой новую модель реальности, дающую иную
картину Вселенной» («Высший замысел», с.76).
«Квантовая физика рассматривает действенную природу (дуализм) материальных
объектов – волны-частицы. Волновая природа свойственна не только для большого
количества фотонов, но и для частицы.
Принцип неопределенности, который использует квантовая физика, говорит о том,
что результаты ни одного физического процесса не могут быть предсказаны однозначно
Данное состояние системы в некоторый момент времени и законы природы определяют
вероятности различных вариантов будущего и прошлого, но не определяют будущее и
прошлое строго однозначно» («Высший замысел», с.82).
В 1940-х годах американский физик Ричард Фейнман объяснил разницу между
квантовым и Ньютоновскими мирами. «Согласно ньютоновской физике…каждая частица
следует от источника к пункту назначения по единственному, строго определенному
маршруту» («Высший замысел», с.84). «В квантовой физике частицы летят не по
единственной определенной траектории, а по всем возможным траекториям и делают это
одновременно» («Высший замысел», с.85).
«Имея полную информацию о настоящем, законы Ньютона позволяют воссоздать
полную картину прошлого. Это согласуется с нашим интуитивным пониманием того, что
мир – плохо это ли хорошо – имеет определенное прошлое…Квантовая физика говорит нам,
что, независимо от того, насколько полно наше наблюдение за настоящим, наблюдаемое
прошлое, как и будущее, выглядит неопределенно и существует только как спектр
возможностей. Согласно квантовой физике Вселенная не имеет единственного прошлого,
или единственной истории.
То, что прошлое не имеет определенности, означает, что наши наблюдения за
системой, выполняемые в настоящем, влияют на ее прошлое» («Высший замысел», с.92).
«Теория электромагнетизма Максвелла и теория гравитации Эйнштейна…
представляют собой классические теории, т.е. обе являются моделями, в которых Вселенная
имеет единственную историю» («Высший замысел», с.117).
«Если мы хотим перейти к фундаментальному пониманию природы, то было бы
непоследовательно, если одни законы будут квантовыми, а другие классические. Поэтому
34
мы должны найти квантовые версии всех законов природы. Они называются
квантовополевыми теориями» («Высший замысел», с.118).
Известно четыре фундаментальных взаимодействия в природе – гравитация,
электромагнетизм, слабое и сильное ядерное взаимодействие.
1. Квантовая версия электромагнетизма. Разработана Р. Фейнманом в 1940-х гг.
Называется квантовой электродинамикой – КЭД.
«Согласно классическим теориям, силы передаются посредством полей. Но в
квантовосиловых теориях силовые поля состоят из различных элементарных частиц,
называемых бозонами. Эти переносящие энергию частицы перемещаются туда-сюда между
частицами материи, предавая силу. Частица материи называются фермионами. Электроны
и кварки – это примеры фермионов. Фотон, или частица света, - это пример бозона. Бозон
передает электромагнитную силу. Происходит следующее: частица материи, например,
электрон, испускает бозон (частицу силы) и отскакивает в противоположном направлении,
подобно тому, как пушка подается назад после выстрела. Частица силы затем сталкивается с
другой частицей материи и поглощается ею, изменяя движение этой частицы материи.
Согласно КЭД, все взаимодействия между частицами (частицами, реагирующими на
электромагнитную силу) описываются как обмен фотонами» («Высший замысел», с.119).
2. Электромагнетизм был объединен со слабым ядерным взаимодействием в теорию в
1967 г. пакистанским физиком Абдусом Саламом и американским физиком Стивеном
Вайнбергом. Объединенную силу назвали электрослабой силой. По этой теории было
предсказано три новых частицы» («Высший замысел», 124).
3. Сильное ядерное взаимодействие может быть самостоятельно перенормировано в
теорию, которая называется квантовой хромодинамикой (КХД). Согласно КХД, протон,
нейтрон и многие другие элементарные частицы материи состоят из кварков. Кварки
обладают специфическим свойством, которое физикам пришлось назвать цветом. От этого и
возник термин «хромодинамика», хотя цвет кварков просто удобное обозначение, не
имеющего никакого отношения к видимому цвету. Кварки бывают трех так называемых
цветом: красного, зеленого и синего. Кроме того, каждый кварк имеет соответствующую
ему античастицу, а цвета этих античастиц называются антикрасный, антизеленый и
антисиний. Идея состоит в том, что только бесцветные сочетания могу существовать как
свободные частицы. Есть два пути получить такие «бесцветные» сочетания кварков. Цвет и
его антицвет уничтожают друг друга, так что кварк и антиквар образуют бесцветную пару –
нестабильную частицу – мезон. То же происходит, когда смешивают три цвета (или
антицвета), приводя в результате к отсутствию цвета. Три кварка, по одному каждого цвета,
образуют стабильную частицу барион, примером которого служат протон и нейтрон (а три
антикварка образуют античастицу для бариона). Протоны и нейтроны – это барионы,
составляющие ядро атома и основу обычной материи во Вселенной» («Высший замысел»,
125).
4. Квантовая теория гравитации. В 1976 г. появилась теория супергравитации,
которая рассматривает случаи суперсимметрии. «Одно из важных значений
суперсимметрии состоит в том, что силовые частицы и материальные частицы, а
следовательно сила и материя на самом деле всего лишь две грани одного и того же явления.
Практически это означает, что каждая материальная частица, такая как кварк, должна иметь
парную силовую частицу, а каждая силовая частица, такая как фотон, должна иметь парную
материальную частицу» («Высший замысел», с.131).
«Концепция суперсимметрии явилась основой для создания теории супергравитации,
но первоначально эта концепция возникла на несколько лет раньше у теоретиков,
занимавшихся новой теорией, названной теорией струн. Согласно теории струн, частицы
представляют собой не точки, а вибрирующие отрезки, имеющие длину, но не имеющие
высоты и ширины – что-то вроде бесконечно тонких отрезков струны» («Высший замысел»,
132).
35
«В 1994 г ученые начали открывать двойственности: оказалось, что различные теории
струн и различные способы сворачивания дополнительных измерений – это лишь разные
способы описания одних и тех же явлений в четырехмерном пространстве. Обнаружилось,
что теория супергравитации подобным же образом связана с другими теориями…Суть
различных теорий струн и теория супергравитаци – это лишь разные предпосылки у более
фундаментальной теории, но каждая из них применима к той или иной ситуации.
Эта общая теория и получила название М-теория» («Высший замысел», с.134).
«Законы М-теории допускают существование различных вселенных с различными
очевидными законами в зависимости от того, как у них свернуто внутреннее пространство.
М-теория содержит такие решения, согласно которым допустимо существование множества
различных внутренних пространств; их возможное число может доходить до 10500. Это
означает, что в соответствии с М-теорией, могут существовать 10500 вселенных, у каждой из
которых свои законы. Чтобы ощутить, насколько это много, представьте, что если бы кто-то
задался целью проанализировать законы, предсказанные для этих вселенных, затрачивая
всего одну миллисекунду на каждую из них, и приступил бы к работе в момент Большого
взрыва, то к настоящему времени он изучил бы лишь 1020 из них» («Высший замысел»,
с.135).
Если говорить о начале Вселенной, то пространство и время надо рассматривать не
раздельно, а как две величины, которые тесно переплетаются между собой. В теории
относительности Эйнштейна пространство и время объединены, но «время по-прежнему
отличается от пространства и либо имеет начало и конец, либо длится вечно» («Высший
замысел», с.154).
«В ранней Вселенной – когда она была столь малой, что ею могли управлять как
общая теория относительности, так и квантовая теория, - фактически имелось четыре
измерения в пространстве и ни одного времени. Это означает, что когда мы говорим о начале
Вселенной, то касаемся тонкого вопроса: ведь когда мы смотрим назад, на самую раннюю
Вселенную, то времени в нашем обычном понимании там не существовало! Мы должны
признать, что наши привычные представления о пространстве и времени неприменимы к
ранней Вселенной. Это за пределами нашего обычного понимания, но не за пределами
нашего воображения или нашей математики. Если в ранней Вселенной все четыре измерения
вели себя как пространственные, то, что происходит с началом времени?
Осознание того, что время может вести себя как еще одно направление в
пространстве, дает возможность избавиться от той проблемы, что у времени должно быть
начало, подобно тому как мы избавились от представления о крае мира. Предположим, что
начало Вселенной – это нечто вроде Южного полюса Земли, а градусы широты играют роль
времени. Окружности с постоянной широтой (на географической карте они называются
параллелями) будут изображать размер Вселенной. По мере движения от Южного полюса на
север эти окружности расширяются. Вселенная началась как точка на южном полюсе, но
Южный полюс мало чем отличается от любой другой точки. Спрашивать, что было до
начала Вселенной бессмысленно, потому что южнее Южного полюса ничего нет. В этом
примере пространство-время не имеет границы – на Южном полюсе законы природы такие
же, как и в других местах. Аналогично этому, когда общую теорию относительности
объединяют с квантовой теорией, вопрос о том, что произошло до начала Вселенной,
выглядит бессмысленным. Это представление о том, что истории Вселенной должны иметь
вид замкнутых поверхностей без границ, называется условием безграничности.
В течение столетий многие, включая Аристотеля, чтобы избежать вопроса, как
возникла Вселенная, полагали, что она должна была существовать всегда. Другие считали,
что Вселенная имела начало, и использовали это как аргумент для доказательства бытия
Бога. Понимание того, что время ведет себя подобно пространству, дает новую альтернативу.
Это развеивает вековое возражение по поводу того, что Вселенная имела начало, но также
означает, что началом Вселенной управляли научные законы и не было нужды в том, чтобы
ее привел в движение некий Бог.
36
Если происхождение Вселенной было квантовым событием, оно должно точно
описываться фейнмановской суммой историй» («Высший замысел», с.154-155).
«Если методы Фейнмана применить к Вселенной в целом, то не может быть никакой
точки А, поэтому мы сложим все истории, которые удовлетворяют условию безграничности
и заканчиваются во Вселенной, наблюдаемой нами сегодня.
В таком понимании Вселенная появилась самопроизвольно и начала развиваться
всеми возможными путями. Большинство из них относится к другим вселенным. Хотя
некоторые из этих вселенных похожи на нашу, большинство из них сильно отличается от
нее, причем отличается не только в деталях (таких, например, как действительно ли Элвис
Пресли умер молодым или подают ли морковь на десерт), главное – они отличаются даже
своими очевидными законами природы. В действительности существует множество
вселенных с множеством наборов физических законов» («Высший замысел», с.156).
Если прослеживать историю Вселенной «снизу вверх», т.е. из прошлого в будущее,
тогда у нее будет только одна истории, с четко определенной исходной точкой. А, если
рассматривать «сверху вниз», от настоящего в прошлое, то будет одна определенная
история, но не единственная. «Некоторые истории будут более вероятны, чем другие, а в их
сумме, как правило, будет преобладать единственная, которая начинается с возникновения
Вселенной и заканчивается в рассматриваемом состоянии», т.е. в настоящем» («Высший
замысел», с. 160).
«Согласно М-теории у пространства-времени имеются десять пространственных
измерений и одно временное. Идея состоит в том, что семь пространственных измерений
свернуты столь сильно, что мы не замечаем их и пребываем в иллюзии, что существуют
только три оставшихся большими измерения, с которыми мы знакомы…Все измерения
могли быть с самого начала свернуты, но по какой-то причине три пространственных
измерения развернулись, а остальные нет. …Число больших пространственных измерений
никаким законом физики не устанавливается. Для каждого числа больших пространственных
измерений – от нуля до десяти – будет своя квантовая амплитуда вероятности.
Фейнмановская сумма учитывает их все, для каждой возможной истории Вселенной, но тот
наблюдаемый факт, что у нашей Вселенной имеется три больших пространственных
измерения, выделяет подкласс историй, имеющих такие свойства, которые можно наблюдать
(т.е. изучать мы можем только тот мир, в котором три пространственных измерения –
К.Л.)…Квантовая вероятность того, что Вселенная имеет иные пространственные измерения,
кроме трех больших, не важна, т.к. мы уже определили ее размерность и установили, что
находимся во вселенной с тремя большими пространственными измерениями» («Высший
замысел», с.159-160).
Поскольку мы живем в мире, где три больших измерения – длина, ширина и высота,
то мы «рассматриваем», т.е. изучаем именно ту сумму историй Вселенной, где есть три
больших измерения. Все остальные возможные истории Вселенной нас могут интересовать
так же, как например, устройство жизни в муравейнике. Интересно, но нам в этом
муравейнике никогда не жить, потому что мы просто не сможет туда физически попасть.
Мысль о том, что нашу Вселенную создал Бог или Абсолют связана с тем, что
множество невероятных случайностей совпали одномоментно, сделав возможным наше
существование не только на Земле, но и в солнечной системе.
«В 1992 г. произошло первое достоверное наблюдение планеты, вращающейся вокруг
другой звезды. Теперь известно о сотнях таких планет, и мало кто сомневается, что среди
миллиардов звезд в нашей Вселенной их бесчисленное множество. Это делает совпадение
условий на нашей планете – единственное солнце, удачное сочетание его массы с
расстоянием от него до Земли – намного менее любопытным и намного менее убедительным
в качестве свидетельства тщательного проектирования Земли с тем лишь, чтобы угодить нам,
человеческим существам…Когда существа на пригодной для жизни планете изучают
окружающий их мир, они непременно обнаружат, что их планета соответствует тем
условиям, которые необходимы для их существования…Само наше существование диктует
37
правила, определяющие, откуда и когда мы можем наблюдать Вселенную. Сам факт нашего
существования ограничивает характеристики окружения, в котором мы находимся. Это
принцип называют слабым антропным принципом» (выделено мной – К.Л.) («Высший
замысел», с.174).
«Сильный антропный принцип предполагает, что сам факт нашего существования
налагает ограничения не только на нашу окружающую среду, но и на возможные форму и
содержание самих законов природы. Такая идея возникла оттого, что для развития
человеческой жизни удивительно подошли не только особые характеристики нашей
солнечной системы, но также и характеристики всей нашей Вселенной» (с. 176).
«Наша Вселенная и ее законы выглядят так, словно они сделаны на заказ по проекту,
разработанному специально для нас, а раз уж нам надо существовать, то они оставляют мало
места для каких-либо изменений» («Высший замысел», с. 185).
«Идея о мультивселенной не была изобретена специально для объяснения чуда
тонкой настройки. Она, подобно множеству других теорий современной космологии,
проистекает из условия безграничности. Если это так, то она уменьшает сильный антропный
принцип до слабого, помещая точные настройки физических законов на один фундамент с
факторами внешней среды, поскольку это означает, что место нашего обитания в космосе – а
теперь уже вся обозримая Вселенная – является лишь одним из многих, подобно тому как и
наша солнечная система лишь одна из многих. Это означает, что совпадение факторов
внешней среды для нашей солнечной системы не представляют собой ничего особенного,
поскольку существуют миллиард подобных систем, так и точная настройка законов природы
может быть объяснена существованием множества вселенных. Люди веками связывали с
Богом красоту и сложность природы, которые в прошлые времена считались не имеющими
научного объяснения. Но как британские натуралисты Чарлз Дарвин и Алфред Уоллес
объяснили, каким образом кажущийся чудом замысел живых форм мог появиться без
вмешательства высшего существа, так и концепция мультивселенной может объяснить
точную настройку физических законов, избежав необходимости в благоволящем творце,
который создал вселенную ради нас» («Высший замысел», с.187).
«Любой набор законов, описывающих непрерывный мир, подобный нашему, будет
иметь понятие энергии, которая охраняет свое количество, т.е. ее количество не изменяется
со временем. Энергия пустого пространства будет постоянной, независимой ни от времени,
ни от местоположения. Измеряя энергию любого объема пространства относительно энергии
того же объема пустого пространства, эту константу вакуума можно вычесть, поэтому мы
вполне можем считать ее равной нулю. Есть условие, которому должны удовлетворять
любые законы природы: они должны предписывать, чтобы энергия отдельного тела,
окруженного пустым пространством, была положительной, т.е. для создания тела нужно
проделать работу. Поэтому, если энергия отдельного тела отрицательна, оно может быть
создано в состоянии движения таким образом, чтобы его отрицательная энергия была точно
уравновешена положительной энергией вследствии его движения. Будь так, не было бы
причины, препятствовавшей телам возникать где угодно. Пустое пространство было бы
тогда нестабильным. Но если для создания отдельного тела нужно потратить энергию, то
такой нестабильности не возникает, потому что энергия вселенной должна оставаться
постоянной. Вот что требуется, чтобы Вселенная была локально стабильной: нужно сделать
ее такой, чтобы ничто не появлялось повсюду просто так из ничего.
Если полная энергия Вселенной должна всегда оставаться нулевой и если для
создания тела нужно потратить энергию, то как же целая вселенная может быть создана из
ничего? Вот зачем нужен закон гравитации. Поскольку гравитация притягивает,
гравитационная энергия отрицательна: чтобы разделить связанную гравитационную систему
– такую, например, как Земля с Луной, - нужно приложить усилия. Эта отрицательная
энергия может быть уравновешена положительной энергией, необходимой для создания
материи, но это не так уж просто. Отрицательная гравитационная энергия Земли, например,
составляет менее чем одну миллиардную положительной энергии материальных частиц, из
38
которых Земля состоит. Такое тело как звезда, будет иметь больше отрицательной
гравитационной энергии, и чем звезда меньше, чем ближе различные ее части друг к другу,
тем больше будет эта отрицательная гравитационная энергия. Но прежде, чем она сможет
превысить положительную энергию материи, звезда сожмется и превратиться в черную
дыру, а черные дыры имеют положительную энергию…Вот почему пустое пространство
стабильно. Тела, подобные звездам или черным дырам, не могут появляться просто так, из
ничего. А вот Вселенная целиком может.
Из-за того, что пространство и время формируются гравитацией, пространство-время
может быть локально стабильным, но глобально нестабильным. В масштабе всей Вселенной
положительная энергия материи может уравновешиваться отрицательной гравитационной
энергией, и потому нет ограничения для возникновения целых вселенных. Поскольку
существует гравитация, вселенная может возникнуть самопроизвольно из ничего (квантовые
флуктуации приводят к появлению крохотных вселенных из ничего, по типу мыльного
пузыря. Некоторые достигают критического размера, благодаря инфляции расширяются,
формируют галактики и звезды, в том числе пригодные для возникновения жизни – К.Л.).
Самопроизвольное рождение и есть причина того, что Вселенная существует. Нет
необходимости призывать на помощь Бога, чтобы он поджег фитиль и дал начало развитию
Вселенной. Именно поэтому есть что-то, вместо того, чтобы не было ничего, поэтому
существуем и мы» («Высший замысел», с.203).
«Окончательная теория Вселенной должна быть непротиворечива и должна
предсказать конечные результаты для тех величин, которые мы можем измерить. Требуется
наличие закона, подобного закону гравитации. Для того, чтобы теория гравитации
предсказала конечные величины, она должна обладать, так называемой, суперсимметрией
между фундаментальными взаимодействиями в природе и материи, на которую они
действуют. М-теория является общей суперсимметричной теорией гравитации. Поэтому Мтеория единственный кандидат на место полной теории Вселенной. Если же она конечна – а
это еще надо доказать, - то она будет моделью вселенной, способной к самопроизвольному
возникновению. Мы должны быть частью такой вселенной, поскольку другой
непротиворечивой модели нет.
М-теория и есть та единая теория, которую надеялся найти Эйнштейн. То, что мы,
люди, сами являясь лишь скоплением фундаментальных природных частиц, смогли столь
близко подойти к пониманию законов, управляющих нами и нашей Вселенной, представляет
великую победу…Если теория подтвердится наблюдениями, это станет успешным
завершением поисков, длившихся более 3000 тысяч лет. Тогда мы
разгадаем Высший замысел» (Высший замысел», с.204).
Как-то вот так получается. Вроде просто и понятно,
но…Если у кого-то Бог есть в душе, Он там и будет пребывать,
независимо от того, как возникла Вселенная, сама или по Божьей
воле.
Стивен Хокинг 2001 г. Фото Стюарта Коэна из книги «Мир в
ореховой скорлупке», с.6.
18. Прогнозы С. Хокинга
«Стивен Хокинг считает, что если через 200 лет человечество
не освоит полеты в космос и не научится колонизировать пригодные для жизни планеты, мы
все вымрем.
По мнению ученого, в ближайшее 100 лет человечеству придется столкнуться с рядом
опасностей таких, как новые войны, проблема перенаселения планеты и истощение
природных ресурсов, что может привести в будущем к невозможности существования на
Земле.
39
Население Земли растет в геометрической прогрессии. Из-за ограниченных ресурсов
планеты «будет довольно сложно избежать катастрофы в ближайшие 100 лет, не говоря уже
о тысяче или миллионе», заявил ученый.
По мнению ученого, Земле угрожают разные рукотворные катастрофы, вроде той, что
ждали в 1962 году во время Карибского кризиса. К тому же, отмечает он, растет население
планеты, а ресурсы рано или поздно закончатся. И сейчас самое время начать прорабатывать
варианты спасения. Причем вероятность таких катаклизмов в будущем будет только
возрастать, - пророчит физик. И хотя в настоящее время технологии достигли такого уровня,
что с их помощью люди вполне могут изменить экологию в положительную сторону,
инстинкт к разрушению, который заложен в генах Homo sapiens, может привести
человечество к катастрофе. Единственное спасение астрофизик видит в отправке людей в
космос. «За последние 100 лет мы добились выдающихся успехов. Но если мы хотим, чтобы
через еще 100 лет человечество продолжало существовать, то нужно понять, что наше
будущее в космосе», - продолжил Хокинг.
Он опасается, что несмотря на существующие современные технологии, которые
находятся на достаточно высоком уровне, чтобы с их помощью люди изменили экологию
планеты в лучшую сторону, инстинкт к разрушению, который заложен в генах Homo sapiens,
может привести человечество к кризису, подобному Карибскому кризису 1962 года.
По словам Хокинга, людям нужно тщательно обдумать все возможные варианты
спасения и постараться расселиться по всей Вселенной. А потому необходимо развивать
технологии пилотируемых космических полетов.
А вот с инопланетянами дружить не стоит. Это тоже заявление Хокинга, сделанное
месяцем ранее. Человечеству не стоит идти на контакты с внеземными цивилизациями, ведь
инопланетяне могут просто воспользоваться Землей в качестве источника ресурсов, предупредил он слушателей на своей июньской пресс-конференции. - Если прилетят жители
других миров, то последствия могут быть такими же, как для индейцев во время прибытия
Колумба в Америку, то есть не самые лучшие. Людям стоит задуматься, как избежать
подобной участи»
http://paranormalnews.ru/blog/stiven_khoking_dal_chelovechestvu_200_let/2011-07-30-398
19.Кооперация современников
Понять и объяснить проблемы мироздания не под силу ни одному даже самому
выдающемуся ученому. Процесс познания тайн Вселенной – эта длительная работа
большого числа ученых теоретиков и экспериментаторов. Всех их можно объединить в
кооперацию современников. Человечество отмечает премиями только самых выдающихся.
Но в их лице награждают всех, кто так или иначе участвовал в разработке теорий,
позволяющих понять, как устроен мир, в котором мы живем.
Помимо С. Хокинга вопросы космологии разрабатывала и разрабатывает целая
пледа выдающихся ученых.
1965 г. Нобелевская премия «За фундаментальные работы по квантовой
электродинамике, имевшие глубокие последствия для физики элементарных частиц»
Синъитиро Томонага
(1903-1979 гг.)
Джулиан Швингер
(1918-1994 гг.)
Ричард Фейнман
(1918-1988 гг.)
40
19.1 Ричард Фейнман
Ричард Фейнман (1918-1988 гг.). Один из создателей квантовой электродинамики. В
1943–1945 годах входил в число разработчиков атомной бомбы в Лос-Аламосе. Разработал
метод интегрирования по траекториям в квантовой механике (1948), а также т. н. метод
диаграмм Фейнмана (1949) в квантовой теории поля, с помощью которых можно объяснять
превращения элементарных частиц. Предложил партонную модель нуклона (1969), теорию
квантованных вихрей. Реформатор методов преподавания физики в вузе. Лауреат
Нобелевской премии по физике (1965, совместно с С. Томонагой и Дж. Швингером).
Помимо Нобелевской премии, Фейнман был удостоен
премии Альберта Эйнштейна Мемориального фонда Льюиса
и Розы Страусс (1954), премии по физике Эрнеста Орландо
Лоуренса Комиссии по атомной энергии Соединенных
Штатов Америки (1962) и международной золотой медали
Нильса Бора Датского общества инженеров-строителей,
электриков и механиков (1973).
«Фейнман поставил под сомнение фундаментальное
классическое представление о том, что каждая частица
имеет только одну историю. Вместо этого он предположил, что частицы перемещаются из
одного места в другое вдоль всех возможных путей в пространстве-времени. С каждой
траекторией Фейнман связал два числа: одно для величины (амплитуды) волны, а другое для
ее фазы (положение в цикле – гребень или впадина). Вероятность того, что частица попадет
из точки А в точку В, определяется суммированием волн, связанных с каждым возможным
путем из А в В.
В обыденной жизни предметы перемещаются из исходной точки в конечную только
по одному пути. Это, тем не менее, согласуется с фейнмановской идеей множественности
историй (суммирования по историям) поскольку для больших объектов его правило
назначения чисел каждому пути гарантирует, что при совместном учете вклады всех путей,
кроме одного, нейтрализуются. Только один из бесконечного числа путей имеет значение,
когда мы рассматриваем движение микроскопических объектов, и эта траектория в точности
соответствует той, что следует их классических, ньютоновских
законов движения» («Мир в ореховой скорлупке», с. 91).
«Классическая «траектория между двумя точками –
прямая линия. Фазы траекторий, близких к классической, имеют
тенденцию усиливать друг друга, тогда как для фаз удаленных
траекторий характерно взаимное ослабление».
Рисунок из книги «Высший замысел», с. 88.
19.2 Диаграммы Фейнмана – изящный, наглядный и очень эффективный способ
описания поведения частиц. Диаграммы украшали знаменитый автомобиль
физика, Dodge Tradesman 1975 года, с номером QANTUM ("квант").
Диаграммы и «все прочее», за что Фейнман получил Нобелевскую
премию,
было
новым
вариантом
теории,
в
котором
квантовоэлектродинамические взаимодействия рассматривались с новой
точки зрения – траектории в пространстве-времени. Говорят, что частица
распространяется из начальной точки траектории в конечную; возможные
взаимодействия «по дороге» выражаются в терминах их относительных
вероятностей. Эти вероятности суммируются в ряды (иногда комплексные),
для вычисления которых Ф. разработал правила и графическую технику
(диаграммы Фейнмана). Внешне простые, но чрезвычайно удобные,
диаграммы широко используются во многих областях физики. Ф. удалось
объяснить «лэмбовский сдвиг», магнитный момент электрона и другие
41
свойства частиц.
Независимо от Фейнмана и друг от друга, исходя из других теоретических подходов,
Джулиус С. Швингер и Синьитиро Томонага почти одновременно предложили свои
варианты квантовой электродинамики и сумели преодолеть основные трудности.
Используемая ими математическая процедура получила название перенормировки.
http://n-t.ru/nl/fz/feynman.htm
«Фейнмана графики, графический метод теоретического анализа рассеяния частиц и
др. физических процессов и вычисления их амплитуд. Предложен Р. Фейнманом в 1949,
сыграл важнейшую роль в развитии квантовой электродинамики. Диаграммы нашли
широкое применение в квантовой теории поля, квантовой механике и статистической
физике.
Основное понятие – функция распространения, или пропагатор. Движению частицы
в квантовой теории ставится в соответствие процесс распространения волнового поля, поле
же в каждой точке пространства в каждый момент времени является источником вторичных
волн (принцип Гюйгенса). Пропагатор характеризует распространение такой волны между
двумя пространственно-временными точками. Он является функцией этих двух точек (1 и 2)
и изображается линией, их соединяющей. Поле в точке 2 определяется суммой волн,
испущенных из всевозможных точек 1.
Взаимодействие в квантовой теории рассматривается как испускание и поглощение
волн (частиц) различного типа. Например, электромагнитное
взаимодействие сводится к испусканию или поглощению электронной
волной (электроном) электромагнитной волны (фотона). Элементарный
акт такого взаимодействия изображается графически диаграммой в
которой прямые линии – пропагаторы электрона, волнистая – фотона. Эта
диаграмма означает, что при распространении электронной волны из 1 в 2
в точке 3 появилось электромагнитное поле, испущенное в точке 4 –
точке пересечения линий, называемой вершиной диаграммы.
3
4
С помощью диаграммы рис. 2 как основного элемента можно построить диаграммы
Фейнмана для любого электродинамического процесса. Например, диаграммы рис. 3 и 4
изображают соответственно рассеяние (столкновение) электрона и фотона на электроне.
Внешние линии изображают частицы (электрон или фотон) до и после столкновения, а
внутренние элементы (вершины и линии) – механизм взаимодействия, который сводится на
рис. 3 к излучению электромагнитной волны одним электроном и поглощению её вторым, а
на рис. 4 электронной волны. Т. о., распространению волны между двумя вершинами (т. е.
внутренние линии) отвечает движение соответствующей частицы в виртуальном состоянии.
Одна и та же внешняя линия может изображать как начальную частицу, так и конечную
античастицу (и наоборот). Например, диаграмма рис. 4 может изображать (следует смотреть
на неё не слева направо, а снизу вверх) аннигиляцию пары электрон-позитрон в два фотона.
http://slovari.yandex.ru//
42
Эти
диаграммы
иллюстрируют
процесс,
в
котором
два
электрона
разлетаются друг от друга.
Рисунок
из
книги
«Высший
замысел», с. 121
Знаменитый автомобиль
19.3 «Фейнмановские лекции по физике» – курс лекций по общей
физике, выпущенный американскими физиками –
Ричардом Фейнманом, Робертом Лейтоном и Мэтью
Сэндсом. Одна из наиболее известных и
популяризованных технических работ Фейнмана.
Считается
канонической
интерпретацией
современной физики, в том числе её математических
аспектов,
электромагнетизма,
Ньютоновской
механики,
квантовой
физики,
вплоть
до
взаимосвязей физики с
другими науками.
Иллюстрация с 4-й страницы обложки 4-го изд. лекций. Изд-во «Эдиториал УРСС», 2004 г.
Три тома были составлены по итогам двухгодичного курса, прочитанного Фейнманом
в 1960-х в Калтехе. Оригинальные названия этих томов:
•
Feynman Lectures on Physics. Volume 1. Mainly mechanics, radiation, and
heat (Фейнмановские лекции по физике. Том 1. В основном механика, излучение и
теплота).
•
Feynman Lectures on Physics. Volume 2. Mainly electromagnetism and
matter (Фейнмановские лекции по физике. Том 2. В основном электромагнетизм и
материя).
•
Feynman Lectures on Physics. Volume 3. Quantum mechanics
(Фейнмановские лекции по физике. Том 3. Квантовая механика).
Лекции Фейнмана имеют ряд отличительных особенностей, среди которых можно
выделить сведение к минимуму использования «ученого языка», широкий спектр
освещаемых тем и непривычную последовательность изложения
19.4 Лучшие книги Фейнмана
43
1. Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! / пер. С. Ильина. – М. : КоЛибри, 2008. –
480 с. - ISBN 978-5-389-00122-0; 2008 ISBN 978-5-389-00122-0.
2. Какое тебе дело до того, что думают другие? – Ижевск : НИЦ «Регулярная и
хаотическая динамика», 2001 . – 208 с.- ISBN 5-93972-090-0.
3. КЭД - странная теория света и вещества / пер. С. Тиходеева, О. Тиходеевой. – М. :
Астрель, Полиграфиздат, 2012. – 192 с. - ISBN 978-5-271-40796-3, 978-5-4215-3392-4.
4. Дюжина лекций. Шесть попроще и шесть посложнее / пер. Е. Фалева, В. Носенко. –
М. : Бином. Лаборатория знаний, 2010. – 320 с. - ISBN 978-5-9963-0398-4.
5. Фейнман Р. Элементарные частицы и законы физики / Р. Фейнман, С. Вайнберг. –
М. : Мир, 2000. – 144 с. - ISBN 5-03-003364-5, 0-521-65862-4.
6.Характер физических законов. Нобелевская и мессенджеровские лекции / пер.
В. Голышева, Э. Наппельбаум. – М. : НЦ ЭНАС, 2004. – 176 с. – («Факультатив»).
7. Характер физических законов / пер. В. Голышев, Э. Наппельбаум. – М. : Наука; гл.
ред. физ.-мат. лит.,1987. – 160 с. – (Библиотечка «Квант»).
8.То же. – М.: АСТ. Астрель, 2012. – 256 с. – ISBN 978-5-17-073468-9; 978-5-27138727-2.
9. Теория фундаментальных процессов / пер. Д, Широков. – М. : Наука; гл. ред. физ.мат. лит., 1978. – 200 с.- («Библиотека теоретической физики»).
10. Взаимодействие фотонов с адронами. – М. : Мир, 1975. – 390 с.
11.Квантовая механика и интегралы по траекториям Р. Фейнман, А. Хибс; пер. Э.М.
Барлита, Ю.Л. Обухова; под ред. В.С. Барашенкова. – М. : Мир, 1968. – 382 с.
12. Квантовая электродинамика Р. Фейнман; пер. А. Рухадзе. – М. : Либроком, 2009. –
220 с.
13. Гриббин Дж. Ричард Фейнман: жизнь в науке / Дж. Гриббин, М. Гриббин; пер. Н.
Зубенко. – Институт компьютерных исследований, 2002. – 288 с.
Британский научный журнал Phesics World в 1999 году по результатам опроса ученых
составил список величайших физиков всех времен, в котором Фейнман оказался
единственным американцем в первой десятке, рядом с Альбертом Эйнштейном, Исааком
Ньютоном, Галилео Галилеем и другими своими коллегами.
Настоящий ученый, Фейнман терпеть не мог все «ненастоящее» в науке:
в знаменитом выступлении перед выпускниками Калтеха в 1974 году он назвал подобные
44
псевдоисследования, лишь имитирующие научный метод, «наукой самолетопоклонников»
(cargo cult science). По мнению Фейнмана, главный принцип, которому должен следовать
ученый, чтобы не оказаться похожим на островитянина, строящего ритуальную «взлетнопосадочную полосу» из дерева, – быть предельно честным в своих методах и "не дурачить
самого себя". (РИА Новости http://ria.ru/science/20130511/936789525.html)
19.5 Микроволновые реликтовые излучения
1978 г. Нобелевская премия «За открытие микроволнового реликтового
излучения».
Арно Алан Пензиас
(1936 г.)
Роберт Вудро Уилсон
(1933 г.)
Роберт Генри Дикке
(1916-1997 гг.)
«В 1964 году Арно Алан Пензиас и Роберт Вудро Уилсон на базе Bell Laboratories
готовили радиометр, разработанный Робертом Генри Дикке, для связи со спутниками и
радиоастрономических наблюдений. Радиометр – это прибор для приема микроволнового
излучения и оценки его параметров (спектра, поляризации, интенсивности). Роберт Дикке
разработал свой радиометр для оценки температуры фонового излучения и сам занимался
его исследованиями. В процессе настройки радиометра Пензиас и Уилсон обнаружили
неустранимую дополнительную температуру антенны в 3 кельвина,
вносившую в систему шум. После многочисленных попыток
обнаружения источника электромагнитного шума они убедились, что
излучение исходит отовсюду и не зависит от каких бы то ни было
сезонов. Они первыми связали наблюдаемое излучение с Большим
Взрывом – возможно, тому способствовал Дикке, к которому Пензиас и
Уилсон обратились как к эксперту по фоновому излучению сразу после
совершенного
открытия».
http://novmysl.finam.ru/GeneralRelativity/BackgroundRadiation.html
Это открытие послужило важным фактом для подтверждения горячей модели
Вселенной.
Теорию горячей Вселенной предложил в 1947 году советско-американский физиктеоретик Георгий Антонович (Джордж) Гамов (1904–1968 гг.).
Большим взрывом называется теория о начале расширения Вселенной. Согласно
теории сначала Вселенная пребывала в так называемом сингулярном состоянии, т.е. имела
бесконечную температуру и плотность составляющего вещества. В современном
представлении, в теорию автоматически включается и другая теория – модель горячей
Вселенной. Вот это сочетание и рассматривают в настоящее время под одним большим
названием – теория Большого взрыва.
45
http://spacereal.ru/bolshoj-vzryv-%E2%80%93-zarozhdenie-vselennoj/
2006 г. Нобелевская премия по физике «За открытие анизотропии и чёрнотельной
структуры энергетического спектра реликтового излучения».
Джон Мэтер (1946 г.)
Джордж Смут (1945 г.)
В заявлении Нобелевского комитета говорится, что премия присуждается «за
открытие формы абсолютно черных тел космического фонового излучения и анизотропии».
В документе также отмечается, что результаты исследований лауреатов дали
дополнительные подтверждения гипотезы "Большого взрыва" как причины возникновения
Вселенной.
В конкурентной борьбе за Нобелевскую премию теория Большого взрыва обошла
гипотезу Большого сжатия, предложенную
автором модели хаотической инфляции
Вселенной Андреем Линде
Согласно теории «Большого сжатия», если плотность Вселенной больше так
называемой критической плотности, то на определенном этапе силы гравитации остановят
расширение вселенной и запустится обратный процесс. Вселенная начнет сжиматься. Со
временем материя начнет коллапсировать в черные дыры, которые затем начнут срастаться
между собой, образуя единую черную дыру. Таким образом, Вселенная снова схлопнется в
сингулярность, а затем возможно произойдет новый Большой взрыв, и все начнется по
новому. С этим сценарием связано множество других интересных теорий, в частности о том,
что в результате сжатия Вселенной возможно, что время пойдет в обратном направлении.
46
Работа Мэтера и Смута была основана на измерениях, которые провёл спутник NASA
«Исследователь космического фона» (Cosmic Background Explorer, COBE), который был
запущен в 1989 году. С помощью спутника учёные могли исследовать Вселенную в её
ранней стадии развития, примерно, через 380 000 лет после рождения. Флюктуации
излучения, которое было обнаружено, помогло понять процесс развития галактик во
времени.
Спутник COBE был создан в Центре Годдарда, чтобы проводить измерения
микроволнового и инфракрасного излучения ранней Вселенной. COBE доказал, что
космический микроволновый фон, который является по существу послесвечением Большого
взрыва, имеет температуру приблизительно минус 455 градусов по Фаренгейту. Это
наблюдение соответствовало предсказаниям теории «Горячего большого взрыва» и указало,
что почти вся энергия излучения Вселенной была высвобождена в течение первого года
после Большого взрыва.
Кроме того, COBE обнаружил небольшие температурные флюктуации,
приблизительно, в 10 частях на миллион, в этом относительно однородном излучении. Эти
флюктуации указали на различия плотности, которые, в течение миллиардов лет, под
действием гравитации, дали толчок к возникновению звёзд, галактик и иерархическим
структурам, которые мы наблюдаем сегодня.
Стивен Хокинг, не связанный с проектом COBE, назвал эти флюктуации – «самое
важное открытие столетия, если не всего времени».
Дж. Смут о возникновении Вселенной
« Нужно понимать, что вся видимая Вселенная, все, что мы можем видеть в каждом
направлении с помощью телескопа «Хаббл» и наших других инструментов, когда-то было
сосредоточено в точке размером меньше атома. Все началось с маленьких квантовых
механических отклонений, а потом с огромной скоростью пошло расширение. Эти
отклонения достигли астрономических размеров, и их стало видно благодаря космическому
микроволновому фону. Потом нужно было как-то преобразовать эти колебания в галактики и
кластеры галактик, а также сделать так, чтобы такие структуры развивались».
«Сначала формировалась космическая паутина структуры. Она была проста,
поскольку не содержала обычной материи, а лишь темную материю. Темная материя
скапливалась, а обычная просто тянулась за ней. Разреженная материя собиралась вместе и
притягивала к себе все больше и больше материи. Но расстояния в космосе так велики, а
масштабы времени так значительны, что формирование заняло много времени. И оно
продолжалось до тех пор, пока Вселенная не достигла примерно половины нынешнего
размера, с точки зрения пространства. В тот момент расширение Вселенной начало
непонятно почему ускоряться, а формирование масштабной структуры прекратилось».
«Когда мы создавали Вселенную на компьютере, нам понадобилось 30 дней и 1000
процессоров. Но мы получили представление о процессе, начав, по сути, с капельки,
наполненной материей и создав практически все, что можно постичь глазом в любом
направлении. Это «все» почти безупречно, и теперь у нас есть модель, которую мы можем
использовать для понимания развития Вселенной, и которая во многих отношениях выходит
за пределы того, что мы раньше представляли». http://technicamolodezhi.ru/news/
Tekuwaja_novostnaja_lenta/starmus_djordj_smut_%E2%80%93_kak_big_beng_pobedil_haotiches
kuyu_inflyatsiyu.
«В течение первой миллионной доли секунды, когда температура значительно
превышала 10 К (по некоторым оценкам до 10 К), а плотность была немыслимо велика,
происходили неимоверно быстро сменяющие себя экзотические взаимодействия,
недоступные пониманию в рамках современной физики. Мы можем лишь размышлять,
каковы были эти первые мгновения, например, возможно, что четыре фундаментальные
силы природы были слиты воедино. Есть основания полагать, что к концу первой
47
миллионной доли секунды уже существовал первичный «бульон» богатых энергией
(«горячих») частиц излучения (фотонов) и частиц вещества. Иными словами материя
Вселенной представляла собой электронно-позитронные пары (е и е); мюонами и
антимюонами (м и м); нейтрино и антинейтрино, как электронными (v, v), так и мюонными
(v, v) и тау-нейтрино (v, v); нуклонами (протонами и нейтронами) и электромагнитным
излучением. Эта самовзаимодействующая масса находилась в состоянии так называемого
теплового равновесия.
В те первые мгновения все имевшиеся частицы должны были непрерывно возникать
(парами – частица и античастица) и аннигилировать. Это взаимное превращение частиц в
излучение и обратно продолжалось до тех пор, пока плотность энергии фотонов превышала
значение пороговой энергии образования частиц. Когда возраст Вселенной достиг одной
сотой доли секунды, ее температура упала примерно до 10 К, став ниже порогового
значения, при котором могут рождаться протоны и нейтроны, некоторые из этих частиц
избежали аннигиляции – иначе в современной нам
Вселенной не было бы вещества. Через 1 секунду после Большого взрыва температура
понизилась до 10 К и нейтрино перестали взаимодействовать с веществом. Вселенная стала
практически «прозрачной» для нейтрино. Электроны и позитроны еще продолжали
аннигилировать и возникать снова, но примерно через 10 секунд уровень плотности энергии
излучения упал ниже и их порога, и огромное число электронов и позитронов превратилось в
излучение катастрофического процесса взаимной аннигиляции. По окончанию этого
процесса, однако, осталось определенное количество электронов, достаточное, чтобы,
объединившись с протонами и нейтронами, дать начало тому количеству вещества, которое
мы наблюдаем сегодня во Вселенной.
Существует два основных взгляда на процесс формирования галактик. Первый
состоит в том, что в любой момент времени в расширяющейся смеси вещества и излучения
могли существовать случайно распределенные области с плотностью выше средней. В
результате сил тяготения эти области сначала отделились в виде очень протяженных
сгустков вещества. В этих сгустках начался процесс фрагментации, приведший к
образованию облаков меньших размеров, которые позднее превратились в скопления и
отдельные галактики, наблюдаемые сегодня. Далее в этих меньших (по галактическим
размерам) сгустках под действием сил тяготения в случайных неоднородностях плотности
началось формирование звезд. Другая точка зрения дает другой сценарий: вначале из
флуктуации плотности в расширяющемся первичном шаре сформировались многочисленные
(малые) галактики, которые с течением времени объединились в скопления, в
сверхскопления и, возможно, в более крупные иерархические структуры.
Главным в споре этих двух взглядов является ответ на вопрос, имел ли процесс
Большого взрыва вихревой (турбулентный) характер или протекал более гладко. Признаков
турбулентности в крупномасштабной структуре сегодняшней Вселенной не наблюдается.
Вселенная выглядит удивительно сглаженной в крупных масштабах, несмотря на некоторые
отклонения, в целом далекие галактики и их скопления распределены по всему небу
равномерно, а степень изотропности фонового излучения также довольно высока. Все это
48
заставляет признать, что Большой взрыв был безвихревым, упорядоченным процессом
расширения».
http://spaceleaks.ru/2013/03/22/kosmos-2013-model-bolshogo-vzryiva-irasshiryayushheysya-vselennoy/
Вайнберг, С.
Первые три минуты [Текст] / С. Вайнберг; пер. В.А. Строкова, ред. В.
Обручев. – М. : Эксмо, 2011. – 208 с. – (Открытия, которые потрясли мир).
– ISBN 978-5-699-46169-1.
течение
В книге лауреата Нобелевской премии по физике за 1979 год,
известного американского физика Стивена Вайнберга рассказывается о
современном взгляде на происхождение Вселенной. Описываются самые
современные космологические гипотезы, подтверждающие модель
«горячей Вселенной». Большое внимание уделяется эволюции Вселенной в
первого
времени
после
Большого
Взрыва.
2008 г. премия Крафорда за «Решающий вклад в развитие астрофизики высоких
энергий и космологии, в частности, изучение процессов, происходящих в области
черных дыр и нейтронных звезд, и исследования реликтового излучения».
Рашид Алиевич Сюняев
(1943 г.)
Премия учреждена шведским экономистом и промышленником Хольгером
Крафордом и его супругой Анной-Гретой в 1980 г. Крафорд (1908-1982) получил
известность после того, как по инициативе шведского профессора медицинских наук из
Лунда Нильса Альваля начал промышленное производство искусственной почки. Размер
премии - 400 тысяч евро.
Премии присуждается поочередно в области астрономии и математики, наук о земле,
биологических наук (с акцентом на экологию), а также в области изучения полиартрита
и ревматоидного артрита. Дисциплины были подобраны так, чтобы дополнять те, в которых
Шведская академия наук присуждает Нобелевскую премию.
«Эффект Сюняева-Зельдовича связан с реликтовым излучением (известным также
как микроволновое фоновое излучение) - космическим излучением, оставшимся от того
времени, когда образовавшаяся после Большого взрыва плазма стала прозрачной для
электромагнитных волн. Природа эффекта очень проста: рассеяние фотонов космического микроволнового фонового – реликтового – излучения горячим электронным газом,
находящимся в богатых скоплениях галактик, искажает чисто чернотельный спектр
этого излучения.
49
В 70-х годах прошлого века советские ученые
Рашид Сюняев и Яков Зельдович предположили,
что на интенсивность реликтового излучения могут
влиять горячие электроны межзвездного газа
(температурный
эффект
Сюняева-Зельдовича),
движение
галактических
скоплений
(кинематический эффект Сюняева-Зельдовича).
Кроме этого оба типа взаимодействия могут
приводить
к
поляризации
микроволнового
излучения.
Температурный эффект Сюняева-Зельдовича
был впервые зарегистрирован в 1983 году, а в 90-х
годах прошлого века этот эффект уже применялся для изучения галактических скоплений.
Вместе с тем, кинематический эффект до настоящего времени оставался за пределами
чувствительности современных инструментов.
В июле 2012 г. астрономам впервые удалось зарегистрировать динамический эффект
Сюняева-Зельдовича, а также применить его для изучения движения галактических
скоплений. В рамках новой работы ученые использовали данные, собранные в рамках
Спектроскопического обзора барионных осцилляций (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey,
BOSS) вместе с результатами наблюдений галактических скоплений телескопом ACT в
пустыне Атакама в Чили.
«Ни один из проектов не был предназначен для регистрации столь тонкого явления
как эффект Сюняева-Зельдовича», - приводит Nature News слова авторов исследования.
Открытие стало возможным благодаря статистическому анализу огромного количества
информации, полученной обоими экспериментами - например, для работы ученые
использовали трехмерные карты 27 тысяч галактик (BOSS) и информацию о 7,5 тысячи
ярчайших скоплений (ACT). – (http://lenta.ru/news/2012/07/02/cluster/)
19.6 Сверхновые.
2011 г. Нобелевская премия «За открытие ускоренного расширения Вселенной
посредством наблюдения дальних сверхновых»
Адам Райсс (1969 г.)
Брайан Шмидт (1967 г.) Сол Перлмуттер (1959 г.)
С 2005 года Адам Райсс работает в Университете Джонса Хопкинса. Также Райсс
возглавляет программу обнаружения удалённых сверхновых с помощью телескопа Хаббл.
Его группе удалось отследить расширение Вселенной на этапах до 10 миллиардов лет назад.
С 2009 года Райсс является членом Национальной Академии наук США.
В настоящее время Брайан Шмидт возглавляет проект исследования неба южного
полушария телескопом SkyMapper.
В настоящее время Сол Перлмуттер возглавляет проект «Supernova Cosmology
Proyect» в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли. Перлмуттер также является
руководителем проекта SNAP, членом Национальной академии наук США, а также
50
Американской академии искусств и наук. Также с 2003 года он является членом
Американской ассоциации содействия развитию науки.
В чем суть их работы? Астрофизики уже давно понимали, что такие яркие события,
как взрывы сверхновых, можно наблюдать в очень далеких галактиках. Свет от этих взрывов
может быть зафиксирован детекторами, и следовательно, они могут быть использованы для
определения расстояний до далеких галактик. Принцип измерения расстояния основан на
том факте, что чем дальше источник света, тем меньше света попадает на детектор (его роль
выполняет так называемая ПЗС-матрица).
Взрывы звезд, порождающие гамма-всплески – новые маяки Вселенной. Их излучение
доходит с таких расстояний, где пока не видны никакие другие объекты –
(http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/6797/)
«В космологической теории существуют разные представления о том, как ведут себя
расстояния по мере того, как мы заглядываем все дальше и дальше. Дело в том, что в
расширяющейся Вселенной расстояния, очевидно, меняются со временем. Закон расширения
зависит от плотности вещества во Вселенной, и эта связь описывается
уравнениями Эйнштейна. В свое время Эйнштейн предположил, что, для того чтобы
Вселенная была стационарной (не расширялась и не сжималась), в уравнениях,
описывающих ее состояние, должен существовать так называемый лямбда-член, который
уравновешивает гравитацию. В отсутствие такого слагаемого уравнения предсказывают либо
расширение, либо сжатие Вселенной.
Сначала теоретически Фридманом (на основе уравнений Эйнштейна), а затем уже
путем наблюдений Хаблом было открыто расширение Вселенной (так называемое
Хабловское расширение Вселенной), суть которого в том, что чем дальше галактика, тем с
большей скоростью она убегает от нас. Это проявляется в том, что чем дальше галактика,
которую мы наблюдаем, тем более красным является ее свечение (вообще смещение в
красную часть спектра говорит о том, что тело удаляется). После чего в 1930-х годах
Эйнштейн сказал, что введение лямбда-члена, который делал Вселенную неподвижной, было
его самой большой ошибкой.
Можно сказать, что произошедшее, в 1998 году, когда Перлмуттер, Райсс и Шмидт
сделали свое открытие, – это своеобразное воскрешение упущенного лямбда-члена, который
был вычеркнут из более поздних уравнений, так как расширение Вселенной прекрасно
описывалось и без этой поправки. То есть сейчас мы фактически вернулись к тому, что
Эйнштейн ввел в начале прошлого века. Это так называемое свойство расталкивания.
Нобелевские лауреаты открыли это свойство, когда занимались измерением расстояний до
очень далеких сверхновых.
51
Основной результат их исследований в том, что сверхновые на очень больших
расстояниях как будто меняются и становятся менее мощными. Это как если бы лампы
уличных фонарей становились менее мощными с увеличением расстояния до них – рядом с
нами 100-ваттные, а дальше 90-, 80-, 70-ваттные и т. д. Но такого не может быть. Поэтому
авторы исследований допустили, что Вселенная просто ведет себя иначе и расстояния до
этих галактик значительно больше, чем предполагалось. Иными словами, Вселенная
расширяется с ускорением. И это ускоренное расширение Вселенной началось примерно 4-5
млрд. лет тому назад» - (http://www.forbes.ru/tehno-column/tehnologii/74780-temnaya-energiyalaureaty-nobelya-po-fizike-otkryli-nechto-ne-poddayus).
Сверхновая SNLS-03D4ag вспыхнула 3 миллиарда лет назад. Ее светимость в 100
миллиардов раз больше солнечной, однако, ее видимый блеск (22m) в 25 тысяч раз меньше,
чем у яркой голубой звезды (11m) в левой части снимка. В свою очередь, эта звезда в 100 раз
слабее самых слабых звезд, различимых невооруженным глазом (6m). Иллюстрация с сайта
www.cfht.hawaii.edu. - (http://galspace.spb.ru/indvop.file/44.html).
19.7 Антигравитация. Черная материя
«На самом деле должна существовать некая субстанция, которую сейчас именуют
темной энергией. Эта субстанция обладает свойством «расталкивания пространства», что
делает расширение Вселенной все более ускоряющимся. В отличие от обычного вещества,
темная энергия не обладает гравитацией, а напротив, скорее антигравитацией. Ей
свойственна сила расталкивания, а не притяжения. Вот в этом и состоит суть открытия: мы
получили косвенное доказательство существования во Вселенной темной энергии.
Проблема в том, что открыли мы нечто, природу чего не можем до конца понять. Хотя
то, что Вселенная расширяется с ускорением, уже незыблемый факт» (http://www.forbes.ru/tehno-column/tehnologii/74780-temnaya-energiya-laureaty-nobelya-pofizike-otkryli-nechto-ne-poddayus).
«Открытие антигравитации космического вакуума проливает свет на прошлое и
будущее Вселенной. Сегодня ученые предполагают, что сразу после Большого взрыва
Вселенная расширялась чрезвычайно быстро, а потом этот процесс постепенно стал
замедляться. Ведь масса, которой обладает материя во Вселенной, точнее, свойственная ей
гравитация, должна была бы постепенно тормозить расширение Вселенной. Теперь, когда
открыта антигравитация, стало ясно, как заблуждались астрофизики, думая, что замедление
продолжается. «Самое удивительное, что в первые 7–8 миллиардов лет Вселенная
действительно расширялась с замедлением, и изучение реликтового излучения подтверждает
52
этот факт, – объясняет Рашид Сюняев. – Лишь когда Вселенная достаточно расширилась,
вакуум стал набирать силу. Началось ускорение, которое продолжается сегодня».
Что будет дальше? Астрофизики приходят к выводу, что распределение вакуума по
Вселенной равномерно: его плотность постоянна и однородна повсюду, во всех ее уголках.
Но раз вакуум неизменен, то и свойства пространства-времени, которые он определяет,
также должны быть инвариантными. Мир, в котором господствует вакуум, в межзвездных
масштабах должен подчиняться геометрии Евклида и быть неизменным во времени.
Следовательно, эволюция мира постепенно затухает, его пространственно-временной каркас,
на фоне которого продолжается космологическое расширение, становится все более
статичным. Что потом? Вероятно, начнется новый виток истории мира – замедление
расширения и сжатие Вселенной в одну точку. Так полагают сторонники теории «закрытой»
Вселенной, утверждающие, что она, подобно человеческому сердцу, пульсирует, то
сжимаясь, то расширяясь. И, значит, представляет собой гигантский вечный двигатель. Но
какие механизмы запускают этот процесс и поддерживают его в неизменном состоянии? На
этот вопрос ученым еще предстоит ответить, и эта задача не менее захватывающая, чем
выяснение обстоятельств рождения Вселенной. В то же время сторонники теории
«открытой» Вселенной считают, что она будет расширяться бесконечно долго, становясь все
более холодной, пустой и мертвой».
http://2012over.ru/mi-zhivem-v-mire-o-kotorom-ne-znaem-rovnim-schetom-nichego.html
Основная задача, которая стоит перед астрономами и физиками – выяснить
природу новой, антигравитационной силы. Большой андронный коллайдер создан для того
же. Каждая сила – это свои частицы, теперь нужно найти частицы, которые и
обеспечивают ускоренное расширение Вселенной.
Большой андронный коллайдер
Большим назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет
26 659 м; андронным – из-за того, что он ускоряет адроны, то есть тяжёлые частицы,
состоящие из кварков; коллайдером (англ. collide – сталкиваться) – из-за того, что пучки
частиц ускоряются в противоположных направлениях и сталкиваются в специальных точках
столкновения
53
2012 г. премия Крафорда «За доказательства того, что в центре Млечного Пути
находится сверхмассивная черная дыра».
Рейнхард Генцель (1953 г.)
Андреа Гиз (1966 г.)
Оба астронома пришли к одному и тому же выводу независимо друг от друга.
Начиная с 1992 года сотрудники института имени Макса Планка предприняли
тщательное измерение скоростей 39 звезд нашей Галактики. В результате измерений и
выяснилось, что все они действительно движутся по круговым орбитам относительно
притягивающей их центральной массы. Причем правильность формы орбит показывает, что
данная масса огромна – в 2,5 млн. раз превышает солнечную. Между тем телескопы и другие
наблюдательные приборы не видят в данном месте пространства ничего. Отсюда и
последовало логичное предположение: в центре Млечного Пути есть черная дыра.(http://secretspace.ru/index_8.html). С. Хокинг предсказывал наличие этой черной дыры (с. 30
данной работы)
2012 г. Премия Мильнера в категории «Фундаментальная физика» «За развитие
инфляционной космологии, включая теорию новой инфляции, бесконечной
хаотической инфляции и теорию множественных вселенных, а также за вклад в
развитие механизмов квантовой стабилизации в теории струн».
Некоммерческий фонд Fundamental Physics Prize создан «для поощрения
фундаментальных исследований в области происхождения и строения Вселенной».
«Ежегодная премия будет присуждаться как за выдающиеся открытия, так и за успехи в
популяризации фундаментальной физики. – Цель премии – поощрить ученых, достигших
выдающихся результатов, чтобы в будущем у них было больше научной свободы и
возможностей сделать еще больше открытий»
С 1989 г. работал в теоретическом отделе Европейской
организации по ядерным исследованиям ЦЕРН (CERN) в
Швейцарии. В 1990 г. Линде переехал в США, став профессором
физики Стэнфордского университета. Наиболее известное его
научное достижение – разработка новой инфляционной модели
Вселенной (хаотическая теория инфляции) в 1982 г. (первоначальная версия была предложена Аланом Гутом в 1981 г.).
Андрей Дмитриевич Линде (1948 г.)
19.8 Инфляционная модель Вселенной – гипотеза о
физическом состоянии и законе расширения Вселенной на ранней стадии Большого
Взрыва (при температуре выше 1028 K), предполагающая период ускоренного по сравнению
54
со стандартной моделью горячей Вселенной расширения. Предложена в 1981 Аланом Гутом
и Андреем Линде.
Наблюдения сверхновых типа Ia, проведённые в 1998 г. в рамках Supernova
Cosmology Project показали, что постоянная Хаббла меняется со временем таким образом
(ускорение расширения во времени), что даёт повод говорить о инфляционном характере
расширения Вселенной на современном этапе её эволюции. Неизвестный в настоящее время
(2005 г.) фактор, способный вызвать такое поведение, получил название темная энергия.
В основе теории лежит идея, что в очень ранний момент существования Вселенной,
когда она только-только родилась, был период чрезвычайно быстрого расширения в очень
специальном неустойчивом энергичном вакуумоподобном состоянии. После того как это
расширение произошло, Вселенная стала огромной, очень сильно растянулась.
А. Линде о сути теории: «Впервые модель такого типа предложил Алексей
Старобинский в 1979-м, затем Вячеслав Муханов сделал те самые предсказания, которые
позже были подтверждены экспериментально. В России эта теория сразу стала очень
популярной, но была она довольно сложной, и на Западе ее знали меньше. В 1980-м в США
Алан Гут придумал гораздо более простую теорию – он как раз и предложил термин
«инфляция». По разным причинам его теория не работала, и он сам это знал, но сумел всем
объяснить, почему инфляция была бы очень полезна. Затем я придумал, как ее исправить.
Исправлять пришлось очень много, так что в конце теория не очень походила на ее первый
вариант. Потом я увидел, что в самом простом варианте моей теории инфляция продолжает
идти бесконечно в некоторых частях Вселенной, и Вселенная сама себя воссоздает во всех ее
возможных вариантах. Вот за все это мне и дали сейчас премию».
В 2002 г. за разработку инфляционной концепции в космологии Алан Гут вместе с
Андреем Линде и Полом Стейнхардтом был отмечен медалью Дирака. В 2004 г. за работу
над теорией инфляционной Вселенной он вместе с Андреем Линде был удостоен
космологической премии Питера Грубера. В 2009 г. Гут был награждён медалью Ньютона за
создание инфляционной модели. Лауреат премии по Фундаментальной физике, учреждённой
Юрием Мильнером.
Алан Харви Гут (1947 г.).
«Представьте, что в начале инфляционного расширения, вы
находились в кусочке Вселенной, где законы науки были реализованы
каким-то конкретным способом. За счет расширения и так
называемых квантовых флуктуаций эти законы могут локально
измениться. После этого маленькая часть, где они изменились,
например, та, в которой вы находитесь, растягивается, становится
огромной. Те части, где возникли другие законы, точно так же
растянулись, как цветные пятна на надуваемом воздушном шарике.
Вселенная начинает походить на шахматную доску, только с большим количеством разных
цветов, каждый цвет – какой-то из типов физических законов. В одной из частей один тип
законов, в другой – другой тип законов, в третьей – третий тип законов. И разных типов
законов, согласно самой популярной теории элементарных частиц, основанной на теории
струн, может быть неимоверно огромное количество, оно оценивается как десять в
пятисотой степени.
55
Расширяющаяся Вселенная воздушного шара.
Рис. из книги «Кратчайшая история времени», с.73.
Итак, ваша Вселенная надувается и становится неимоверно пестрой, и каждое из
цветовых пятен само по себе огромно. Это и называется множественной Вселенной. Она
состоит из кусков настолько гигантских, что если вы в одном из них находитесь, то другие
уже не видите. И поэтому вам кажется, что вся Вселенная одного и того же типа. Но это
иллюзия, вы просто не видите других частей. Это представление о строении мира намного
более общее, чем то, что было у людей раньше, когда считалось, что вся Вселенная
покрашена краской одного цвета.
Наша теория – это единственный известный нам способ описать ряд
экспериментальных фактов. Если у вас есть только одно теоретическое объяснение, почему
энергия вакуума такая маленькая, почему масса протона и нейтрона так точно подогнаны и
так далее, это экспериментально подтверждает, что теория имеет право на жизнь. Нашлась
теория, которая дает ответы на множество вопросов устройства нашего мира, но только при
условии, что на больших расстояниях во Вселенной все устроено совершенно иначе»
http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/7870/
В декабре 2012 года отборочной комиссией премии Мильнера были присуждены две
специальные премии по фундаментальной физике. Первая досталась Стивену Хокингу
за открытие излучения черных дыр, его вклад в квантовую теорию гравитации и квантовые
аспекты эволюции ранней Вселенной.
Вторая – разделена между семью учеными, руководившими экспериментами
на Большом андронном коллайдере, в результате которых была открыта частица,
являющаяся по всем признакам бозоном Хиггса. Это руководители экспериментов
на детекторе ATLAS Питер Дженни, Фабиола Джианотти, лидеры группы, работавшей
на детекторе CMS, Мишель делла Негра, Теджиндер Сингх Вирди, Гвидо Тонелли, Джо
Инкандела, а также бывший руководитель коллайдера в целом Лин Эванс.
20. Стивен Хокинг – один из кооперации современников. О нем.
У Стивена Хокинга есть официальный сайт.
http://www.hawking.org.uk/ - личный сайт Стивена Хокинга. Сайт англоязычный. Есть
следующие разделы - Лекции. Публикации. Книги. Фотогалерея. Видео. Контакты.
Первая страница сайта
The Official Website
56
Stephen Hawking is the former Lucasian Professor of
Mathematics at the University of Cambridge and author of A Brief
History of Time which was an international bestseller. Now Director of
Research at the Centre for Theoretical Cosmology at Cambridge, his
other books for the general reader include A Briefer History of Time,
the essay collection Black Holes and Baby Universe and The Universe
in a Nutshell.
In 1963, Hawking contracted motor neurone disease and was
given two years to live. Yet he went on to Cambridge to become a
brilliant researcher and Professorial Fellow at Gonville and Caius
College. Since 1979 he has held the post of Lucasian Professor at
Cambridge, the chair held by Isaac Newton in 1663. Professor
Hawking has over a dozen honorary degrees and was awarded the
CBE in 1982. He is a fellow of the Royal Society and a Member of the US National Academy of
Science. Stephen Hawking is regarded as one of the most brilliant theoretical physicists since
Einstein.
21. Книги Хокинга на английском языке.
57
2. Публикации
Inflation with Negative Lambda. James B.Hartle. S.W. Hawking, Thomas Hertog. Jul 2012. 4 pp.
Accelerated Expansion from Negative Lambda. James B. Hartle (UC, Santa Barbara), S.W. Hawking (Cambridge
U., DAMTP), Thomas Hertog (Leuven U. & Intl. Solvay Inst., Brussels). May 2012. 28 pp.
The dreams that stuff is made of: The most astounding papers of quantum physics - and how they shook the
scientific world. Stephen Hawking, (ed.) (Cambridge U., DAMTP). 2011. 1071 pp. Published in Philadelphia, USA:
Running Pr. (2011) 1071 p.
Local Observation in Eternal inflation. James Hartle (UC, Santa Barbara), S.W. Hawking (Cambridge U.,DAMTP),
Thomas Hertog (APC, Paris & Intl. Solvay Inst., Brussels). Sep 2010. 4 pp. Published in Phys.Rev.Lett. 106 (2011)
141302.
The No-Boundary Measure in the Regime of Eternal Inflation. James Hartle (UC, Santa Barbara), S.W. Hawking
(Cambridge U., DAMTP), Thomas Hertog (APC, Paris & Intl. Solvay Inst., Brussels). Jan 2010. 29 pp. Published in
Phys.Rev. D82 (2010) 063510.
The Classical Universes of the No-Boundary Quantum State. James B. Hartle (UC, Santa Barbara), S.W. Hawking
(Cambridge U.,DAMTP), Thomas Hertog (APC, Paris & Intl. Solvay Inst., Brussels). Mar 2008. 46 pp.
No-Boundary Measure of the Universe. James B. Hartle (UC, Santa Barbara), S.W. Hawking (Cambridge U.,
DAMTP), Thomas Hertog (APC, Paris & Intl. Solvay Inst., Brussels). Nov 2007. 4 pp. Published in Phys.Rev.Lett. 100
(2008) 201301.
Volume Weighting in the No Boundary Proposal. S.W. Hawking. Oct 2007. 7 pp.
The measure of the universe. S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP). 2007. 6 pp. Published in AIP Conf.Proc. 957
(2007) 79-84.
Populating the landscape: A Top down approach. S.W. Hawking (Cambridge U.,
DAMTP), Thomas Hertog (CERN). CERN-PH-TH-2006-022. Feb 2006. 22 pp.
Published in Phys.Rev. D73 (2006) 123527.
Information loss in black holes. S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP). DAMTP2005-66. Jul 2005. 5 pp. Published in Phys.Rev. D72 (2005) 084013.
A non singular universe. S. Hawking (Cambridge U., DAMTP). 2005. 2 pp. Published
in
Phys.Scripta T117 (2005) 49-50.
A brief history of time. S. Hawking (Cambridge U., DAMTP), L. Mlodinow. 2005. 189 pp. Published in Reinbek,
Germany: Rowohlt (2005) 189 p.
Black holes and the information paradox. S. Hawking (Cambridge U., DAMTP). Jul 2004. 7 p.
The grand Stephen Hawking reader: Life and work. H. Mania, (ed.), S. Hawking. 2004. 291 pp. Published in
(rororo.
61655)
Cosmology from the top down. Stephen W. Hawking (Cambridge U., DAMTP). DAVISINFLATION-2003-PELLY.
May 2003. Published in In *Carr, Bernard (ed.): Universe or multiverse?* 91-98.
The illustrated theory of everything: The origin and fate of the universe. S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP).
2003. 119 pp. Published in Beverly Hills, USA: New Millennium Pr. (2003) 119 p.
Brane new world.Stephen Hawking (Cambridge U., DAMTP). Aug 2002. 7 pp. Published in Conf.Proc. C0208124
(2002) 1-7.
Why does inflation start at the top of the hill? S.W Hawking, Thomas Hertog (Cambridge U., DAMTP). Apr 2002.
21 pp. Published in Phys.Rev. D66 (2002) 123509.
58
Sixty years in a nutshell. S. Hawking (Newton Inst. Math. Sci., Cambridge). Jan 2002. Prepared for Workshop on
Conference on the Future of Conference: C02-01-07.7.
Chronology protection: Making the world safe for historians. S.W. Hawking. 2002. Published in In *Hawking, S.W.
et al.: The future of spacetime* 87-108.
The Future of space-time. S.W. Hawking, K.S. Thorne, I. Novikov, T. Ferris, A. Lightman, R. Price. 2002. 220 pp.
Published in New York, USA: Norton (2002) 220 p.
Why does inflation start at the top of the hill? S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP). Nov 2001. Prepared for
Conference: C01-11-13.1.
Living with ghosts. S.W. Hawking, Thomas Hertog (Cambridge U., DAMTP). Jul 2001. 13 pp. Published in Phys.Rev.
D65 (2002) 103515.
The universe in a nutshell. S. Hawking (Cambridge U., DAMTP). 2001. 224 pp. Published in Hamburg, Germany:
Hoffmann & Campe (2001) 224 p.
Trace anomaly driven inflation. S.W. Hawking, T. Hertog (Cambridge U., DAMTP), H.S. Reall (Queen Mary, U. of
London). DAMTP-2000-92, QMW-PH-00-10. Oct 2000. 40 pp. Published in Phys.Rev. D63 (2001) 083504.
Large N cosmology.S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP). Sep 2000. Prepared for Conference: C00-09-04.4.
Brane new world. S.W. Hawking, T. Hertog, H.S. Reall (Cambridge U., DAMTP). DAMTP-2000-25. Mar 2000. 28
pp. Published in Phys.Rev. D62 (2000) 043501.
Gravitational waves in open de Sitter space. S.W. Hawking, Thomas Hertog, Neil Turok (Cambridge U., DAMTP).
Mar 2000. 17 pp. Published in Phys.Rev. D62 (2000) 063502.
de Sitter entropy, quantum entanglement and AdS / CFT. Stephen Hawking (Cambridge U., DAMTP), Juan Martin
Maldacena, Andrew Strominger (Harvard U.). Feb 2000. 14 pp. Published in JHEP 0105 (2001) 001.
Stability of AdS and phase transitions. S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP). 2000.
Published in
Class.Quant.Grav. 17 (2000) 1093-1099.
Brane world black holes. A. Chamblin, S.W. Hawking, H.S. Reall (Cambridge U., DAMTP). DAMTP-1999-133. Sep
1999. 9 pp. Published in Phys.Rev. D61 (2000) 065007.
Charged and rotating AdS black holes and their CFT duals. S.W. Hawking, H.S. Reall (Cambridge U., DAMTP).
DAMTP-R-99-108. Aug 1999. 18 pp. Published in Phys.Rev. D61 (2000) 024014.
Primordial black holes: Pair creation, Lorentzian condition, and evaporation. R. Bousso (Stanford U., Phys.
Dept.), S.W. Hawking (Cambridge U.). 1999. Published in Int.J.Theor.Phys. 38 (1999) 1227.
A debate on open inflation. S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP). Nov 1998. Published in AIP Conf.Proc. 478
(1999) 15-22.
Rotation and the AdS / CFT correspondence. S.W. Hawking, C.J. Hunter, Marika Taylor (Cambridge U.,
DAMTP). Nov 1998. 24 pp. Published in Phys.Rev. D59 (1999) 064005.
Nut charge, anti-de Sitter space and entropy. S.W. Hawking, C.J. Hunter (Cambridge U.), Don N. Page (Alberta U.).
DAMTP-98-122. Sep 1998. 13 pp. Published in Phys.Rev. D59 (1999) 044033.
Gravitational entropy and global structure. S.W. Hawking, C.J. Hunter (Cambridge U.). DAMTP-98-104. Aug
1998. 19 pp. Published in Phys.Rev. D59 (1999) 044025.
Open inflation. S.W. Hawking (CAMBRIDGE U.). Aug 1998. Prepared for 2nd Samos Meeting on Cosmology,
Geometry and Re Conference: C98-08-31.4.
Lorentzian condition in quantum gravity. Raphael Bousso (Stanford U., Phys. Dept.), Stephen W.
Hawking (Cambridge U.). SU-ITP-98-26, DAMTP-98-87. Jul 1998. 14 pp. Published in Phys.Rev. D59 (1999) 103501,
Erratum-ibid. D60 (1999) 109903.
59
Inflation, singular instantons and eleven-dimensional cosmology. S.W. Hawking, Harvey S. Reall (Cambridge U.).
DAMTP-98-85. Jul 1998. 19 pp. Published in Phys.Rev. D59 (1999) 023502.
Open inflation, the four form and the cosmological constant. Neil Turok, S.W. Hawking (Cambridge U.). Mar 1998.
11 pp. Published in Phys.Lett. B432 (1998) 271-278.
Open inflation without false vacua. S.W. Hawking, Neil Turok (Cambridge U.). Feb 1998. 10 pp. Published in
Phys.Lett. B425 (1998) 25-32.
Comment on 'quantum creation of an open universe', by Andrei Linde. S.W. Hawking, Neil Turok (Cambridge
U.). Feb 1998. 4 pp.
Is information lost in black holes?. S.W. Hawking (Cambridge U.). 1998. Published in In *Wald, R.M. (ed.): Black
holes and relativistic stars* 221-240.
Bulk charges in eleven-dimensions. S.W. Hawking, Marika Taylor (Cambridge U.). DAMTP-R-97-52. Nov 1997. 26
pp. Published in Phys.Rev. D58 (1998) 025006.
Evaporation of cosmological black holes. R. Bousso (Stanford U., Phys. Dept.), S.W. Hawking (Cambridge
U., DAMTP). Nov 1997. 14 pp. Prepared for Conference: C97-11-11.1.
(Anti)evaporation of Schwarzschild-de Sitter black holes. Raphael Bousso, Stephen W. Hawking (Cambridge U.).
DAMTP-R-97-26. Sep 1997. 16 pp. Published in Phys.Rev. D57 (1998) 2436-2442.
Models for chronology selection. M.J. Cassidy, S.W. Hawking (Cambridge U.). DAMTP-R-97-47. Sep 1997. 20 pp.
Published in Phys.Rev. D57 (1998) 2372-2380.
Evaporation of primordial black holes. S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP). Aug 1997. Prepared for 6th
Conference on Quantum Mechanics of Conference: C97-11-11.1.
Trace anomaly of dilaton coupled scalars in two-dimensions. Raphael Bousso, Stephen W. Hawking (Cambridge
U.). DAMTP-R-97-25. May 1997. 11 pp. Published in Phys.Rev. D56 (1997) 7788-7791.
Loss of quantum coherence through scattering off virtual black holes. S.W. Hawking (Cambridge U.), Simon F.
Ross (UC, Santa Barbara). DAMTP-R-97-21, UCSB-TH-97-08. May 1997. 29 pp. Published in Phys.Rev. D56 (1997)
6403-6415.
Evolution of near extremal black holes. S.W. Hawking, Marika Taylor (Cambridge U.). DAMTP-R-96-56. Feb 1997.
25 pp. Published in Phys.Rev. D55 (1997) 7680-7692.
Evaporation of cosmological black holes. R. Bousso (Stanford U., Phys. Dept.), S.W. Hawking (Cambridge
U., DAMTP). 1997. Published in In *Ambleside 1997, Particle physics and the early universe* 481-494.
The Nature of space and time. S.W. Hawking, R. Penrose. Jul 1996. Published in Sci.Am. 275 (1996) 44-49.
Pair creation of black holes during inflation. Raphael Bousso, Stephen W. Hawking (Cambridge U.). DAMTP-R-9633. Jun 1996. 29 pp. Published in Phys.Rev. D54 (1996) 6312-6322.
Loss of information in black holes. S. Hawking (Cambridge U., DAMTP). Jun 1996. Prepared for Conference on
Geometric Issues in Foundations Conference: C96-06-25.2.
Primordial black holes: Tunneling versus no boundary proposal. Raphael Bousso, Stephen W. Hawking
(Cambridge U., DAMTP). DAMTP-R-96-34, C96-05-25. May 1996. 14 pp. Published in Grav.Cosmol.Suppl. 4 (1998)
28-37.
Pair creation and evolution of black holes in inflation. Raphael Bousso, Stephen W. Hawking (Cambridge U.).
DAMTP-R-96-35, C96-05-26. May 1996. 8 pp. Published in Helv.Phys.Acta 69 (1996) 261-264.
The Gravitational Hamiltonian in the presence of nonorthogonal boundaries. S.W. Hawking, C.J. Hunter
(Cambridge U.). DAMTP-R-96-9. Mar 1996. 19 pp. Published in Class.Quant.Grav. 13 (1996) 2735-2752.
60
Black holes in inflation. R. Bousso, S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP). 1996. Published in
Nucl.Phys.Proc.Suppl.
57
(1997)
201-205.
The Nature of space and time. S. Hawking, R. Penrose. 1996. Published in Princeton, USA: Univ. Pr. (1996) 141 p.
(The Isaac Newton Institute series of lectures).
Virtual black holes. S.W. Hawking (Cambridge U.). DAMTP-R-95-50. Oct 1995. 24 pp. Published in Phys.Rev. D53
(1996) 3099-3107.
The Probability for primordial black holes. R. Bousso, S.W. Hawking (Cambridge U.). DAMTP-R-95-33. Jun
1995. 15 pp. Published in Phys.Rev. D52 (1995) 5659-5664.
Pair production of black holes on cosmic strings. S.W. Hawking, Simon F. Ross (Cambridge U.). DAMTP-R-95-30.
Jun 1995. 9 pp. Published in Phys.Rev.Lett. 75 (1995) 3382-3385.
Duality between electric and magnetic black holes. S.W. Hawking, Simon F. Ross (Cambridge U.). DAMTP-R-95-8.
Apr 1995. 16 pp. Published in Phys.Rev. D52 (1995) 5865-5876.
The Gravitational Hamiltonian, action, entropy and surface terms. S.W. Hawking (Cambridge U.), Gary T.
Horowitz (UC, Santa Barbara). DAMTP-R-94-52, UCSBTH-94-37. Jan 1995. 13 pp. Published in Class.Quant.Grav.
13 (1996) 1487-1498.
Quantum coherence and closed timelike curves. S.W. Hawking (Cambridge U.). DAMTP-R-95-04. Jan 1995. 12 pp.
Published in Phys.Rev. D52 (1995) 5681-5686.
Black holes and baby universes and other essays. S. Hawking. 1995. Published in Toronto, Canada: Bantam Books
(1994) 172 p.
Entropy, Area, and black hole pairs. S.W. Hawking, Gary T. Horowitz (Newton Inst. Math. Sci., Cambridge), Simon
F. Ross (Cambridge U.). NI-94-012, DAMTP-R-94-26, UCSBTH-94-25. Sep 1994. 24 pp. Published in Phys.Rev. D51
(1995) 4302-4314.
Nature of space and time. S.W. Hawking (Cambridge U.). Sep 1994. 62 pp.
Euclidean quantum gravity. G.W. Gibbons, (ed.), S.W. Hawking, (ed.) (Cambridge U.). 1994. Published in
Singapore, Singapore: World Scientific (1993) 586 p.
The Superscattering matrix for two-dimensional black holes. S.W. Hawking (Cambridge U. & Caltech). Nov 1993.
12 pp. Published in Phys.Rev. D50 (1994) 3982-3986.
Quantum coherence in two-dimensions. S.W. Hawking, J.D. Hayward (Cambridge U. & Caltech). CALT-68-1861,
DAMTP-R-93-12. Mar 1993. 14 pp. Published in Phys.Rev. D49 (1994) 5252-5256.
Supersymmetric Bianchi models and the square root of the Wheeler-DeWitt equation. P.D. D'Eath, S.W. Hawking
(Cambridge U.), O. Obregon (Guanajuato U., FIMEE). DAMTP-R-92-44. Feb 23, 1993. 11 pp. Published in Phys.Lett.
B300 (1993) 44-48.
The Origin of time asymmetry. S.W. Hawking (Cambridge U.), R. Laflamme (Cambridge U. & Los Alamos), G.W.
Lyons (Cambridge U.). PRINT-93-0178 (DAMTP,CAMBRIDGE). Feb 12, 1993. 41 pp. Published in Phys.Rev. D47
(1993) 5342-5356.
Einstein's dream: Expeditions to the frontiers of space-time. Black holes and baby universes and other essays.
(In German). S.W. Hawking. 1993. Published in Reinbek, Germany: Rowohlt (1993) 190 p.
Naked and thunderbolt singularities in black hole evaporation. S.W. Hawking, J.M. Stewart (Cambridge U.).
PRINT-92-0362 (DAMTP,CAMBRIDGE), DAMTP-R-92-37. Jul 1992. 28 pp. Published in Nucl.Phys. B400 (1993)
393-415.
Evaporation of two-dimensional black holes. S.W. Hawking (Caltech & Cambridge U.). CALT-68-1774. Mar
20, 1992. 11 pp. Published in Phys.Rev.Lett. 69 (1992) 406-409.
61
Kinks and topology change. G.W. Gibbons, S.W. Hawking (Cambridge U.). 1992. Published in Phys.Rev.Lett. 69
(1992) 1719-1721
Evaporation of two-dimensional black holes. S.W. Hawking (Cambridge U.). 1992. Published in In *Trieste 1992,
Proceedings, The renaissance of general relativity and cosmology* 274-286.
Selection rules for topology change. G.W. Gibbons, S.W. Hawking (Cambridge U.). PRINT-91-0452
(DAMTP,CAMBRIDGE). Nov 12, 1991. 14 pp. Published in Commun.Math.Phys. 148 (1992) 345-352.
The no boundary condition and the arrow of time. S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP). Sep 1991. Prepared for
NATO Workshop on the Physical Origin of Conference: C91-09-30.4.
The Chronology protection conjecture. S.W. Hawking (Cambridge U.). DAMTP-R-91-15. Jul 1991. 24 pp.
Published
in
Phys.Rev.
D46
(1992)
603-611.
Wormholes in string theory. Alex Lyons (Alberta U.), S.W. Hawking (Cambridge U.). ALBERTA-THY-5-91. May
1991. 40 pp. Published in Phys.Rev. D44 (1991) 3802-3818.
The Alpha parameters of wormholes. S.W. Hawking (Cambridge U.). 1991. Published in Phys.Scripta T36 (1991)
222-227.
The chronology protection conjecture. S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP). 1991. Published in In *Kyoto 1991,
Recent developments in theoretical and experimental general relativity, gravitation and relativistic field theories, pt.
A* 3-13.
Beginning or end? Inaugural lecture. (In German). S. Hawking, (ed.) (Cambridge U.). 1991. Published in
Paderborn, Germany: Junfermann (1991) 43 p.
The Effective action for wormholes. S.W. Hawking (Cambridge U.). PRINT-90-0682 (CAMBRIDGE). Nov 23, 1990.
19 pp. Published in Nucl.Phys. B363 (1991) 117-131.
The beginning of the universe. S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP). Sep 1990. Prepared for (IUPAP)
International Conference on Primordial Conference: C90-09-04.2.
The spectrum of wormholes. S.W. Hawking (Santa Barbara, KITP & Cambridge U.), Don N. Page (Santa Barbara,
KITP & Penn State U. & Alberta U.). NSF-ITP-90-76. Jun 17, 1990. 37 pp. Published in Phys.Rev. D42 (1990) 26552663.
Gravitational radiation from collapsing cosmic string loops. S.W. Hawking (Cambridge U.). DAMTP/R-90-14. Apr
1990. 7 pp. Published in Phys.Lett. B246 (1990) 36-38.
Wormholes and nonsimply connected manifolds. S.W. Hawking (Cambridge U.). DAMTP-R-90-13. Jan 1990.
23 pp. Published in In *Jerusalem 1989, Proceedings, Quantum cosmology and baby universes* 245-267 and
Cambridge Univ. - DAMTP-R-90-13 (90,rec.Jul.) 23 p.
Baby universes. 2. S.W. Hawking (Cambridge U.). 1990. Published in Mod.Phys.Lett. A5 (1990) 453-466.
Wormholes in dimensions 1 - 4. S.W. Hawking (Cambridge U.). 1990. Published in In *Boston 1990, Proceedings,
Particles, strings and cosmology* 623-634. (see HIGH ENERGY PHYSICS INDEX 29 (1991) No.9950.)
The Formation and evolution of cosmic strings. Proceedings, Workshop, Cambridge, UK, July 3-7, 1989. G.W.
Gibbons, (ed.), S.W. Hawking, (ed.), T. Vachaspati, (ed.) (Cambridge U. & Tufts U.). 1990. Published in Cambridge,
UK: Univ. Pr. (1990) 542 p.
Do Wormholes Fix The Constants Of Nature?. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-89-0795 (CAMBRIDGE),
DAMTP/R-89/13. May 1989. 12 pp. Published in Nucl.Phys. B335 (1990) 155.
The Edge Of Space-time. S. Hawking (Cambridge U.). 1989. Published in IN *DAVIES, P. (ED.): THE NEW
PHYSICS* 61-69.
62
Baby Universes And The Nonrenormalizability Of Gravity. S.W. Hawking, R. Laflamme (Cambridge U.). Print-880290(CAMBRIDGE), DAMTP/R-88/3. Mar 1988. 6 pp. Published in Phys.Lett. B209 (1988) 39.
Wormholes in Space-Time. S.W. Hawking (Cambridge U.). 1988. Published in Phys.Rev. D37 (1988) 904-910.
Baby universes. S.W. Hawking (Cambridge U.). 1988. Published in In *Leningrad 1988, Proceedings, A.A.
Friedmann:Centenary volume* 81-92.
A Brief History Of Time: From The Big Bang To Black Holes. (in German). S.W. Hawking. 1988. Published in
REINBEK, F.R. GERMANY: ROWOHLT (1988) 238p.
Quantum Cosmology. S.W. Hawking (Cambridge U.). 1988. Published in IN *FANG, LI-ZHI (ED.), RUFFINI, R.
(ED.): QUANTUM COSMOLOGY*, 190-235 AND PREPRINT - HAWKING, S.W. (83,REC.DEC.) 64 P.
The Quantum Theory Of The Universe. S.W. Hawking (Cambridge U.). 1988. Published in IN *JERUSALEM
1983/84, PROCEEDINGS, INTERSECTION BETWEEN ELEMENTARY PARTICLE PHYSICS AND COSMOLOGY*,
71-97.
Black Holes From Cosmic Strings. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-88-0310 (CAMBRIDGE). Dec 1987. 5 pp.
Published in Phys.Lett. B231 (1989) 237.
The Direction Of Time. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-87-0849 (DAMTP). Nov 10, 1987. 10 pp. Published in
New Sci. 115 (1987) 46.
How probable is inflation?. S.W. Hawking (Cambridge U.), Don N. Page (Penn State U.). Print-87-0739 (PENN
STATE). Jun 1987. 30 pp. Published in Nucl.Phys. B298 (1988) 789-809.
The Origin Of The Universe. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-87-0841 (CAMBRIDGE). Jun 1987. 10 pp.
The Ground State Of The Universe. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-87-0845 (CAMBRIDGE), C87/05/01.2.
May 1987. 3 pp. Closing Remarks given at Conference: C87-05-01.2.
Quantum Coherence Down the Wormhole. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-87-0842 (CAMBRIDGE). Apr
1987. 12 pp. Published in Phys.Lett. B195 (1987) 337.
The Schrodinger Equation In Quantum Cosmology And String Theory. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-870843 (CAMBRIDGE). Mar 1987. 10 pp.
Three Hundred Years Of Gravitation. S.W. Hawking, (Ed.), W. Israel, (Ed.). 1987. Published in Cambridge, UK:
Univ. Pr. (1987). 684 p.
Quantum Cosmology. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-87-0166 (CAMBRIDGE), C87/06/29. Dec 1986. 31 pp.
Published in In *Hawking, S.W. (ed.), Israel, W. (ed.): Three hundred years of gravitation*, 631-651 and Preprint Hawking, S.W. (86,rec.Jan.87) 31 p.
A Natural Measure On The Set Of All Universes. G.W. Gibbons, S.W. Hawking, J.M. Stewart (Cambridge
U.).PRINT-86-1241. Oct 14, 1986. 19 pp. Published in Nucl.Phys. B281 (1987) 736.
The Density Matrix Of The Universe. S.W. Hawking (Cambridge U.). PRINT-86-0918 (CAMBRIDGE). Apr 1986.
10 pp. Published in Phys.Scripta T15 (1987) 151.
Lectures On Quantum Cosmology. S.W. Hawking (Cambridge U.). 1986. Published in In *Kyoto 1985, Proceedings,
Quantum Gravity and Cosmology*, 170-206.
Lectures On
Quantum
Cosmology
S.W.
Hawking
(Cambridge
U.).
1986.
Published in In *De Vega, H.j. ( Ed.), Sanchez, N. ( Ed.): Field Theory, Quantum Gravity and Strings*, 1-45.
Who's Afraid Of (higher Derivative) Ghosts? S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-86-0124 (CAMBRIDGE). Sep
1985. 16 pp. Published in IN *BATALIN, I.A. (ED.) ET AL.: QUANTUM FIELD THEORY AND QUANTUM
STATISTICS, VOL. 2*, 129-139.
63
Operator Ordering and the Flatness of the Universe. S.W. Hawking (Cambridge U.), Don N. Page (Penn State U.).
PRINT-85-0503 (PENN-STATE). Apr 1985. 21 pp. Published in Nucl.Phys. B264 (1986) 185-196.
The Arrow Of Time In Cosmology. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-85-0492 (CAMBRIDGE). Apr 1985.23 pp.
Published in Phys.Rev. D32 (1985) 2489.
Quantum Cosmology - Beyond Minisuperspace. J. Halliwell, S. Hawking (Cambridge U.). 1985. Published in In
*Rome 1985, Proceedings, General Relativity, Pt. A*, 65-83.
The Quantum Mechanics Of The Universe. S.W. Hawking (Cambridge U.). 1985. Published in In *Geneva 1983,
Proceedings, Large-scale Structure Of The Universe, Cosmology and Fundamental Physics*, 415-422.
The Origin of Structure in the Universe. J.J. Halliwell, S.W. Hawking (Cambridge U. & Munich, Max Planck Inst.).
Print-85-0265 (CAMBRIDGE). Oct 1984. 48 pp. Published in Phys.Rev. D31 (1985) 1777.
Limits On Inflationary Models Of The Universe. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-85-0067 (CAMBRIDGE).
Sep 1984. 8 pp. Published in Phys.Lett. B150 (1985) 339.
Higher Derivatives In Quantum Cosmology. 1. The Isotropic Case. S.W. Hawking, J.C. Luttrell (Cambridge U.).
Print-84-0711 (CAMBRIDGE). Aug 1984. 16 pp. Published in Nucl.Phys. B247 (1984) 250.
Nontrivial Topologies In Quantum Gravity. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-84-0714 (CAMBRIDGE). Aug
1984. 16 pp. Published in Nucl.Phys. B244 (1984) 135.
Numerical Calculations Of Minisuperspace Cosmological Models. S.W. Hawking, Z.C. Wu (Cambridge U.). Print84-0913 (CAMBRIDGE). Jul 1984. 18 pp. Published in Phys.Lett. B151 (1985) 15.
The
Isotropy Of The Universe. Stephen W. Hawking, Julian C. Luttrell (Cambridge U.). Print-84-0479
(CAMBRIDGE). Jun 1984. 8 pp. Published in Phys.Lett. B143 (1984) 83.
The Cosmological Constant Is Probably Zero. S.W. Hawking (Cambridge U.).Print-84-0116 (CAMBRIDGE). Feb
1984. 5 pp. Published in Phys.Lett. B134 (1984) 403.
Quantum Fluctuations As The Cause Of Inhomogeneity In The Universe. J. Halliwell, S.W. Hawking
(Cambridge U.). 1984. Published in In *Moscow 1984, Proceedings, Quantum Gravity*, 509-565.
The Very Early Universe. Proceedings, Nuffield Workshop, Cambridge, Uk, June 21 - July 9, 1982. G.W.
Gibbons, (Ed.), S.W. Hawking, (Ed.), S.T.C. Siklos, (Ed.). 1984. Published in Cambridge, Uk: Univ. Pr. ( 1983) 480p.
The Quantum State of the Universe. S.W. Hawking (Cambridge U.). PRINT-84-0117 (CAMBRIDGE). Nov 1983. 28
pp. Published in Nucl.Phys. B239 (1984) 257.
The Unification Of Physics. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-84-0115 (CAMBRIDGE). Aug 1983. 10 pp.
Wave Function of the Universe. J.B. Hartle (Chicago U., EFI& Santa Barbara, KITP), S.W. Hawking (Cambridge U.
& Santa Barbara, KITP). PRINT-83-0937 (CAMBRIDGE). Jul 983. 46 pp. Published in Phys.Rev. D28 (1983) 29602975.
Quantum Cosmology. S.W. Hawking (Cambridge U.). PRINT-84-0114 (CAMBRIDGE), C83-06-27.1. Jul 1983. 64
pp. Published in In *Les Houches 1983, Proceedings, Relativity, Groups and Topology, Ii*, 333-379 and Preprint HAWKING, S.W. (83,REC.DEC.) 64p.
Euclidean Approach To The Inflationary Universe. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-83-0318 (CAMBRIDGE).
Apr 1983. 10 pp. Published in In *Cambridge 1982, Proceedings, The Very Early Universe*, 287-296 and Preprint HAWKING, S.W. (REC.APR.83) 12p.
The Boundary
Conditions
For
Gauged Supergravity.
S.W.
Hawking
(Cambridge
U.).
Print-83-0317
(CAMBRIDGE). Mar 1983. 11 pp. Published in Phys.Lett. B126 (1983) 175.
Fluctuations In The Inflationary Universe. S.W. Hawking (Cambridge U.), I.G. Moss (Newcastle upon Tyne U.).
PRINT-83-0316 (CAMBRIDGE). Dec 1982. 20 pp. Published in Nucl.Phys. B224 (1983) 180.
64
Thermodynamics of Black Holes in anti-De Sitter Space. S.W. Hawking (Cambridge U.), Don N. Page (Penn State
U.). PRINT-83-0019 (CAMBRIDGE). Jul 1982. 18 pp.Published in Commun.Math.Phys. 87 (1983) 577.
Positive Mass Theorems For Black Holes. G.W. Gibbons, S.W. Hawking (Cambridge U.), Gary T. Horowitz
(Princeton, Inst. Advanced Study), Malcolm J. Perry (Princeton U.). Print-82-0505 (PRINCETON). Jul 1982. 25 pp.
Published in Commun.Math.Phys. 88 (1983) 295.
The Development of Irregularities in a Single Bubble Inflationary Universe. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print83-0015 (CAMBRIDGE). Jun 1982. 8 pp. Published in Phys.Lett. B115 (1982) 295.
The Unpredictability of Quantum Gravity. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-83-0017 (CAMBRIDGE). May
1982. 29 pp. Published in Commun.Math.Phys. 87 (1982) 395-415.
Bubble Collisions in the Very Early Universe. S.W. Hawking, I.G. Moss, J.M. Stewart (Cambridge U.). Print-820180 (CAMBRIDGE). Mar 1982. 33 pp. Published in Phys.Rev. D26 (1982) 268.
Supercooled Phase Transitions in the Very Early Universe. S.W. Hawking, I.G. Moss (Cambridge U.). Print-820181 (CAMBRIDGE). Dec 1981. 9 pp. Published in Phys.Lett. B110 (1982) 35.
The Boundary Conditions Of The Universe. S.W. Hawking (Cambridge U.). PRINT-82-0179 (CAMBRIDGE). Sep
1981. 11 pp. Published in Pontif.Acad.Sci.Scrivaria 48 (1982) 563-574.
The Cosmological Constant And The Weak Anthropic Principle. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-82-0177
(CAMBRIDGE). Aug 1981. 9 pp. Published in In *London 1981, Proceedings, Quantum Structure Of Space and
Time*, 423-432.
Is The End In Sight For Theoretical Physics?. S.W. Hawking (Cambridge U.). PRINT-81-0004 (CAMBRIDGE). Jan
1981. 17 pp. Published in Phys.Bull. 32 (1981) 15-17.
The Loss Of Quantum Coherence Due To Virtual Black Holes. S.W. Hawking (Cambridge U.). 1981. Published in
In *Moscow 1981, Proceedings, Quantum Gravity*, 19-28.
Why Is The Apparent Cosmological Constant Zero? (talk). S.W. Hawking (Cambridge U.). 1981. Published in In
*Muenchen 1981, Proceedings, Unified Theories Of Elementary Particles*, 167-175.
Superspace And Supergravity. Proceedings, Nuffield Workshop, Cambridge, Uk, June 16 - July 12, 1980. S.W.
Hawking, (ed.), M. Rocek, (ed.). 1981. Published in Cambridge, Uk: Univ. Pr. ( 1981) 527p.
Interacting Quantum Fields Around A Black Hole. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-81-0251 (CAMBRIDGE).
Dec 1980. 40 pp. Published in Commun.Math.Phys. 80 (1981) 421.
Acausal Propagation In Quantum Gravity. S.W. Hawking (Cambridge U.). PRINT-80-0866 (CAMBRIDGE), C8004-15. Apr 1980. 22 pp. Published in In *Oxford 1980, Proceedings, Quantum Gravity 2*, 393-415.
The Path Integral Approach To Quantum Gravity. S.W. Hawking (Cambridge U.). 1980. Published in In
*Hawking, S.W., Israel, W.: General Relativity*, 746-789.
Introductory Survey. S.W. Hawking (Cambridge U.), W. Israel (Alberta U.). 1980. Published in In *Hawking, S.W.,
Israel, W.: General Relativity*, 1-23.
Quantum Gravitational Bubbles. S.W. Hawking, Don N. Page, C.N. Pope (Cambridge U.). Print-80-0053
(CAMBRIDGE). Oct 1979. 33 pp. Published in Nucl.Phys. B170 (1980) 283-306.
Yang-mills Instantons And The S Matrix. S.W. Hawking, C.N. Pope (Cambridge U.). Print-79-0654
(CAMBRIDGE). Apr 1979. 32 pp. Published in Nucl.Phys. B161 (1979) 93.
Space-Time Foam. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-79-0038 (CAMBRIDGE). Jan 1979. 24 pp. Published in
Nucl.Phys. B144 (1978) 349-362.
Gravitational Multi – Instantons. G.W. Gibbons, S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-79-0042 (CAMBRIDGE). Jan
1979. 6 pp. Published in Phys.Lett. B78 (1978) 430.
65
Symmetry Breaking By Instantons In Supergravity. S.W. Hawking, C.N. Pope (Cambridge U.). Print-79-0043
(CAMBRIDGE). Jan 1979. 22 pp. Published in Nucl.Phys. B146 (1978) 381.
The Propagation Of Particles In Space-time Foam. S.W. Hawking, Don N. Page, C.N. Pope (Cambridge U.). 1979.
Published in Phys.Lett. B86 (1979) 175-178.
Classification of Gravitational Instanton Symmetries. G.W. Gibbons, S.W. Hawking (Cambridge U.). 1979.
Published in Commun.Math.Phys. 66 (1979) 291-310.
Relativity Today. S. Hawking (Cambridge U.), W. Israel (Alberta U.). 1979. Published in New Sci. 81 (1979) 761763.
General Relativity. An Einstein Centenary Survey. S.W. Hawking (Cambridge U.), W. Israel (Alberta U.). 1979.
Published in Cambridge, United Kingdom: Univ.Pr.(1979) 919p.
Theoretical Advances In General Relativity. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-79-0595 (CAMBRIDGE). Nov
1978. 16 pp.
Euclidean Quantum Gravity. Stephen W. Hawking (Cambridge U.). PRINT-78-0745 (CAMBRIDGE), C78-07-10.12. Jul 1978. 30 pp. Published in NATO Adv.Study Inst.Ser.B Phys. 44 (1979) 145.
Path Integrals and the Indefiniteness of the Gravitational Action. G.W. Gibbons (Munich, Max Planck Inst. &
Cambridge U.), S.W. Hawking, M.J. Perry (Cambridge U.). PRINT-78-0375 (CAMBRIDGE). Apr 1978. 14 pp.
Published in Nucl.Phys. B138 (1978) 141.
Quantum Gravity and Path Integrals. S.W. Hawking (Cambridge U. & Caltech). 1978. Published in Phys.Rev. D18
(1978) 1747-1753.
Generalized Spin Structures in Quantum Gravity. S.W. Hawking, C.N. Pope (Cambridge U.). Print-78-0374
(CAMBRIDGE). Nov 1977. 6 pp. Published in Phys.Lett. B73 (1978) 42-44.
Cosmological Event Horizons, Thermodynamics, and Particle Creation. G.W. Gibbons, S.W. Hawking
(Cambridge U.). 1977. Published in Phys.Rev. D15 (1977) 2738-2751.
The Quantum Mechanics of Black Holes. S.W. Hawking. 1977. Published in Sci.Am. 236 (1977) 34-49.
Black Holes and Unpredictability. S.W. Hawking (Cambridge U.). PRINT-77-0292 (CAMBRIDGE). Dec 1976. 6 pp.
Published in Phys.Bull. 29 (1978) 23-24.
Gravitational Instantons. S.W. Hawking (Cambridge U.). Print-77-0294 (CAMBRIDGE). Dec 1976. 8 pp. Published
in Phys.Lett. A60 (1977) 81.
Zeta Function Regularization of Path Integrals in Curved Space-Time. S.W. Hawking (Cambridge U.). PRINT-770293 (CAMBRIDGE). Dec 1976. 29 pp. Published in Commun.Math.Phys. 55 (1977) 133.
Action Integrals and Partition Functions in Quantum Gravity. G.W. Gibbons, S.W. Hawking (Cambridge U.).
PRINT-76-0995 (CAMBRIDGE). Sep 1976. 14 pp. Published in Phys.Rev. D15 (1977) 2752-2756.
Gamma rays from primordial black holes. Don N. Page, S.W. Hawking. May 1976. 7 pp. Published in Astrophys.J.
206 (1976) 1-7.
Breakdown of Predictability in Gravitational Collapse. S.W. Hawking (Cambridge U. & Caltech). 1976. Published
in Phys.Rev. D14 (1976) 2460-2473.
Path Integral Derivation of Black Hole Radiance. J.B. Hartle, S.W. Hawking (UC, Santa Barbara & Caltech &
Cambridge U.). 1976. Published in Phys.Rev. D13 (1976) 2188-2203.
Black Holes and Thermodynamics. S.W. Hawking (Caltech & Cambridge U.). 1976. Published in Phys.Rev. D13
(1976) 191-197.
66
A New Topology for Curved Space-Time Which Incorporates the Causal, Differential, and Conformal
Structures. S.W. Hawking (Cambridge U. & Caltech), A.R. King, P.J. Mccarthy. 1976. Published in J.Math.Phys. 17
(1976) 174-181.
Particle Creation by Black Holes. S.W. Hawking (Cambridge U.). Aug 1975.
22 pp. Published in
Commun.Math.Phys. 43 (1975) 199-220, Erratum-ibid. 46 (1976) 206-206.
Black hole explosions. S.W. Hawking (Cambridge U.). Mar 1974. 2 pp. Published in Nature 248 (1974) 30-31.
Black holes in the early Universe. Bernard J. Carr, S.W. Hawking (Cambridge U., Inst. of Astron. & Cambridge U.,
DAMTP). Feb 1974. 17 pp. Published in Mon.Not.Roy.Astron.Soc. 168 (1974) 399-415.
Causally continuous space-times. S.W. Hawking, R.K. Sachs. 1974. Published in Commun.Math.Phys. 35 (1974) 287296.
A Variational principle for black holes. S.W. Hawking. 1973. Published in Commun.Math.Phys. 33 (1973) 323-334.
The Four laws of black hole mechanics. James M. Bardeen (Yale U.), B. Carter, S.W. Hawking (Cambridge U.).
1973. Published in Commun.Math.Phys. 31 (1973) 161-170.
The Large scale structure of space-time. S.W. Hawking, G.F.R. Ellis. 1973. 391 pp. Published in Cambridge
University Press, Cambridge, 1973.
Why is the Universe isotropic?. C.B. Collins, S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP & Cambridge U.). Sep 1972.
18 pp. Published in Astrophys.J. 180 (1973) 317-334.
Solutions of the Einstein-Maxwell equations with many black holes. J.B. Hartle, S.W. Hawking. Jun
1972. Published in Commun.Math.Phys. 26 (1972) 87-101.
Energy and angular momentum flow into a black hole. S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP), J.B. Hartle (UC,
Santa Barbara). 1972. Published in Commun.Math.Phys. 27 (1972) 283-290.
Gravitational radiation - the theoretical aspect. S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP). 1972. Published in
Contemp.Phys. 13 (1972) 273-282.
Black holes in the Brans-Dicke theory of gravitation. S.W. Hawking (Cambridge U.). 1972. Published in
Commun.Math.Phys. 25 (1972) 167-171.
Theory of the detection of short bursts of gravitational radiation. G.W. Gibbons, S.W. Hawking (Cambridge U.,
DAMTP). 1972. Published in Phys.Rev. D4 (1971) 2191-2197.
Black holes in general relativity. S.W. Hawking (Cambridge U.). Oct 1971. Published in Commun.Math.Phys. 25
(1972) 152-166.
Gravitational radiation from colliding black holes. S.W. Hawking (Cambridge U.). Mar 1971. Published in
Phys.Rev.Lett. 26 (1971) 1344-1346.
Evidence for black holes in binary star systems. S.W. Hawking, G.W. Gibbons. 1971. Published in Nature 232
(1971) 465.
The Definition and occurrence of singularities in general relativity. Stephen Hawking. 1971. Published in
Lect.Notes Math. 209 (1971) 275-279.
Stable and generic properties in general relativity. Stephen Hawking (Cambridge U., Inst. of Astron.).
1971. Published in Gen.Rel.Grav. 1 (1971) 393-400.
Gravitationally collapsed objects of very low mass. Stephen Hawking. 1971. Published in Mon.Not.Roy.Astron.Soc.
152 (1971) 75.
The Singularities of gravitational collapse and cosmology. S.W. Hawking (Cambridge U.), R. Penrose (Birkbeck
Coll.). Jan 1970. 20 pp. Published in Proc.Roy.Soc.Lond. A314 (1970) 529-548.
67
The conservation of matter in general relativity. S. Hawking (Cambridge U., DAMTP). 1970. Published in
Commun.Math.Phys. 18 (1970) 301-306.
Singularities in collapsing stars and universes. Stephen Hawking, Dennis Sciama. 1969. Published in Comments
Astrophys. Space Phys. 1 (1969) 1.
On the Rotation of the universe. S.W. Hawking (Cambridge U., Inst. of Astron.). Sep 1968. 13 pp. Published in
Mon.Not.Roy.Astron.Soc. 142 (1969) 129-141.
Gravitational radiation in an expanding universe. Stephen Hawking (Cambridge U., DAMTP).
Apr
1968. Published in J.Math.Phys. 9 (1968) 598-604.
The Cosmic black body radiation and the existence of singularities in our universe. G.F.R. Ellis, Stephen Hawking.
1968. Published in Astrophys.J. 152 (1968) 25.
The Existence of cosmic time functions. Stephen Hawking (Cambridge U., DAMTP). 1968. Published in
Proc.Roy.Soc.Lond. A308 (1968) 433-435.
The occurrence of singularities in cosmology. III. Causality and singularities. Stephen Hawking (Cambridge U.,
DAMTP). 1967. Published in Proc.Roy.Soc.Lond. A300 (1967) 187-201.
Perturbations of an expanding universe. S.W. Hawking (Cambridge U., DAMTP). Feb 1966. 11 pp. Published in
Astrophys.J. 145 (1966) 544-554.
Singularities in the universe. S.W. Hawking. 1966. Published in Phys.Rev.Lett. 17 (1966) 444-445.
Helium production in anisotropic big bang universes. Stephen Hawking, J.R. Tayler (Cambridge U., DAMTP).
1966. Published in Nature 209 (1966) 1278-1279.
The Occurrence of singularities in cosmology. Stephen Hawking (Cambridge U., DAMTP). 1966. Published in
Proc.Roy.Soc.Lond. A294 (1966) 511-521.
The Occurrence of singularities in cosmology. II. Stephen Hawking (Cambridge U., DAMTP). 1966. Published in
Proc.Roy.Soc.Lond. A295 (1966) 490-493.
Singularities and the geometry of space-time. Stephen Hawking. 1966.
Singularities in homogeneous world models. Stephen Hawking, G.F.R. Ellis (Cambridge U., DAMTP & Cambridge
U.). Jun 1965. Published in Phys.Lett. 17 (1965) 246-247.
On the Hoyle-Narlikar theory of gravitation. Stephen Hawking (Cambridge U., DAMTP). Feb 1965. Published in
Proc.Roy.Soc.Lond. A286 (1965) 313-319.
281. Occurrence of singularities in open universes. Stephen Hawking (Cambridge U., DAMTP). 1965. Published in
Phys.Rev. ett. 15 (1965) 689-690 –(http://www.hawking.org.uk/publications.html).
Фейгин, О. О.Стивен Хокинг.
Гений черных дыр / О.О. Фейгин; ред. А.
Баранов. – М. : Эксмо, 2010. – 396 с. – (Открытия, которые потрясли мир). ISBN: 978-5-699-41224-2.
Оглавление
Предисловие
Глава 1. Гранит науки и античные воспоминания Стивена Хокинга
Глава 2. Относительность реальности, или Битва с эфиром на семинаре профессора Хокинга
68
Глава 3. Доктор Хокинг ищет нестандартные подходы к стандартной модели
Глава 4. Профессор Хокинг и суперсимметричные струны
Глава 5. Профессор Хокинг слагает оду "Дивному браны Миру"
Глава 6. Доктор Хокинг погружается в квантовую теорию гравитации
Глава 7. Профессор Хокинг заключает пари и разглядывает черные дыры
Глава 8. Космология доктора Хокинга
Глава 9. Вчерашнее завтра и история будущего доктора Хокинга
Заключение. Стивен Хокинг разбивает ореховую скорлупу
Словарь терминов
Литература
Фейгин, О.О. Большой взрыв / О.О. Фейгин; ред. А. Баранов. – М. : Эксмо, 2009. –
224 с. – (Открытия, которые потрясли мир). – 978-5-699-36817-4.
Фейгин, О.О. Теория всего / О.О. Фейгин; ред. В. Обручев. – М. : Эксмо, 201. – 304 с.
– (Тайны мироздания). – 978-5-699-51329-1.
Фейгин, О.О. Вселенная. От большого взрыва до черных дыр / О.О. Фейгин; ред. В.
Обручев. – М. : Эксмо, 2012. – 320 с. – 978-5-699-49793-5.
23. Еще раз о книгах С. Хокинга (оглавления книг)
Хокинг, С.
Краткая история времени [Текст] : от большого взрыва до черных дыр : пер. с англ. /
С. Хокинг. - СПб. : Амфора, 2003. - 267 с. - (Эврика!). - ISBN 5-94278-426-4 в пер.
Оглавление
1.
Предисловие
2. Наше представление о Вселенной
3. Пространство и время
4. Расширяющаяся Вселенная
5. Принцип неопределенности
6. Элементарные частицы и силы в природе
7. Черные дыры
8. Черные дыры не так уж черны
9. Рождение и гибель Вселенной
10. Стрела времени
11. Объединение физики
12. Заключение
13. Альберт Эйнштейн
14. Галилео Галилей
69
15. Исаак Ньютон
16. Словарь терминов
17. Послесловие
Хокинг, С.
Кратчайшая история времени [Текст] / Стивен Хокинг и Леонард
Млодинов ; [пер. с англ. Б. Оралбеков]. – СПб. : Амфора, 2007. - 179,
[1] с. : ил. ; 22. – Др. произведения авт. на 1-й с. обл.
Оглавление
1. Предисловие
2. Глава первая. Размышления о Вселенной
3. Глава вторая. Развитие картины мира
4. Глава третья. Суть научных теорий
5. Глава четвертая. Вселенная Ньютона
6. Глава пятая. Относительность
7. Глава шестая. Искривленное пространство
8. Глава седьмая. Расширяющаяся Вселенная
9. Глава восьмая. Большой Взрыв, черные дыры и эволюция Вселенной
10. Глава девятая. Квантовая гравитация
11. Глава десятая. Квантовые норы и путешествия во времени
12. Глава одиннадцатая. Силы природы и объединение физики
13. Глава двенадцатая. Заключение
14. Альберт Эйнштейн
15. Галилео Галилей
16. Исаак Ньютон
17. Словарь терминов
Хокинг, С. У..
Высший замысел [Текст] / Стивен Хокинг и Леонид Млодинов ; [пер. с
англ. М. В. Кононова]. – Санкт-Петербург : Амфора, 2012. – 206, [2] с. :
ил. ; 22.
Содержание
1. Загадка бытия
2. Верховенство закона
3. Что такое реальность
70
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Альтернативные истории
Теория всего
Выбирая нашу Вселенную
Кажущееся чудо
Высший замысел
Словарь терминов
Хокинг, С.
Мир в ореховой скорлупке [Текст] : [новейшие тайны Вселенной в крат.
и красоч. излож.] / Стивен Хокинг; [пер. с англ. А. Г. Сергеев]. – СПб. :
Амфора, 2007. – 215, [3] с. : ил. ; 26. – (Библиотека фонда "Династия"). –
Библиогр.: с. 217.
На 2-й с. суперобл. авт.: Стивен Хокинг - проф. математики
«Краткая история времени» была построена по линейной схеме:
в большинстве случаев следующая глава логически связана с
предшествующими. Одним читателям это нравилось, но другие,
застряв на первых главах, так и не добирались до более интересных тем. Настоящая
книга построена иначе – она скорее похожа на дерево: главы 1 и 2 образуют ствол, от
которого отходят ветви остальных глав.
Эти «Ответвления» в значительной степени независимы друг от друга, и, получив
представление о «стволе», читатель может знакомиться с ними в произвольном порядке. Они
связаны с областями, в которых я работал или о которых размышлял
после публикации «краткой истории времени». То есть отображают
наиболее активно развивающиеся направления современных
исследований. Внутри каждой главы я также попытался уйти от
линейной структуры. Иллюстрации и подписи к ним указывают
читателю альтернативный маршрут, как в «Иллюстрированной
краткой истории времени», изданной в 1966 г.
Врезки и замечания на полях позволяют затронуть некоторые
темы глубже, чем это возможно в основном тексте.
В 1988 г., когда впервые вышла «Краткая история времени»,
впечатление было такое, что окончательная Теория Всего едва-едва
замаячила на горизонте. Насколько с тех пор изменилась ситуация? Приблизились ли мы к
нашей цели? Как вы узнаете из этой книги, прогресс был весьма значительным. Но
путешествие еще продолжается, и конца ему пока не видно. Как говориться, лучше
продолжать путь с надеждой, чем прибыть к цели. Наши поиски и открытия питают
творческую активность во всех сферах, не только в науке. Если мы достигнем конца пути,
человеческий дух иссохнет и умрет. Но я не думаю, что мы когда-либо остановимся: будем
двигаться если не в глубину, то в сторону усложнения, всегда оставаясь в центре
расширяющегося горизонта возможностей.
Я хочу поделиться моим волнением от сделанных открытий и изобразить реальность
такой, какой она предстает пред нами. Я сконцентрировался на тех вопросах, над которыми
работал сам, в силу чувства причастности. Детали этой работы крайне специальны, но я
уверен, что основные идеи можно передать и тому, кто не обладает большим
математическим багажом. Надеюсь, что мне это удалось» (С. Хокинг. Из предисловия, с. 78).
Оглавление
Предисловие
71
Глава 1. Краткая история относительности. О том, как Эйнштейн заложил основы
двух фундаментальных теория ХХ века: общей теории относительности и квантовой
механики.
Глава 2. Форма времени. О том, что теория относительности придает времени форму
и как это можно примирить с квантовой теорией.
Глава 3. Мир в ореховой скорлупке. О том, что Вселенная имеет множество историй,
каждая из которых определяется крошечным орешком.
Глава 4. Предсказывая будущее. О том, что потеря информации в черных дырах
может ослабить нашу способность предсказывать будущее.
Глава 5. Защищая прошлое. О том, возможны ли путешествия во времени и способна
ли высокоразвитая цивилизация, вернувшись в прошлое, изменить его.
Глава 6. Наше будущее: звездный путь или нет? О том, как биологическая и
электронная жизнь будут все быстрее и быстрее усложняться.
Глава 7. О дивный браны мир. О том, живем ли мы на бране или являем собой всегонавсего голограммы.
Глоссарий.
Рекомендации для дальнейшего чтения
«Я ограничил свой список работами авторов, которые внесли важный вклад в
исследование темы, чтобы адресовать вас к изначальному опыту…Вторая часть моего списка
предназначена для читателей, которые хотят познакомиться с более специальными
текстами» (С. Хокинг, с. 217).
Из восьми книги, упоминаемых в первой части списка, пять переведены на русский
язык.
1. Эйнштейн А. Собрание научных трудов. – М. : Наука, 1966. – Т.2.
2. Фейнман Р. Характер физических законов. – М. : Наука, 1987. – (Библиотечка
«Квант»).
3. Грин Б. Элегантная Вселенная. – М. : Едиториал УРСС, 2004.
4. Рис М. Наша космическая обитель. – М. – Ижевск : Ин-т
компьютерных исследований, 2002.
5. Вайнберг С. Первые три минуты. Современный взгляд на
происхождение Вселенной. - Ижевск: Регулярная и хаотическая
динамика, 2000.
6. То же: М. : Эксмо, 2011. – 208 с. – (Открытия, которые
потрясли мир). - ISBN: 978-5-699-46169-1.
7. Из шести книг второй части списка переведены на русский язык две:
Линде А.Д, Физика элементарных частиц и инфляционная
космология. – М. : Наука, 1990.
Мизнер Ч. Гравитация : В 3-х т. Ч. Мизнер, К. Тарп, Дж.Уоллер. – М.
: Мир, 1977.
Три книги о пространстве и времени / Стивен Хокинг; пер. с англ. –
СПБ. : Амфора. ТИД Амфора, 2011. – 503 с. – (Вселенная Стивена
Хокинга). - ISBN 978-5-367-01795-3.
В сборник вошли три книги: «Краткая история времени», «Черные
дыры и молодые Вселенные», «Теория всего».
«В детстве я не видел разницы между науками, но в тринадцать
четырнадцать лет понял, что хочу заниматься физикой, поскольку
из всех наук она самая фундаментальная. И это несмотря на то, что в школе физика была
72
самым скучным предметом, поскольку все в ней казалось легким и очевидным. Химия
представлялась куда веселее, так как предполагала всякие происшествия, вроде взрывов. Но
физика и астрономия давали надежду понять, откуда мы взялись и почему мы здесь. Мне
хотелось погрузиться в глубины Вселенной. Возможно, до какой-то степени мне это удалось,
но еще так много всего хочется узнать» («Черные дыры и молодые Вселенные», с. 233)
Хокинг, С.
Теория всего. Происхождение и судьбы Вселенной / С. Хокинг; пер. с
англ. Н. Иванова. – М. : ТИД «Амфора», 2009. – 160 с. - ISBN: 978-5367-00991-0, 1-59777-554-1.
«Книга включает семь лекций знаменитого английского ученого
и популяризатора науки Стивена Хокинга, отмеченных характерным для
него юмором и умением просто говорить о самом сложном. Он
перекидывает мостик от древнейших представлений об устройстве Вселенной к
современным воззрениям, переходя от Большого Взрыва и природы пространства-времени к
черным дырам и теории струн. Но более всего Хокинга занимает перспектива создания
великой объединенной теории, теории всего» (аннотация к книге).
Содержание
Введение
Лекция первая. Представления о Вселенной
Лекция вторая. Расширяющаяся Вселенная
Лекция третья. Черные дыры
Лекция четвертая. Черные дыры не так уж черны
Лекция пятая. Происхождение и судьба Вселенной
Лекция шестая. Направление времени
Лекция седьмая. Теория всего
Диски необитаемого острова: интервью
Хокинг, С.
Черные дыры и молодые вселенные [Текст] : [Пер. с
англ.] / С. Хокинг. - СПб. : Амфора, 2001. - 187,[2] с.
; 20. - (Эврика!). - ISBN 5-94278-166-4. В пер.
Содержание
Введение
1. Детство
2. Оксфорд и Кембридж
3. Моя жизнь с АБС
4. Отношение людей к науке
5. Краткая история «Краткой истории»
6. Моя позиция
7. Виден ли конец теоретической физике?
8. Мечта Эйнштейна
9. Происхождение Вселенной
10. Квантовая механика и черные дыры
11. Черные дыры и младенцы-вселенные
12. Все ли предопределено?
73
13. Будущее Вселенной
14. Диски с необитаемого острова: интервью
Хокинг, С.
Природа пространства и времени [Текст] / С. Хокинг, Р.
Пенроуз ; пер. с англ. А.В. Беркова, В.Г. Лебедева. Ижевск : РХД : Удмурт. гос. ун-т, 2000. - 160 с. : ил. ; 20.
- Библиогр.: с. 157-160. - ISBN 5-93972-003-X.
Доп. тит. л. англ.
В основу книги «Природа пространства и
времени» легла дискуссия между всемирно известными
учеными Стивеном Хокингом и Роджером Пенроузом. Эта полемика стала вершиной
программы, проведенной в 1994 году в Институте математических наук имени Исаака
Ньютона при Кембриджском университете. Она вылилась в обсуждение некоторых наиболее
фундаментальных представлений о природе Вселенной. В известном смысле это
продолжение знаменитого спора между Нильсом Бором и Альбертом Эйнштейном по
основам квантовой механики.
Содержание
Предисловие
Благодарности
Глава 1. Стивен Хокинг. Классическая теория
Глава 2. Роджер Пенроуз. Структура пространственно-временных сингулярностей
Глава 3. Стивен Хокинг. Квантовые черные дыры
Глава 4. Роджер Пенроуз. Квантовая теория и пространство-время
Глава 5. Стивен Хокинг. Квантовая космология
Глава 6. Роджер Пенроуз. Твисторный взгляд на пространство-время
Глава 7. Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз. Обсуждение.
Литература.
Большое малое и человеческий разум / Р.
Пенроуз, А. Шимон, Н. Картрайт, С. Хокинг; пер.
А. Хачояна, Ю. Данилова; ред. М. Лонгейер. – М. :
Мир, 2004. – 192 с. – («Рубежи науки).
Книга написана известным английским
ученым-астрофизиком и популяризатором науки
Роджером Пенроузом на основе престижных
Теннеровских лекций (прочитанных им в 1995 г.) и
материалов вызванной этими лекциями полемики. Поэтому она включает в себя разделы,
написанные крупными английскими учеными Нэнси Картрайт и Абнером Шимони, а также
знаменитым физиком-теоретиком Стивеном Хокингом. Книгу отличают оригинальность
идей автора, разнообразие обсуждаемых проблем (парадоксы квантовой механики,
астрофизика, теория познания, проблемы художественного восприятия) и исключительно
высокий научный и философский уровень изложения (аннотация к книге).
Оглавление
Предисловие переводчика
Предисловие. Малкольм Лонгейр
Глава 1. Пространство-время и космология
Глава 2. Тайны квантовой механики.
Глава 3. Физика и разум
74
Литература
Глава 4. О мышлении, квантовой механике и актуализации возможностей.
Абнер Шимони
4.1. О роли и месте мышления в природе
4.2. Применимость идей квантовой механике к проблеме связи сознания и
тела.
4.3. Проблема актуализации потенциальных возможностей
Глава 5. Почему именно физика? Нэнси Картрайт
Глава 6. Возражения убежденного редукциониста. Стивен Хокинг
Ответы Роджера Пенроуза
Ответ Абнеру Шимону
Ответ Нэнси Картрайт
24. Р. Пенроуз. Пришло время рассказать о Роджере Пенроузе
Английский ученый, активно работающий в различных
областях математики, общей теории относительности и квантовой
теории; автор теории твисторов.
Роджер
Пенроуз
возглавляет
кафедру
математики
Оксфордского университета, а также является почётным
профессором многих зарубежных университетов и академий. Он
является членом Лондонского королевского общества. Среди его
наград – премия Вольфа (2988 г., совместно с С. Хокингом), медаль
Копли (2008), Премия Альберта Эйнштейна и медаль Королевского
Роджер Пенроуз
общества. В 1944 г. за выдающиеся заслуги в развитии науки
(род. 1931 г.)
королевой Англии ему был присвоен рыцарский титул.
«Послужной список»
В 1967 г. Пенроуз разработал теорию твисторов, которая отображает геометрические
объекты пространства Минковского на четырёхмерное сложное пространство.
В 1969 г. Он выдвинул гипотезу «космической цензуры». Она состоит в том, что
свойства самой Вселенной не допускают наблюдения свойственной сингулярностям
(например, в чёрных дырах) непредсказуемости, закрывая формирующиеся сингулярности
горизонтами событий. Данная форма сейчас известна как гипотеза слабой цензуры (weak
censorship hypothesis).
1971 г. Cамым важным научным вкладом Пенроуза можно
считать изобретение спиновых сетей (spin networks), которые затем
были активно использованы для описания геометрии пространствавремени в петлевой квантовой гравитации.
В 1974 г. Роджер Пенроуз приобретает широкую известность
как изобретатель мозаики Пенроуза, позволяющей с помощью
всего лишь двух плиток весьма простой формы замостить
бесконечную плоскость никогда не повторяющимся узором.
В 1984 году подобные структуры были найдены в расположении атомов
квазикристаллов.
В 1979 г. Пенроуз выдвигает гипотезу сильной цензуры
(strong censorship hypothesis).
В 1989 г. выпущена его книга «Новый ум короля», в которой автор излагает свои
мысли про квантовое сознание и теорию так называемого сильного искусственного
75
интеллекта, обосновывая несостоятельность воплощения в жизнь такой формы
искусственного интеллекта.
.В 1990-х годах совместно со Стюартом Хамероффом разработал теорию квантового
нейрокомпьютинга Хамероффа – Пенроуза на основе «Orch OR» модели сознания. Согласно
этой теории, активность мозга рассматривается как существенно квантовый процесс. При
этом за счёт эффектов квантовой гравитации происходит процесс непрерывной
«объективной редукции» (англ. objective reduction – OR) волновой функции частей мозга, что
вызывается расхождением квантовых состояний пространства-времени до предела, после
которого они редуцируются. Процесс редукции описывается как «оркестрованный»
(англ. orchestrated – Orch) выбор соответствующего состояния (термин «оркестрованный»
применяется авторами, так как они считают, что коллапс макроскопического перепутанного
состояния в микротрубочках клеточных органелл в некоторой мере управляется –
оркестрируется – мембранными белками).
В 2004 г. Пенроуз выпустил книгу «Дорога к реальности» (The Road to Reality) –
изложение собственных взглядов на законы Вселенной, 1099 страниц, содержащих
обширные комментарии к законам физики.
В 2005 г., в июньском номере журнала «Discover», Пенроуз обрисовал собственную
интерпретацию квантовой механики.
18 января 2006 г. Роджер Пенроуз получил награду «2006 Communications Award of
the Joint Policy Board for Mathematics» за выдающиеся достижения в просвещении в
математике нематематиков. (Информация из Википедии).
Р. Пенроуз о строении Вселенной: «Доводы сторонников инфляционной теории
опираются на постулаты квантовой механики. Но есть еще и классическая физика. Согласно
второму закону термодинамики - ее главному постулату, - энтропия в замкнутой системе
неизбежно должна возрастать со временем. Это закон природы. Значит, мера хаоса во
Вселенной сейчас неизмеримо больше, чем была в самом начале.
Получается, что две главные современные физические теории описывают начальное
состояние Вселенной двумя совершенно противоположными способами. Квантовая
механика требует Большого взрыва и полного хаоса в начале, а классическая физика первоначальной упорядоченности.
Любая теория Большого взрыва, чтобы быть состоятельной, должна объяснить этот
парадокс. Я утверждаю, что такой теорией должна быть квантовая гравитация. Именно она
призвана свести воедино квантовую механику и общую теорию относительности.
Р. Пенроуз предлагает просто поменять точку отсчета. Обычно ученые
останавливаются перед границей Вселенной и говорят: стоп, дальше идти нельзя, там нечего
наблюдать. Большой взрыв, конечно, был, полагает Пенроуз, но только с него ничего во
Вселенной не начиналось. Если взглянуть на ситуацию не изнутри, а снаружи, то система
оказывается незамкнутой. Снаружи тоже что-то есть, и это что-то - не другие Вселенные, а
все та же наша» - (http://www.modcos.com/articles.php?id=166)
25. Книги Р. Пенроуза
Пенроуз, Р.
Новый ум короля. О компьютерах, мышлении и
законах разума Р. Пенроуз; пер. В. Малышенко. – Изд.е 2-е, испр. - М. : УРСС, ЛКИ. – 2011. – 402 с. –
(Синергетика: От прошлого к будущему).
«Представьте себя в положении ученого,
намеревающегося организовать междисциплинарные
исследования глубокой и интересной проблемы. Здесь
76
далеко до результатов. Здесь нет еще исследовательской программы, под которую можно
было бы организовать институт или получить грант. Здесь нужен поиск, в котором бы
участвовали представители многих научных дисциплин, совместные усилия…
…Что делать в этом случае? Как же действовать? После появление книги Роджера
Пенроуза это ясно. Надо написать книгу, рассчитанную на будущих соратников по
предполагаемым исследованиям. Р. Пенроузу удалось написать удивительную книгу. Она не
имеет, на мой взгляд, аналогов в научной литературе и, очевидно, не является научнопопулярной.
Во-первых, потому что это скорее интуитивная, чем рациональная книга. Она
посвящена догадкам, гипотезам, аналогиям, а не полученным результатам. В начале
исследований она и не может быть другой! Создание такого текста требует незаурядного
мастерства, и большой интеллектуальной смелости.
Во-вторых, в этой книге своим будущим коллегам надо максимально ясно и просто
изложить результаты той дисциплины, в которой сам автор является ведущим специалистом
и которые могут оказаться важными для них. (Это и делает книгу внешне не похожей на
научно-популярную).
В-третьих, придется наметить эскиз всей междисциплинарной программы и сказать,
каким видится решение поставленной проблемы.
В-четвертых, нужно рассказать о множестве разных результатов и идей в тех
областях, в которых автор не является узким специалистом. Поэтому понадобиться большая
библиография, чтобы последователи смогли уточнить детали и двинуться дальше, а также
ясная собственная оценка альтернативных точек зрения
В- пятых, это нужно сделать кратко и гармонично, чтобы хотя бы некоторые читатели
смогли добраться от начала до конца.
Роджеру Пенроузу все это удалось» (с.5).
«Роджер Пенроуз предложил контуры естественно-научной картины мира. С большой
энергией, упорством и настойчивостью он убеждает – у нас нет теории сознания. И когда
теория появится, на какой бы основе она не начала строиться, этот пафос и эти усилия не
будут забыты ни специалистами, ни историками науки.
Ему удалось очень удачно обострить противоречия, лежащие в основе нашего
видения мира. Это и понимание сути сознания, и загадка, связанна с редукцией волнового
пакета. Это парадоксы, связанные с энтропией, космологией и стрелой времени. Наконец,
это самая сильная и убедительная трактовка антропного принципа, связанная с общей
теорией относительности и моделью Большого взрыва. В соответствии с ней мы живем в еще
более «невозможном» мире, чем ученые думали раньше!
Сформулированы принципиальные проблемы, от которых нельзя отмахнуться. От
ответов на них существенно зависит научная картина мира. Если надеждам Р. Пенроуза
суждено оправдаться, то эта картина может приобрести стройность, единство и полноту, на
которые ученые предыдущих поколений не смели и надеяться» (Г.Г. Малинецкий. От
редколлегии серии Синергетика, нелинейность и концепция Роджера Пенроуза», с. 24)
Оглавление
Глава 1. Может ли компьютер обладать разумом?
Глава 2.Алгоритмы и машины Тьюринга
Глава 3. Математика и действительность
Глава 4. Истина, доказательство и интуиция
Глава 5. Классический мир
Глава 6. Квантовая магия и квантовое таинство
Глава 7. Космология и стрела времени
Глава 8. В поисках квантовой теории гравитации
Глава 9. Реальный мозг и модели мозга
Как же устроен мозг?
Где обитает сознание?
77
Эксперименты при разделенных больших полушариях мозга
«Зрение вслепую»
Обработка информации в зрительной коре
Как работают нервные импульсы?
Компьютерные модели
Пластичность мозга
Параллельные компьютеры и «единственность» сознания
Имеет ли квантовая механика отношение к работе мозга?
Квантовые компьютеры
За пределами квантовой теории?
Глава 10. Где находится физика ума?
Эпилог
Для чего нужны умы?
Что в действительности делает сознание?
Естественный отбор алгоритмов?
Неалгоритмическая природа математической интуиции
Вдохновение, озарение, оригинальность
Невербальность мысли
Сознание у животных?
Соприкосновение с миром Платона
Взгляд на физическую реальность
Детерминизм и жесткий детерминизм
Антропный принцип
«Плиточные» структуры и квазикристаллы
Возможная связь с пластичностью мозга
Временные задержки в реакции сознания
Странная роль времени в сознательном восприятии
Заключение: точка зрения ребенка
Пенроуз, Р.
Тени разума. В поисках науки о сознании / Р. Пенроуз; пер.
А.Р. Логунова, Н.А. Зубченко. – М. : Ин-т компьютерных
исследований,
2005.
–
688
с.
ISBN:
5-93972-457-4.
Книга состоит из двух частей: в первой части обсуждается тезис о невычислимости
сознания, во второй части рассматриваются вопросы физики и биологии, необходимые для
понимания функционирования реального мозга
Часть I. Почему для понимания разума необходима новая физика?
Оглавление
Глава 1. Сознание и вычисление
§1.1. Разум и наука
§1.2. Спасут ли роботы этот безумный мир?
§1.3. Вычисление и сознательное мышление
§1.4. Физикализм и ментализм
§1.5. Вычисление: нисходящие и восходящие процедуры
§1.6. Противоречит ли точка зрения G тезису Черча–Тьюринга?
§1.7. Хаос
§1.8. Аналоговые вычисления
§1.9. Невычислительные процессы
§1.10. Завтрашний день
§1.11. Обладают ли компьютеры правами и несут ли ответственность?
§1.12. «Осознание», «понимание», «сознание», «интеллект»
§1.13. Доказательство Джона Серла
§1.14. Некоторые проблемы вычислительной модели
§1.15. Свидетельствуют ли ограниченные возможности сегодняшнего
ИИ в пользу G?
§1.16. Доказательство на основании теоремы Гѐделя
§1.17. Платонизм или мистицизм?
78
§1.18. Почему именно математическое понимание?
§1.19. Какое отношение имеет теорема Гѐделя к «бытовым» действиям?
§1.20. Мысленная визуализация и виртуальная реальность
§1.21. Является ли невычислимым математическое воображение?
Послесловие к Первой главе
Глава 2. Геделевское доказательство
§2.1. Теорема Гѐделя и машины Тьюринга
§2.2. Вычисления
§2.3. Незавершающиеся вычисления
§2.4. Как убедиться в невозможности завершить вычисление?
§2.5. Семейства вычислений; следствие Гѐделя–Тьюринга G
§2.6. Возможные формальные возражения против G
§2.7. Некоторые более глубокие математические соображения
§2.8. Условие ω-непротиворечивости
§2.9. Формальные системы и алгоритмическое доказательство
§2.10. Возможные формальные возражения против G (продолжение)
Приложение А: Гѐделизирующая машина Тьюринга в явном виде
Послесловие ко Второй главе
Пенроуз, Р.
Путь к реальности, или Законы, управляющие Вселенной / Р. Пенроуз; пер.
А. Логунова, Э. Эпштейна. – М. : Ин-т компьютерных исследований; НИЦ
«Регулярная и хаотическая динамика». – 2007. – 912 с.
«Целью монографии известного физика и математика Роджера
Пенроуза является поиск фундаментальных принципов, положенных в
основу нашего мироздания и управляющих протекающими в нем
процессами. Можно сказать, что книга эта, в сущности, посвящена
отношениям между математикой и физикой, тому взаимодействию между двумя
дисциплинами, которое играет далеко не последнюю роль в стремлении двигаться дальше в
поисках лучшей теории для описания Вселенной. Возможно, точка зрения автора на
некоторые предметы отличается (а порой и весьма радикально) от общепринятой, но именно
это позволит посмотреть на актуальные проблемы современной науки с разных сторон и
приблизиться к истине. Несомненный интерес представляет его мнение относительно ряда
современных теоретических построений, таких, например, как теория суперсимметрии,
космология расширяющейся Вселенной, гипотезы о природе Большого взрыва и черных дыр,
теория струн или М-теория, переменные цикла в квантовой гравитации, теория твисторов, да
и собственно фундаментальные принципы квантовой теории» (Аннотация к книге)
Оглавление
ГЛАВА 1. Истоки науки.
1.1. Силы, движущие миром.
1.2. Математическая истина.
1.3. «Реален» ли математический мир Платона?
1.4. Три мира и три великие загадки.
1.5. Истина, Добро и Красота.
ГЛАВА 2. Древняя теорема и современный вопрос.
2.1. Теорема Пифагора.
2.2. Постулаты Евклида.
2.3. Другое доказательство теоремы Пифагора.
2.4. Гиперболическая геометрия: конформное представление.
2.5. Другие представления гиперболической геометрии.
2.6. Гиперболическая геометрия в исторической перспективе.
2.7. Гиперболическая геометрия и физическое пространство.
ГЛАВА 3. Виды чисел в физическом мире.
3.1. Катастрофа пифагорейцев?
3.2. Система вещественных чисел.
3.3. Вещественные числа в физическом мире.
79
3.4. Нуждаются ли натуральные числа в наличии физического мира?
3.5. Дискретные числа в физическом мире.
ГЛАВА 4. Магические комплексные числа .
4.1. Магическое число i.
4.2. Решение уравнений с комплексными числами.
4.3. Сходимость степенных рядов.
4.4. Комплексная плоскость Каспара Весселя.
4.5. Как построить множество Мандельброта.
ГЛАВА 5. Геометрия логарифмов, степеней и корней.
5.1. Геометрия комплексной алгебры.
5.2. Идея комплексного логарифма.
5.3. Многозначность, натуральные логарифмы.
5.4. Комплексные степени.
5.5. Связь с физикой элементарных частиц.
ГЛАВА 6. Исчисление вещественных чисел.
6.1. Что создает настоящую функцию?
6.2. Наклон функции.
6.3. Высшие производные, Соо - гладкие функции.
6.3. Каково «эйлерово» понимание функции?
6.5. Правила дифференцирования.
6.6. Интегрирование.
ГЛАВА 7. Исчисление комплексных чисел.
7.1. Комплексная гладкость, голоморфные функции.
7.2. Контурное интегрирование.
7.3. Степенные ряды, получаемые из комплексной гладкости.
7.3. Аналитическое продолжение.
ГЛАВА 8. Римановы поверхности и комплексные отображения.
8.1. Идея римановой поверхности.
8.2. Конформные отображения.
8.3. Сфера Римана.
8.4. Род компактной римановой поверхности.
8.5. Теорема о римановом отображении.
ГЛАВА 9. Разложение Фурье и гиперфункции.
9.1. Ряды Фурье.
9.2. Функции на окружности.
9.3. Расщепление частот на сфере Римана.
9.3. Преобразование Фурье.
9.5. Расщепление частот, получаемое из преобразования Фурье.
9.6. Какие функции приемлемы?
9.7. Гиперфункции.
ГЛАВА 10. Поверхности.
10.1. Комплексные и вещественные размерности.
10.2. Гладкость, частные производные.
10.3. Векторные поля и 1-формы.
10.4. Компоненты, скалярные произведения.
10.5. Условия Коши-Римана.
ГЛАВА 11. Гиперкомплексные функции.
11.1. Алгебра кватернионов.
11.2. Какова роль кватернионов в физике?
11.3. Геометрия кватернионов.
11.4. Как складывать вращения.
11.5. Алгебры Клиффорда.
11.6. Алгебры Грассмана.
ГЛАВА 12. n-мерные многообразия.
12.1. Зачем изучать многомерные многообразия?
12.2. Многообразия и координатные лоскуты
12.3. Скаляры, векторы и ковекторы.
12.3. Грассмановы произведения.
12.5. Интегрирование форм.
12.6. Внешняя производная.
12.7. Элемент объема, правило суммирования.
80
12.8. Тензоры. Абстрактные индексы и диаграммное представление.
12.9. Комплексные многообразия.
ГЛАВА 13. Группы симметрии.
13 .1. Группы преобразований.
13.2. Подгруппы и простые группы.
13.3. Линейные преобразования и матрицы.
13.4. Определители и следы.
13.5. Собственные значения и собственные векторы.
13.6. Теория представлений и алгебры Ли.
13.7. Тензорные пространства представлений. Приводимость.
13.8. Ортогональные группы.
13.9. Унитарные группы.
13.10. Симплектические группы.
ГЛАВА 14. Математический анализ на многообразиях.
14.1. Дифференцирование на многообразии?
14.2. Параллельный перенос.
14.3. Ковариатная производная.
14.4. Кривизна и кручение.
14.5. Геодезические, параллелограммы и кривизна.
14.6. Производная Ли.
14.7. Что может дать нам метрика.
14.8. Симплектические многообразия.
ГЛАВА 15. Расслоенные пространства и калибровочные связности.
15.1. Физическая мотивация расслоенных пространств.
15.2. Математическая идея расслоения.
15.3. Сечения расслоений.
15.4. Расслоение Клиффорда-Хопфа.
15.5. Комплексные векторные расслоения, (ко)касательные расслоения.
15.6. Проективные пространства.
15.7. Нетривиальность в связности расслоения.
15.8. Кривизна расслоения.
ГЛАВА 16. Лестница бесконечности.
16.1. Конечные поля.
16.2. Конечная или бесконечная геометрия нужна физике?
16.3. Бесконечности разного размера.
16.4. Диагональная косая черта Кантора.
16.5. Загадки оснований математики.
16.6. Машины Тьюринга и теорема Гёделя.
16.7. Размеры бесконечности в физике.
ГЛАВА 17. Пространство-время.
17.1. Пространство-время физики Аристотеля.
17.2. Пространство-время галилеевой относительности.
17.3. Ньютоновская динамика на языке пространства-времени.
17.4. Принцип эквивалентности.
17.5. «Ньютоновское пространство-время» в представлении Картана.
17.6. Фиксированная конечная скорость света.
17.7. Световые конусы.
17.8. Отказ от абсолютного времени.
17.9. Пространство-время общей теории относительности Эйнштейна.
ГЛАВА 18. Геометрия Минковского.
18.1. 4-пространство Евклида и Минковского.
18.2. Группы симметрии пространства Минковского.
18.3. Лоренцева ортогональность. «Парадокс часов».
18.4. Гиперболическая геометрия в пространстве Минковского
18.5. Небесная сфера как сфера Римана.
18.6. Ньютоновская энергия, импульс и момент импульса.
18.7. Релятивистская энергия, импульс и момент импульса.
ГЛАВА 19. Классические поля Максвелла и Эйнштейна.
19.1. Эволюция ньютоновской динамики.
19.2. Максвелловская теория электромагнетизма.
19.3. Законы сохранения и потоки в теории Максвелла.
19.4. Максвелловское поле как калибровочная кривизна.
19.5. Тензор энергии-импульса.
81
19.6. Эйнштейновское уравнение поля.
19.7. Дальнейшее развитие. Космологическая постоянная, тензор Вейля.
19.8. Энергия гравитационного поля.
ГЛАВА 20. Лагранжианы и гамильтонианы.
20.1. Магический лагранжев формализм.
20.2. Более симметричная гамильтонова картина.
20.3. Малыe колебания.
20.4. Гамильтонова динамика как симплектическая геометрия.
20.5. Лагранжева трактовка полей.
20.6. Как лагранжианы двигают современную теорию.
ГЛАВА 21. Квантовая частица.
21.1. Некоммутирующие переменные.
21.2. Квантовые гамильтонианы.
21.3. Уравнение Шредингера.
21.4. Экспериментальные основания квантовой теории.
21.5. Обсуждение дуализма волна-частица.
21.6. Что есть квантовая «реальность»?
21.7. «Целостная» природа волновой функции.
21.8. Таинственные «квантовые скачки».
21.9. Распределение вероятностей в волновой функции.
21.10. Координатные состояния.
21.11. Описание в импульсном пространстве.
ГЛАВА 22. Квантовая алгебра, геометрия и спин.
22.1. Квантовые процедуры U и R.
22.2. Линейность U и возникающие в связи с этим проблемы для R.
22.3. Унитарная структура, гильбертово пространство и обозначения Дирака.
22.4. Унитарная эволюция. Представления Шредингера и Гейзенберга.
22.5. Квантовые «наблюдаемые».
22.6. Измерения ДA/НET Проекторы.
22.7. Нулевые измерения. Спиральность.
22.8. Спин и спиноры.
22.9. Сфера Римана для систем с двумя состояниями.
22.10. Высокие значения спина. Представление Майораны.
22.11. Сферические гармоники.
22.12. Релятивистский квантовый момент импульса.
22.13. Общий случай изолированного квантового объекта.
ГЛАВА 23. Перепутанный квантовый мир.
23.1. Квантовая механика систем многих частиц.
23.2. Гигантский объем пространства многочастичных состояний.
23.3. Квантовое перепутывание. Неравенства Белла.
23.4. ЭПР-эксперименты по Бому.
23.5. ЭПР-эксперимент по Харди - почти без вероятностей.
23.6. Две загадки квантового перепутывания.
23.7. Бозоны и фермионы.
23.8. Квантовые состояния бозонов и фермионов.
23.9. Квантовая телепортация.
23.10. Кванглеменция.
ГЛАВА 24. Электрон Дирака и античастицы.
24.1. Конфликт между квантовой теорией и теорией относительности.
24.2. Почему античастицы приводят к квантовым полям?
24.3. Положительность энергии в квантовой механике.
24.4. Проблемы с релятивистской формулой для энергии.
24.5. Неинвариантность оператора d/dt.
24.6. Квадратный корень из волнового оператора по Клиффорду-Дираку.
24.7. Уравнение Дирака.
24.8. Как Дирак пришел к позитрону.
ГЛАВА 25. Физика элементарных частиц: стандартная модель.
25.1. Истоки современной физики элементарных частиц.
25.2. Зигзаг-представление электрона.
25.3. Электрослабое взаимодействие. Симметрия относительно отражения.
25.4. Зарядовое сопряжение, четность и обращение времени.
25.5. Электрослабая группа симметрии.
25.6. Сильно взаимодействующие частицы.
25.7. "Цветные кварки".
82
25.8. За пределами стандартной модели.
ГЛАВА 26. Квантовая теория поля.
26.1. Фундаментальный статус квантовой теории поля в современной теоретической физике.
26.2. Операторы рождения и уничтожения.
26.3. Бесконечномерные алгебры.
26.4. Античастицы в КТП.
26.5. Альтернативные вакуумы.
26.6. Взаимодействия: лагранжианы и интегралы по траекториям.
26.7. Расходящиеся интегралы по траекториям: ответ Фейнмана.
26.8. Построение фейнмановских диаграмм. S-матрица.
26.9. Перенормировка.
26.10. Фейнмановские диаграммы из лагранжианов.
26.11. Фейнмановские диаграммы и выбор вакуума.
ГЛАВА 27. Большой взрыв и eгo термодинамическое наследие.
27.1. Временная симметрия в динамической эволюции.
27.2. Субмикроскопические составные части.
27.3. Энтропия.
27.4. Прочность концепции энтропии.
27.5. Вывод Второго закона ... или нет?
27.6. Является ли Вселенная в целом «изолированной системой»?
27.7. Роль Большого взрыва.
27.8. Черные дыры.
27.9. Горизонты событий и пространственно-временные сингулярности.
27.10. Энтропия черной дыры.
27.11. Космология.
27.12. Конформные диаграммы.
27.1З. Наш собственный особенный Большой взрыв.
ГЛАВА 28. Умозрительные теории ранней Вселенной.
28.1. Спонтанное нарушение симметрии в ранней Вселенной.
28.2. Космические топологические дефекты.
28.3. Проблемы с нарушением симметрии в ранней Вселенной.
28.4. Инфляционная космология.
28.5. Справедливы ли предпосылки инфляционной модели?
28.6. Антропный принцип.
28.7. Особая природа Большого взрыва: антропный ключ?
28.8. Гипотеза кривизны Вейля.
28.9. Гипотеза отсутствия границ Хартла-Хокинга.
28.10. Космологические параметры: согласие с результатами наблюдений.
ГЛАВА 29. Парадокс измерения.
29.1. Традиционные онтологии квантовой теории.
29.2. Нетрадиционные онтологии квантовой теории.
29.3. Матрица плотности.
29.4. Матрицы плотности для спина 1/2. Сфера Блоха.
29.5. Матрица плотности в условиях ЭПР-эксперимента.
29.6. Практическая философия декогеренции, создаваемой окружением.
29.7. Кошка Шредингера в «копенгагенской» онтологии.
29.8. Способны ли разрешить «кошачий» парадокс другие традиционные онтологи.
29.9. Чем могут помочь нетрадиционные онтологии?
ГЛАВА 30. Роль rравитации в редукции квaнтoвoгo состояния.
30.1. Окончательна ли современная квантовая теория?
30.2. Подсказки со стороны космологической временной асимметрии.
30.3. Роль временной асимметрии в редукции квантового состояния.
30.4. Хокингова температура черной дыры.
30.5. Температура черной дыры и комплексная периодичность.
30.6. Векторы Киллинга, поток энергии и ... путешествие во времени!
30.7. Орбиты с отрицательной энергией и уход энергии с них .
30.8. Взрывы Хокинга.
30.9. Более радикальный взгляд.
30.10.Шредингеров объект.
30.11. Фундаментальный конфликт с принципами теории Эйнштейна.
30.12. Предпочтительные состояния Шредингера-Ньютона.
30.13. Эксперимент FELIX и другие аналогичные предложения.
30.14. Природа флуктуаций в ранней Вселенной.
ГЛАВА 31. Суперсимметрия, надразмерность и струны.
83
31.1. Необъяснимые параметры.
31.2. Суперсимметрия.
31.3. Алгебра и геометрия суперсимметрии.
31.4. Пространство-время с увеличенным числом измерений.
31.5. Первоначальная адронная теория струн.
31.6. На пути к струнной теории мира.
31.7. Побудительные мотивы введения лишних измерений пространства-времени в теории струн.
31.8. Теория струн как квантовая гравитация?
31.9. Динамика струн.
31.10. Почему мы не видим дополнительных пространственных измерений?
31.11. Следует ли принимать аргументацию с точки зрения квантовой стабильности?
31.12. Классическая нестабильность дополнительных измерений.
31.13. Конечна ли струнная квантовая теория поля?
31.14. Магические пространства Калаби - Яу; М-теория.
31.15. Струны и энтропия черных дыр.
31.16. "Голографический принцип".
31.17. D-браны.
31.18. Физический статус теории струн.
ГЛАВА 32. Узкая тропа Эйнштейна. Петлевые переменные.
32.1. Каноническая квантовая гравитация.
32.2. Киральность и переменные Аштекара.
32.3. Вид переменных Аштекара.
32.4. Петлевые переменные.
32.5. Математика узлов и связей.
32.6. Спиновые сети.
32.7. Статус квантовой гравитации с петлевыми переменными.
ГЛАВА 33. Более радикальный взгляд. Теория твисторов.
33.1. Геометрия с дискретными элементами.
33.2. Твисторы как световые лучи.
33.3. Конформная группа. Компактифицированное пространство Минковского.
33.4. Твисторы как многомерные спиноры.
33.5. Элементарная твисторная геометрия и система координат.
33.6. Геометрия твисторов как врашающихся безмассовых частиц.
33.7. Квантовая теория твисторов.
33.8. Твисторное описание безмассовых полей.
33.9. Твисторная когомология пучков.
33.10. Твисторы и расщепление на положительные и отрицательные частоты.
33.11.Нелинейный гравитон.
33.12. Твисторы и общая теория относительности.
33.13. На пути к твисторной теории элементарных частиц.
33.14. Каково будущее теории твисторов?
ГЛАВА 34. Где лежит путь к реальности?
34.1. Великие физические теории хх века - что дальше?
34.2. Фундаментальная физика, движимая математикой.
34.3. Роль моды в физической теории.
34.4. Можно ли экспериментально опровергнуть неверную теорию?
34.5. Откуда ожидать следующую физическую революцию?
34.6. Что есть реальность?
34.7. Роль ментальности в физической теории.
34.8. Наш долгий путь к реальности.
34.9. Красота и чудеса.
34.10. Многое понято, еще больше понять предстоит.
Эпилог.
Литература.
26. Книги С. Хокинга для детей
Эти книги написаны Хокингом совместно с дочерью Люси.
Хокинг, С.
Джордж и тайны Вселенной / С. Хокинг, Л. Хокинг, К. Гальфар; пер. с
англ. Е. Канищевой. – М. : Розовый жираф, 2008. – 360 с.
84
«Джордж, герой книги знаменитого астрофизика Стивена Хокинга, знакомится с
новыми соседями: девочкой Анни и ее папой-ученым Эриком. У Эрика есть
необыкновенный компьютер, способный в одно мгновение доставить Джорджа и его друзей
в любую точку Вселенной. И Джордж отправляется в космическое, путешествие – мимо
планет, сквозь астероидный дождь, на самый край нашей Солнечной системы и за ее
пределы...
Однако кое-кто задумал использовать гениальный компьютер в недобрых целях, и
теперь Эрику с Джорджем грозит страшная опасность – черная дыра!
Захватывающие приключения переплелись в этой книге с научными фактами о нашей
Вселенной и с новейшей теорией Стивена Хокинга о черных дырах.
В книге использованы уникальные снимки из космоса» (аннотация к книге).
Хокинг С.
Джордж и сокровища Вселенной / С. Хокинг, Л. Хокинг; пер. С англ. Е.
Канищевой. – М. : Розовый жираф, 2010. – 352 с.
«Во второй книге трилогии, к неразлучным друзьям Джорджу и
Анни присоединяется еще один мальчик – компьютерный гений Эммет.
Но отношения Анни и Эммета с самого начала не задались. И все же
только втроем они сумеют разгадать загадочные послания, которые
ведут их с планеты на планету. И в конце этого небезопасного
путешествия не только обнаружить таинственного отправителя, но и
раскрыть одну очень старую тайну.
Вновь авторы книги вовлекают нас в детективную историю, которая захватывает и не
отпускает, пока не перевернешь последнюю страницу. А самое главное – нас ждет тот же
блистательный, фирменный стиль Хокинга: только он умеет рассказать о последних
достижениях в области науки просто, доступно и невероятно интересно. Авторы обратились
также к лучшим мировым специалистам в области физики и астрономии, чтобы из первых
уст получить самую актуальную и достоверную научную информацию. Сет Шостак из
проекта по поиску внеземных цивилизаций, профессор математики и астрономии
Лондонского университета Бернард Карр, президент Королевского общества Мартин Рис и
многие другие ученые написали специально для этой книги научные очерки, которые Люси и
Стивен Хокинг органично вплели в сюжет книги.
Обнаружат ли наши герои жизнь на других планетах – большой вопрос. Зато они
узнают, что такое красное смещение, как пользоваться двоичным кодом, какова вероятность
существования жизни вне Земли – и много чего еще, что входит в школьную программу по
физике и астрономии, и также что не входит в школьную программу, но жутко интересует
мальчиков, девочек и их родителей» (аннотация к книге).
Хокинг, С.
Джорд и большой взрыв / С. Хокинг, Л. Хокинг; пер. с англ. Е..
Канищевой. – М. : Розовый жираф, 2012. – 360 с.
«Третья книга про Джорджа, Анни, ученого Эрика Беллиса,
суперкомпьютер Космос и полный загадок мир вокруг нас!
Профессор Эрик работает над масштабной «теорией всего» и
катается на лунном ровере. Компьютер Космос ищет пристанище для
поросенка Фредди, которого бабушка подарила Джорджу на день
85
рождения. У Анни появляется новый друг, сын режиссера и скейтбордист... а в этом время в
одном из темных подвалов университета Фоксбридж зреет заговор против исследований
Эрика, плетутся интриги и готовится разрушительная бомба!
Джорджу и Анни предстоит спасти рассеянного ученого и его коллег, а заодно узнать,
как возникла наша Вселенная, что связывает вакуум и пылесосы, есть ли в космосе другие
солнечные системы, похожие на нашу, что такое законы Ньютона и теория относительности
и многое-многое другое.
Захватывающий сюжет и простота, с которой Стивен и Люси Хокинг рассказывают о
сложных вещах, способны пробудить интерес к науке даже в каменной статуе. А уж
любознательным детям и взрослым гарантирован полный научно-развлекательный восторг»
(аннотация к книге).
Жизнь и деятельность Стивена Хокинга подтверждает всесильность человеческого
разума.
«Мы еще многого не знаем о Вселенной, многого не понимаем, но уже достигнутый
нами прогресс должен воодушевить нас и придать уверенности в том, что полное понимание
– в границах возможного. Думаю, мы не обречены вечно бродить на ощупь в темноте.
Совершив рывок к созданию полной теории Вселенной, мы станем ее истинными хозяевами.
Я надеюсь, что Вселенная подчинена какому-то порядку, который сейчас мы можем
постигнуть лишь отчасти, а полностью – не в таком уж далеком будущем. Возможно, эта
надежда всего лишь мираж, но, несомненно, лучше стремиться к полному пониманию, чем
отчаяться, усомнившись в человеческом разуме» (Стивен Хокинг).
«Главное открытие в физике, как считает Хокинг, это факт обнаружения вариаций в
реликтовом – сохранившемся после Большого взрыва в космосе – излучении Вселенной
По словам ученого, «абсолютная загадка» природы – это женщины. Ученый
признался, что большая часть дня уходит у него на размышление о способе решить эту
проблему».
http://planeta.moy.su/blog/glavnaja_zagadka_prirody_po_versii_stivena_khokinga/2012-03-0515785
27. Книги С. Хокинга, имеющиеся в фондах библиотеки:
22.31
Б 903
К 593193-ОЧЗ
Будущее пространства-времени [Текст] / Стивен Хокинг и [др.] ; [пер. с англ. М.
Варламовой]. - Санкт-Петербург : Амфора, 2012. - 253, [1] с. : ил. ; 23. - Библиогр. в
подстроч. примеч.
22.6
Х 709
К 593531-ОЧЗ
Хокинг, С. У.. Высший замысел [Текст] / Стивен Хокинг и Леонид Млодинов ; [пер. с
англ. М. В. Кононова]. - Санкт-Петербург : Амфора, 2012. - 206, [2] с. : ил. ; 22.
22.31
Х 709
М 525407-ОЧЗ
Хокинг, С. Краткая история времени [Текст] : от большого взрыва до черных дыр :
Пер. с англ. / С. Хокинг. - СПб. : Амфора, 2003. - 267 с. - (Эврика!).
22.31
86
Х 709
К 566630-ОЧЗ
Хокинг, С. Кратчайшая история времени [Текст] / Стивен Хокинг и Леонард
Млодинов ; [пер. с англ. Б. Оралбеков]. - СПб. : Амфора, 2007. - 179, [1] с. : ил. ; 22. - Др.
произведения авт. на 1-й с. обл.
22.6
Х 709
Д 279984-ОЧЗ
Д 279983-КХ
Хокинг, С. Мир в ореховой скорлупке [Текст] : [новейшие тайны Вселенной в крат. и
красоч. излож.] / Стивен Хокинг ; [пер. с англ. А. Г. Сергеев]. - СПб. : Амфора, 2007. - 215,
[3] с. : ил. ; 26. - (Библиотека фонда "Династия"). - Библиогр.: с. 217. - На 2-й с. суперобл.
авт.: Стивен Хокинг - проф. математики
22.31
Х 709
К 466718-ОЧЗ
К 466719-КХК 466417-КХ
Хокинг, С. От большого взрыва до черных дыр [Текст] : краткая история времени / С.
Хокинг ; пер. с англ. Смородинской Н.Я. - М. : Мир, 1990. - 166, [1] с. : ил.
22.31
Х 709
М 529727-ОЧЗ
Хокинг, С. Природа пространства и времени [Текст] / С. Хокинг, Р. Пенроуз ; пер. с
англ. А.В. Беркова, В.Г. Лебедева. - Ижевск : РХД : Удмурт. гос. ун-т, 2000. - 160 с. : ил. ; 20.
- Библиогр.: с. 157-160. - Доп. тит. л. англ.
22.6
Х 709
М 523612-ОЧЗ
М 523613-КХ
Хокинг, С. Черные дыры и молодые вселенные [Текст] : [Пер. с англ.] / С. Хокинг. –
СПб. : Амфора, 2001. – 187,[2] с. ; 20. – (Эврика!).
Об истории возникновения и изменения взглядов на возникновение Вселенной можно
прочитать в аналитическом обзоре «Неистовая Вселенная»
http://chelreglib.ru/media/files/exhib/neistovaia_vselennaia.pdf
87