Более того, неопределенная, вероятностная природа квантового мира означает, что, если с двумя идентичными волнами-частицами обойтись идентичным образом (например, столкнуть их с волной-частицей другого типа), они не обязательно отреагируют идентично. То есть результаты экспериментов на квантовом уровне тоже неопределенны, и их нужно описывать только в терминах вероятностей. Электроны и атомы – вовсе не крошечные бильярдные шарики, отскакивающие друг от друга в соответствии с законами Ньютона.
На масштабе нашей повседневной реальности все это никак не проявляется, и тела вроде бильярдных шаров действительно отскакивают друг от друга предсказуемо, детерминистически, в соответствии с ньютоновой механикой. Дело в том, что постоянная Планка очень мала: в стандартных единицах, принятых у физиков, она составляет всего 6 × 10–34 (то есть 33 нуля и 6 после запятой) джоуль-секунд. А джоуль – весьма осязаемая единица энергии в повседневной жизни: шестидесятиваттная лампочка излучает 60 джоулей энергии каждую секунду. Привычные нам тела – бильярдные шары или мы сами – не подчиняются постоянной Планка, поскольку из-за ее малого размера волна, связанная с телом, так мала, что ей можно пренебречь. Но связанная квантовая волна есть и у вас, и у бильярдного шара, хотя она становится настолько большой, что влияет на взаимодействие тел, лишь для очень маленьких тел вроде электронов с очень маленьким импульсом.
Все это довольно туманно – и мы, пожалуй, вправе спокойно отдать подобные рассуждения на откуп физикам, а сами жить себе как жили. В общем-то, так и есть, хотя полезно знать, что физика, на основании которой работают компьютеры и телевизоры, зависит от понимания квантового поведения электронов. Лазерные лучи тоже работают исключительно на принципах квантовой физики, а любой проигрыватель компакт-дисков сканирует диски и считывает музыку именно при помощи лазерного луча. Поэтому квантовая физика участвует в нашей повседневной жизни, хотя не надо разбираться в квантовой механике, чтобы включить телевизор или музыкальный центр. Но в квантовой физике содержится и кое-что другое, гораздо более важное для нашей реальности. Когда квантовая физика учла в своих уравнениях неопределенность и вероятность, это раз и навсегда положило конец предсказуемому часовому механизму ньютонового детерминизма. Если на самом глубинном уровне Вселенная устроена по-настоящему непредсказуемо и недетерминированно, значит, нам вернули свободу воли, и мы наконец вправе сами принимать решения и сами совершать ошибки.
В начале 1960-х великие столпы физики стояли поодаль друг от друга. Общая теория относительности объясняла поведение космоса в целом и предполагала, что Вселенная зародилась из сверхплотного состояния, которое принято называть Большим Взрывом. Квантовая физика описывала, как устроены атомы и молекулы, и позволяла понять природу света и других видов излучения. Один юный физик, только что получивший первую ученую степень в Оксфордском университете, наверняка основательно изучил основы обеих теорий. Однако он вряд ли подозревал, что в ближайшие тридцать лет сыграет одну из главных ролей в объединении теорий и покажет, как их можно свести в одну великую теорию, которая объяснила бы все – от Большого Взрыва до атомов, из которых мы состоим.
Глава 3
Оксфорд
Год 1959 начался с потрясений: 2 января тридцатидвухлетний Фидель Кастро захватил власть на Кубе, а спустя месяц погиб в авиакатастрофе Бадди Холли, а лидером правящей партии конгресса в Индии стала Индира Ганди. К весне на острове Уайт приступили к строительству первого в мире судна на воздушной подушке, две макаки-резус стали первыми приматами в космосе, умер в возрасте семидесяти лет писатель Раймонд Чандлер. Тем временем в маленьком хартфордширском городке семнадцатилетний школьник по имени Стивен Хокинг готовился к вступительному экзамену в Оксфорд, засев в большой захламленной спальне в ветхом эдвардианском родительском доме.
Получить место в Оксфорде было делом нелегким. У абитуриента было два варианта: сдавать экзамен в конце шестого класса средней школы (в 17–18 лет), до экзаменов второго уровня сложности, либо в седьмом классе при условии, что за экзамены первого уровня сложности были получены очень высокие оценки. Первый вариант позволял успешно сдавшему экзамен абитуриенту отправиться в Оксфорд сразу после летних каникул, второй требовал ждать до следующего октября.