Hoking Stiven

CRNE RUPE I BEBE-VASELJENE

Prevod: Živković Zoran

Hawking Stephen BLACK HOLES AND BABY UNIVERSES, 1993.


SFINGA
1995.

PREDGOVOR

     Ova knjiga sadrži zbirku tekstova koje sam napisao u razdoblju između 1976. i 1992. godine. Oni se kreću u rasponu od autobiografskih skica, preko filosofije nauke, do pokušaja da se objasni uzbuđenje koje osećam kada su u pitanju nauka i Vaseljena. Knjiga se okončava prepisom tonskog dela emisije Ploče za pusto ostrvo u kojoj sam učestvovao. Posredi je osobena britanska emisija u kojoj se od gosta traži da zamisli sebe kao osobu koja se obrela na pustom ostrvu, imajući prethodno priliku da ponese osam ploča koje bi joj pomogle da prekrati vreme dok ne stignu spasioci. Srećom, ja nisam morao predugo da čekam da bih se vratio u civilizaciju.
     Budući da su tekstovi sakupljeni u ovoj knjizi pisani tokom razdoblja od šesnaest godina, oni odražavaju nivo mog znanja iz odgovarajućeg doba, za koji se nadam da je porastao sa protokom godina. Bilo je stoga neophodno da uz svaki tekst pružim obaveštenje o vremenu i prigodi nastanka. Kako je zamišljeno da svi oni budu samostalne celine, neizbežno se javilo izvesno ponavljanje. Ja sam to pokušao da svedem na najmanju meru, ali ono se donekle ipak zadržalo.
     Jedan broj tekstova iz ove knjige prvobitno je bio predviđen da se pročita. Glas mi je s vremenom postajao sve nerazgovetniji, tako da sam predavanja i seminare morao da držim posredstvom drugih ljudi, obično mojih studenata-istraživača koji su me mogli razumeti ili koji bi pročitali tekst što sam ga ja napisao. Godine 1985, međutim, bio sam podvrgnut operaciji kojom je potpuno uklonjena moja sposobnost govora. Neko vreme potom bio sam sasvim lišen mogućnosti opštenja. Konačno sam pribavio naročiti kompjuterski sistem i izuzetno dobar sintesajzer govora. Na vlastito iznenađenje, ustanovio sam da sam u stanju da budem prilično uspešan govornik pred velikim auditorijumom. Ja inače uživam u tome da objašnjavam nauku i da odgovaram na pitanja. Sigurno je da mi predstoji još mnogo da naučim kako da to što bolje radim, ali nadam se da napredujem. Pročitavši ove stranice, vi ćete već prosuditi koliki je taj napredak.
     Ne slažem se sa gledištem da Vaseljena predstavlja tajnu, nešto što se može samo naslutiti, ali nikada u potpunosti povrći analizi ili razumeti. Smatram da se ovakvim stanovištem čini nepravda prema naučnoj revoluciji koju je pre skoro četiri stotine godina otpočeo Galilej, a nastavio Njutn. Oni su pokazali da se bar neka područja Vaseljene ne ponašaju na proizvoljan način, već da njima vladaju precizni matematički zakoni. Tokom godina koje su prošle od tada, mi smo proširili delo Galileja i Njutna na gotovo sva područja Vaseljene. Ustanovili smo matematičke zakone koji upravljaju svime u okviru našeg normalnog iskustva. Mera našeg uspeha jeste i to što smo sada u prilici da uložimo milijarde dolara u izgradnju džinovskih mašina kojima se čestice ubrzavaju do tako vosokih energija da uopšte još ne znamo šta će se dogoditi prilikom njihovih sudaranja. Ove veoma visoke energije čestica ne javljaju se u normalnim prilikama na Zemlji, tako da može izgledati akademski i suvišno trošiti velike svote na njihovo izučavanje. Ali one su postojale u ranoj Vaseljeni, tako da moramo ustanoviti šta se zbiva sa tim energijama ako želimo da dokučimo kako smo mi i Vaseljena počeli.
     Još ima mnogo stvari koje ne znamo ili ne razumemo o Vaseljeni. Ali izuzetan napredak koji smo ostvarili, naročito u poslednjih stotinu godina, trebalo bi da nas učvrsti u uverenju da potpuno razumevanje možda nije izvan našeg domašaja. Možda nećemo biti osuđeni da doveka pipamo u mraku. Nije isključeno da ćemo jednoga dana postaviti celovitu teoriju Vaseljene. U tom slučaju, uistinu ćemo postati Gospodari Vaseljene. Igra reči: Hoking koristi naziv 'Masters of the Universe', asocirajući na popularne junake dečjeg filma i stripa istog naziva - prim. prev.
     Naučni članci u ovoj knjizi napisani su u uverenju da Vaseljenom vlada poredak koji trenutno možemo delimično da razaberemo, a koji u potpunosti možemo dokučiti u ne tako dalekoj budućnosti. Može se dogoditi da je ova nada puka opsena; možda konačna teorija uopšte ne postoji, pa čak i ako postoji, mi je možda nećemo otkriti. Ali svakako je bolje stremiti ka potpunom razumevanju nego očajavati zbog ograničenosti ljudskog uma.

     Stiven Hoking
     31. mart 1993.

1. DETINJSTVO

     Ovaj i naredni esej temelje se na govoru koji sam održao u Međunarodnom društvu za borbu protiv motoričke neuronske bolesti, u Cirihu, septembra 1987, a dopunjeni su građom koju sam napisao avgusta 1991.

     Rođen sam 8. januara 1942, tačno tri stotine godina posle Galilejeve smrti. Procenjujem, međutim, da se toga dana rodilo još oko dve stotine hiljada drugih beba. Rođen sam u Oksfordu, iako su moji roditelji živeli u Londonu. Bilo je to stoga što je Oksford predstavljao zgodno mesto da čovek dođe na svet tokom Drugog svetskog rata: Nemci su, naime, pristali da ne bombarduju Oksford i Kembridž, dok su se Britanci zauzvrat saglasili da ne bombarduju Hajdelberg i Getingen. Prava je šteta što se ovaj civilizovani dogovor nije mogao proširiti na više gradova.
     Moj otac poticao je iz Jorkšira. Njegov otac, moj deda, bio je imućni ratar. Nakupovao je previše imanja i bankrotirao tokom poljoprivredne depresije početkom ovog stoleća. Ovo je prilično pogodilo roditelje mog oca, ali oni su ipak uspeli da ga pošalju na Oksford, gde je studirao medicinu. Odabravši izučavanje tropske medicine, uputio se u istočnu Afriku 1937. Kada je počeo rat, prešao je pola crnog kontinenta da bi se na Sredozemlju ukrcao u brod za Englesku, gde se dobrovoljno javio u vojnu službu. Rečeno mu je, međutim, da će biti korisniji u medicinskim istraživanjima.
     Majka mi je rođena u Glazgovu, u Škotskoj, kao drugo od sedmoro dece u lekarskoj porodici. Porodica se preselila na jug, u Devon, kada joj je bilo dvanaest godina. Kao ni očeva porodica, ni majčina nije dobro stajala, ali su ipak takođe uspeli da je pošalju na Oksford. Posle Oksforda, bavila se raznim poslovima; bila je čak i poreski inspektor, ali to joj se nije dopalo. Napustila je tu službu i postala sekretarica. Tako je i upoznala mog oca na početku rata.
     Živeli su na Hajgejtu, u severnom Londonu. Moja sestra Meri rođena je osamnaest meseci posle mene. Pričali su mi da se nisam obradovao njenom dolasku. Tokom celog detinjstva, među nama je postojala napetost, podsticana malom razlikom u godinama. Kada smo odrasli, međutim, ove napetosti je nestalo i mi smo otišli na različite strane. Ona je postala lekar, na očevo zadovoljstvo. Moja mlađa sestra, Filipa, rođena je kada mi je bilo skoro pet godina i kada sam već mogao da shvatam ono što se događa. Sećam se da sam se radovao njenom dolasku kako bi nas bilo troje da se igramo. Bila je veoma bistro dete. Uvek sam uvažavao njen sud i njeno mišljenje. Moj brat Edvard rođen je znatno kasnije, kada mi je bilo četrnaest godina, tako da on uopšte nije pripadao svetu mog detinjstva. Veoma se razlikovao od nas troje, ne naginjujući nimalo nauci i intelektualnim stvarima. Bilo je to verovatno dobro po nas. Kao dete, bio je prilično težak, ali čovek nije mogao da ga ne voli.
     Ono čega se najranije sećam jeste to kako stojim u jaslicama u Bajron Hauzu, na Hajgejtu, i ne prestajem da plačem. Svuda oko mene deca su se igrala igračkama koje su mi izgledale čarobno, ali meni su bile samo dve i po godine i ovo je bilo prvi put da sam ostavljen sa ljudima koje ne poznajem. Mislim da je moje roditelje prilično iznenadila ovakva reakcija, zato što sam im ja bio prvo dete, a držali su se udžbenika o podizanju potomstva u kome je stajalo da deca treba da počnu sa uspostavljanjem društvenih odnosa već sa dve godine. Posle tog groznog jutra, povukli su me iz Bajron Hauza, u koji sam se vratio tek godinu i po kasnije.
     U to vreme, tokom rata i neposredno posle njega, Hajgejt je bio područje gde je živelo puno naučnika i ljudi sa univerziteta. U nekoj drugoj zemlji, njih bi nazivali intelektualcima, ali Englezi nikada nisu priznavali da imaju intelektualce. Svi ti roditelji slali su svoju decu u školu Bajron Hauz, koja je za ta vremena bila veoma napredna. Sećam se da sam se požalio roditeljima da me tamo ničemu ne uče. U školi nisu imali poverenja u ono što je predstavljalo prihvaćen način podučavanja. Umesto toga, trebalo je da naučite da čitate, ne shvatajući uopšte da vas nečemu uče. Na kraju sam naučio da čitam, ali tek pošto sam duboko zašao u osmu godinu. Moja sestra Filipa naučila je da čita na uobičajeniji način i to već sa četiri godine. Doduše, ona je uvek bila bistrija od mene.
     Živeli smo u visokoj i uskoj viktorijanskoj zgradi koju su moji roditelji kupili veoma jeftino tokom rata, kada su svi smatrali da će London biti bombardovanjem sravnjen sa zemljom. I odista, jedna raketa 'fau-2' pala je samo nekoliko kuća od nas. Izbivao sam tada iz kuće sa majkom i sestrom, ali se u njoj nalazio moj otac. Srećom, nije bio povređen, a ni kuća nije bila mnogo oštećena. Godinama posle toga, u blizini je zjapio krater koji je napravila ta bomba; igrao sam se u njemu sa mojim prijateljem Hauardom, koji je živeo tri kuće dalje na drugu stranu. Hauard je predstavljao otkrovenje za mene, zato što njegovi roditelji nisu bili intelektualci kao roditelji sve ostale dece koju sam poznavao. Išao je u opštinsku školu, a ne u Bajron Hauz, i znao je sve o fudbalu i boksu - sportovima za koje se moji roditelji ni u snu ne bi zanimali.
     Među moje najranije uspomene spada i ona o dobijanju prvog voza. Igračke nisu proizvođene tokom rata, bar ne za domaće tržište. Ali mene su silno privlačili modeli vozova. Otac je pokušao da mi napravi voz od drveta, ali to me nije zadovoljilo, zato što sam želeo nešto što radi. Otac je uspeo da nabavi jedan polovni vozić na navijanje, opravio ga pomoću lemilice i poklonio mi ga za Božić kada sam imao skoro tri godine. Voz nije naročito dobro radio. Ali otac je otišao za Ameriku odmah posle rata, a kada se vratio brodom Kvin Meri, doneo je majci neke stvari od najlona koje se nisu mogle nabaviti u Britaniji u to vreme. Meri je dobila lutku koja je zatvarala oči kada biste je položili. Za mene je stigao američki voz, čija je lokomotiva imala plug pred sobom, dok su šine išle u obliku broja osam. Još se sećam oduševljenja koje sam doživeo kada sam otvorio kutiju.
     Vozovima na navijanje ništa nije falilo, ali ono što sam ja stvarno želeo bio je električni voz. Sate sam provodio posmatrajući izloženi model u Železničkom klubu u Krauč Endu, blizu Hajgejta. Maštao sam o električnim vozovima. Konačno, kada su jednom prilikom moji roditelji bili negde odsutni, iskoristio sam priliku da iz poštanske štedionice podignem sav svoj skromni kapital koji su mi ljudi davali u posebnim prilikama kao što je, na primer, krštenje. Ovim novcem sam kupio električni voz, ali, na moju osujećenost, on nije dobro radio. Danas znamo za prava potrošača. Trebalo je da vratim voz i da zahtevam da mi ga radnja ili proizvođač zamene, ali u to vreme smatralo se da je povlastica kupiti nešto, a ako to ne bi bilo ispravno, onda naprosto niste imali sreće. I tako sam platio opravku elektromotora lokomotive, ali voz ipak nikada nije proradio kako treba.
     Kasnije, kao omladinac, pravio sam modele aviona i brodova. Nikada nisam bio umešan u ručnom radu, ali ovo sam radio sa mojim školskim drugom Džonom Mek Klenahenom, koji je bio znatno umešniji i čiji je otac držao radionicu u kući. Namera mi je stalno bila da pravim modele koji bi radili i koje bih mogao da kontrolišem. Bilo mi je svejedno kako izgledaju. Mislim da me je isti poriv nagnao da izumim niz veoma složenih igara sa jednim drugim školskim drugom, Rodžerom Fernejhjuom. Napravili smo jednu 'proizvođačku igru', sa fabrikama u kojima su pravljeni proizvodi različitih boja, sa putevima i kolosecima kojima su bivali prevoženi, a bila je tu i berza. Smislili smo i 'ratnu igru' koja se igrala na ploči od četiri hiljade kvadratića, pa čak i 'feudalnu igru' u kojoj je svaki igrač predstavljao čitavu dinastiju sa rodoslovom. Mislim da su ove igre, kao i vozovi, brodovi i avioni, poticali iz potrebe da se dokuči kako stvari rade i da se one stave pod kontrolu. U vreme kada sam počeo rad na doktoratu, ovu potrebu zadovoljavalo je istraživanje u oblasti kosmologije. Ako dokučite kako Vaseljena dejstvuje, vi je na neki način kontrolišete.
     Godine 1950, očevo radno mesto premešteno je iz Hempsteda, blizu Hajgejta, u novopodignuti Nacionalni institut za medicinska istraživanja u Mil Hilu, na severnom kraju Londona. Umesto da se kroz grad putuje iz Hajgejta, izgledalo je razumnije iseliti se iz Londona, a onda putovati u grad. Tako su moji roditelji kupili kuću u varoši Sent Olbans, središtu biskupije, desetak milja severno od Mil Hila, odnosno dvadeset milja severno od središta Londona. Bila je to velika viktorijanska kuća koja se odlikovala elegantnošću i karakterom. Roditelji mi nisu dobro stajali kada su je kupili, a i valjalo je obaviti mnogo radova pre no što smo se mogli useliti. Kao pravi Jorkširac, moj otac je posle toga odbijao da plaća bilo kakve nove popravke. Umesto toga, svojski se trudio da je sam održava i boji, ali bila je to velika kuća, a on nije bio baš najvičniji tim poslovima. Kuća je, međutim, bila stameno sazdana, tako da je izdržala ovaj nemar. Moji roditelji prodali su je 1985, u vreme očeve bolesti (on je umro 1986). Video sam je nedavno. Kako izgleda, nije mnogo rada u nju uloženo, ali ona ipak deluje uglavnom isto.
     Kuća je bila predviđena za obitavanje porodice sa poslugom, a u sobi za serviranje nalazila se ploča sa zvoncima na kojoj su se oglašavali pozivi. Razume se, mi nismo imali poslugu, ali moja prva spavaća soba bila je mala prostorija u obliku latiničnog slova 'L' koja prvobitno mora da je pripadala nekoj služavki. Zatražio sam da mi ona bude dodeljena na nagovor moje rođake Sare koja je bila nešto starija od mene i kojoj sam se silno divio. Kazala mi je da će tu biti baš zgodno za igru. Jedna od pogodnosti sobe bila je to što smo kroz prozor mogli da iziđemo na krov spremišta za bicikle, a odatle da se spustimo na zemlju.
     Sara je bila kćer starije sestre moje majke, Dženet, koja je završila medicinu i udala se za jednog psihijatra. Oni su živeli u sličnoj kući u Harpendenu, selu pet milja dalje na sever, što je i bio jedan od razloga da se preselimo u Sent Olbans. Za mene je bilo veoma važno da se nađem blizu Sare i često sam autobusom odlazio u Harpenden. Sent Olbans se, inače, nalazi blizu ostataka starog rimskog grada Verulamijuma, koji je, uz London, predstavljao najznačajniju rimsku naseobinu u Britaniji. U srednjem veku, tu se nalazio najbogatiji manastir u Britaniji. Podignut je oko svetilišta svetog Albana, rimskog centuriona, o kome postoji predanje da je bio prva osoba u Britaniji pogubljena zbog hrišćanske vere. Sve što je ostalo od manastira jesu jedna veoma velika i prilično ružna crkva, kao i staro zdanje kapije - sada deo škole u Sent Olbansu, u koju sam docnije išao.
     Sent Olbans je bio pomalo teško i konzervativno mesto u poređenju sa Hajgejtom ili Harpendenom. Moji roditelji tu nisu stekli prijatelje. Delimično je to bila i njihova krivica, pošto su se po prirodi držali izdvojeno, naročito moj otac. Ali dobrim delom je to bio odraz drugačije vrste populacije; sasvim je, naime, izvesno da se roditelji nijednog od mojih školskih drugova iz Sent Olbansa nisu mogli računati u intelektualce.
     Na Hajgejtu, naša porodica se osećala prilično normalno, ali u Sent Olbansu su nas nesumnjivo držali za ekscentrike. Ovo viđenje osnaženo je ponašanjem mog oca koji nimalo nije držao do spoljašnjosti ako je to moglo da mu donese uštedu. Porodica mu je bila veoma siromašna kada je on bio mlad, što je na njega ostavilo trajan utisak. Teško mu je padalo da troši novac na vlastitu udobnost, čak i onda kada je, u poznijim godinama, to mogao sebi da dopusti. Odbio je da uvede centralno grejanje, iako je slabo podnosio hladnoću. Umesto toga, oblačio je po nekoliko džempera, kao i kućni ogrtač preko normalne odeće. Prema drugim ljudima bio je, međutim, veoma velikodušan.
     Tokom pedesetih godina smatrao je da nismo u prilici da nabavimo novi auto, pa je tako kupio jedan predratni londonski taksi, za koji smo on i ja podigli montažnu baraku kao garažu. Susede je ovo silno rasrdilo, ali nas nisu mogli sprečiti. Kao i većina dečaka, osećao sam potrebu da se prilagođavam sredini, tako da su me roditelji dovodili u nepriliku. Ali njih to nimalo nije brinulo.
     Kada smo se doselili u Sent Olbans, upisali su me u devojačku školu, koju su - protivno njenom nazivu - pohađali i dečaci do uzrasta od deset godina. Pošto sam tu proveo jedno tromesečje, međutim, otac je krenuo na jedan od svojih pohoda u Afriku, na koje se zapućivao skoro svake godine; ovoga puta trebalo je da ostane na putu puna četiri meseca. Mojoj majci nije se dopalo što će toliko dugo ostati sama sa decom, pa je tako povela mene i dve sestre u posetu svojoj školskoj drugarici Beril koja je bila udata za pesnika Roberta Grejvsa. Oni su živeli u selu Deja, na španskom ostrvu Majorci. Bilo je to samo pet godina posle rata i na vlasti se još nalazio španski diktator Fransisko Franko, koji je bio saveznik Hitlera i Musolinija. (U stvari, on je ostao na vlasti još pune dve decenije.) Uprkos ovoj okolnosti, moja majka, koja je bila član Lige mladih komunista pre rata, nije se ustezala da se sa troje dece zaputi brodom i vozom na Majorku. Iznajmili smo kuću u Deji i tu nam je bilo veoma lepo. Robertov sin Vilijem i ja imali smo istog privatnog učitelja. Čovek je bio Robertov štićenik i više ga je zanimalo da napiše dramu za edinburški festival nego da nas podučava. Naložio bi nam stoga da svakoga dana pročitao neki odlomak iz Biblije, a potom da napišemo sastav o tome. Zamisao je bila da tako naučimo lepotu engleskog jezika. Pre no što smo otišli odatle, proradili smo celo 'Postanje' i zašli u 'Izlazak' Prve dve od pet 'Mojsijevih knjiga' - prim. prev. Jedna od najvažnijih stvari koje sam tu naučio bila je da ne počnem rečenicu veznikom 'I'. Primetio sam, međutim, da mnoge rečenice u Bibliji počinju upravo sa 'I', ali mi je objašnjeno da se engleski promenio od vremena kralja Džejmsa. Iz čijeg doba potiče današnji prevod Biblije na engleski jezik (izvorno je objavljen 1611.) - prim. prev. Ali zašto nas onda, usprotivio sam se ja, teraju da čitamo Bibliju? No, moje protivljenje ispalo je uzaludno. Robert Grejvs bio je u to vreme veoma sklon simboličnosti i mističnosti Biblije.
     Kada smo se vratili sa Majorke, proveo sam godinu dana u drugoj školi, a onda sam polagao ispit koji se nazivao 'jedanaest i više'. Bio je to, zapravo, test inteligencije; morala su ga položiti sva deca koja su želela da pohađaju državne škole. U međuvremenu se od toga odustalo, poglavito stoga što puno dece iz srednje klase nije uspelo da ga savlada, pa su slata u neakademske škole. Ali ja sam uvek bolje prolazio na testovima i ispitivanjima nego u ocenjivanju u redovnoj nastavi; položio sam 'jedanaest i više' i tako obezbedio besplatno mesto u školi u Sent Olbansu.
     Kada mi je bilo trinaest godina, otac je poželeo da se oprobam u Vestminsterskoj školi, jednoj od glavnih 'javnih' - što će reći, privatnih - škola. U to vreme postojala je oštra podela u obrazovanju koja je išla linijom što je razdvajala klase. Moj otac je smatrao da je to što je bio bez statusa i veza uslovljavalo da ga podređuju drugim ljudima koji su bili manje sposobni, ali su imali više mesto u društvu. Kako moji roditelji nisu bili imućni, trebalo je da se izborim za stipendiju. Bio sam, međutim, bolestan u vreme polaganja ispita za stipendiju, tako da je nisam dobio. Ostao sam stoga u školi u Sent Olbansu gde sam stekao obrazovanje koje je bilo podjednako dobro, ako ne i bolje od onoga koje bih dobio u Vestminsteru. Nikada nisam smatrao da mi to što nemam visoko mesto u društvu predstavlja neki nedostatak.
     Englesko obrazovanje bilo je u to vreme veoma hijerarhijsko. Ne samo što su se škole delile na akademske i neakademske, nego su se i one akademske dalje delile u grupe A, B i C. Ova podela pogodovala je onima iz grupe A, ali ne i iz grupe B, dok je u grupi C već bilo sasvim loše. Ja sam dospeo u grupu A zahvaljujući rezultatima sa ispita 'jedanaest i više'. Ali posle prve godine, svi koji bi po uspehu bili ispod dvadesetog mesta u razredu prebacivani su u grupu B. Bio je to težak udarac njihovom samopouzdanju od koga se neki nikada nisu oporavili. Posle prva dva tromesečja u Sent Olbansu, bio sam dvadeset četvrti, odnosno dvadeset treći, ali zato sam posle trećeg zauzeo osamnaesto mesto, što mi je omogućilo da za dlaku ostanem u grupi A.
     Uvek sam po uspehu bio negde u sredini razreda. (Razred je inače bio natprosečan.) Moji školski zadaci bili su neuredni, dok mi je rukopis bacao nastavnike u očaj. Ali drugovi iz razreda prozvali su me 'Ajnštajn', videći u meni verovatno i nagoveštaje nečeg boljeg. Kada mi je bilo dvanaest godina, jedan od mojih prijatelja opkladio se sa drugim u vrećicu slatkiša da od mene nikada ništa neće ispasti. Ne znam šta je bilo sa ovom opkladom niti ko ju je dobio.
     Imao sam šest ili sedam bliskih prijatelja, a sa većinom njih i dalje održavam vezu. Često smo vodili duge rasprave o svemu i svačemu, od modela koji se kontrolišu radio-vezom do religije i od parapsihologije do fizike. Jedna od stvari o kojoj smo razgovarali bio je nastanak Vaseljene, kao i to zbog čega je Bogu uopšte bilo potrebno da je stvori i stavi u dejstvo. Čuo sam o tome da se svetlost što stiže sa dalekih galaksija odlikuje pomakom ka crvenom kraju spektra, za šta se smatralo da ukazuje na širenje Vaseljene. (Pomak ka plavom kraju govorio bi o njenom sažimanju.) Ali bio sam uveren da mora postojati neki drugi razlog za crveni pomak. Možda se svetlost umori i sva zajapuri na putu do nas. U osnovi nepromenljiva i večna Vaseljena izgledala je nekako znatno prirodnija. Shvatio sam da nisam bio u pravu tek pošto sam proveo dve godine pripremajući doktorat.
     Kada sam stigao u poslednja dva razreda škole, poželeo sam da se specijalizujem u matematici i fizici. Imao sam veoma nadahnjujućeg nastavnika iz matematike, gospodina Tatu, a u školi je upravo podignut matematički kabinet u kome se nalazila stalna učionica matematičkog razreda. Ali moj otac se tome veoma protivio. Smatrao je da matematičari mogu da se zaposle jedino kao nastavnici. Njemu bi se najviše dopalo da sam se opredelio za medicinu, ali mene nije zanimala biologija koja mi je izgledala odveć opisna i ne dovoljno fundamentalna. Ona je uz to i uživala prilično nizak ugled u školi. Najpametniji momci posvećivali su se matematici i fizici, dok su oni manje bistri odlazili na biologiju. Otac je znao da ja neću odabrati biologiju, ali naveo me je da se okušam u hemiji i sasvim malo u matematici. Smatrao je da će na ovaj način moje naučne perspektive biti otvorene. Ja sam sada profesor matematike, ali nigde je formalno nisam učio od kad sam sa sedamnaest godina napustio školu u Sent Olbansu. Morao sam uz put da stičem znanja o njoj. Pratio sam studente u Kembridžu, odmakavši im uvek po nedelju dana na kursevima.
     Moj otac se bavio istraživanjem tropskih bolesti, pa me je tako vodio u svoju laboratoriju u Mil Hilu. Uživao sam u tome, naročito kada bi mi se pružila prilika da gledam kroz mikroskop. Takođe me je vodio u kuću sa insektima, gde je držao komarce zaražene tropskim bolestima. To me je onespokojavalo, zato što mi se činilo da je uvek na slobodi po nekoliko ovih insekata. On je bio veoma predan poslu i zaokupljen istraživanjem. Uvek je uzimao na svoja pleća više od drugih ljudi, zato što je smatrao da su oni tu ne zbog toga što su bolji od njega nego zbog društvenog položaja i veza. Često me je upozoravao na tu vrstu ljudi. Ali mislim da se u ovom pogledu fizika razlikuje od medicine. U njoj je svejedno koju si školu pohađao ili sa kim si u rođačkoj vezi. Računa se samo ono što postižeš.
     Oduvek me je zanimalo kako stvari rade, pa sam ih tako rastavljao da bih to ustanovio, ali nisam bio baš tako umešan kada ih je trebalo ponovo sklopiti. Moje praktične sposobnosti nikada nisu bile na nivou mog teorijskog umeća. Otac je podsticao moje zanimanje za nauku, pa me je čak podučavao u matematici sve dok ga nisam nadrastao. Sa ovakvim obrazovanjem, kao i uz posao moga oca, izgledalo mi je prirodno da ću se baviti naučnim istraživanjem. U ranim godinama nisam pravio mnogo razlike između pojedinih nauka. Ali kada sam napunio trinaest ili četrnaest godina, znao sam da želim da se posvetim istraživanju na polju fizike, zato što je to bila najosnovnija od svih disciplina. Opredelio sam se za ovo uprkos okolnosti da je fizika bila najdosadniji predmet u školi, zato što mi je izgledala tako laka i očigledna. Hemija mi je delovala znatno zabavnije zato što su se u njoj zbivale neočekivane stvari, kao što su eksplozije. Ali fizika i astronomija nudile su nadu da ćemo jednom dokučiti odakle potičemo i zašto smo ovde. Želeo sam da dosegnem do najdaljih dubina Vaseljene. Možda sam to u maloj meri uspeo, ali svakako još ima puno toga što želim da doznam.

2. OKSFORD I KEMBRIDŽ

     Moj otac veoma je držao do toga da odem na Oksford ili Kembridž. On je pohađao Univerzitetski koledž u Oksfordu, pa je bio mišljenja da i ja treba tu da se prijavim, zato što bih imao veće izglede za upis. U to vreme, Univerzitetski koledž nije davao stipendije za matematiku, a to je bio dodatni razlog što je otac želeo da se upišem na hemiju: u prirodnim naukama, pre nego u matematici, mogao sam da računam na stipendiju.
     Ostatak porodice otišao je u Indiju na godinu dana, a ja sam morao da ostanem kako bih položio završni ispit i upisao se na fakultet. Direktor moje škole smatrao je da sam premlad za Oksford, ali ja sam se u martu 1959. prijavio za ispit za stipendiju sa dvojicom mladića iz starijeg razreda u školi. Bio sam uveren da sam ga loše uradio, a moju potištenost samo je pojačala okolnost da su, tokom praktičnog dela ispita, fakultetski predavači prišli drugim ljudima i popričali sa njima, ali ne i sa mnom. A onda, nekoliko dana pošto sam se vratio sa Oksforda, stigao mi je telegram u kome sam izvešten da sam dobio stipendiju.
     Bilo mi je sedamnaest godina, a većina studenata na mojoj godini već je odslužila vojsku i bila je znatno starija. Osećao sam se prilično usamljeno tokom prve godine, a delom i druge. Tek sam na trećoj postao zadovoljan. Preovlađujući stav na Oksfordu u to vreme bio je antirad. Svi su očekivali da budu blistavi studenti bez uloženog truda ili da prihvate vlastita ograničenja i diplomiraju sa jedva dovoljnim uspehom. Zagrejati stolicu kako bi se stekao što bolji uspeh smatrano je tada znamenjem 'sivog čoveka' - što je bio najgori epitet u oksfordskom rečniku.
     U to vreme, kurs iz fizike na Oksfordu bio je tako upriličen da se rad sasvim lako mogao izbeći. Položio sam jedan ispit odmah na početku, a potom sam proveo tri godine na Oksfordu, da bih tek na kraju imao završne ispite. Jednom sam izračunao da sam tokom trogodišnjeg boravka tamo radio oko hiljadu časova, što u proseku iznosi po sat dnevno. Ne ponosim se ovim neradom. Samo opisujem svoj stav iz tog doba, koji su delile mnoge moje kolege: stav potpunog dosađivanja i osećanje da baš ništa nije vredno truda. Jedna od posledica moje bolesti bilo je to da se ovo promenilo: kada se suočite sa mogućnošću rane smrti, onda shvatite da je život i te kako vredan i da postoji mnoštvo stvari koje želite da uradite.
     Zbog premalo rada, planirao sam da se u okviru završnog ispita pozabavim problemima teorijske fizike, čime bih izbegao pitanja koja nalažu činjeničko znanje. Nisam oka sklopio noć uoči tog ispita zato što su mi živci bili prenapeti, pa sam tako slabije prošao. Bio sam negde na granici između najviše ocene i one ispod nje, pa sam morao da iziđem na usmeni ispit pred profesore kako bi konačno odlučili šta da mi daju. Tom prilikom su me pitali i o mojim planovima. Odgovorio sam im da nameravam da se posvetim istraživanjima. Ako mi daju najvišu ocenu, otići ću na Kembridž. Ako dobijem onu slabiju, ostaću na Oksfordu. Dali su mi najvišu ocenu.
     Smatrao sam da postoje dva moguća područja teorijske fizike koja su temeljna i na kojima bih mogao da preduzmem istraživanja. Prvo je bila kosmologija, izučavanje veoma velikog. Drugo su bile elementarne čestice, proučavanje veoma malog. Učinilo mi se da su elementarne čestice manje privlačne zato što u to vreme nije postojala prikladna teorija o njima, iako su naučnici otkrivali mnogo novih. Sve što su uspevali da postignu bilo je da ih razvrstavaju u porodice, kao u botanici. U kosmologiji, nasuprot tome, postojala je jedna sasvim određena teorija - Ajnštajnova opšta teorija relativnosti.
     Na Oksfordu se tada niko nije bavio kosmologijom, ali na Kembridžu je bio Fred Hojl, najuvaženiji britanski astronom tog vremena. Prijavio sam se stoga za doktorat kod Hojla. Moja prijava za istraživanje na Kembridžu bila je prihvaćena, pod uslovom da dođem sa najvišom ocenom, ali, na žalost, za mentora mi je dodeljen ne Hojl nego čovek po imenu Denis Skjama za koga nikada ranije nisam čuo. Na kraju se, međutim, ispostavilo da bolje nije ni moglo ispasti. Hojl je često izbivao iz zemlje, tako da ga ja ne bih puno viđao. Sa druge strane, Skjama se stalno nalazio tu i rad sa njim bio je veoma podsticajan, iako se počesto nisam slagao sa njegovim zamislima.
     Budući da se nisam mnogo bavio matematikom ni u školi ni na Oksfordu, u početku mi je opšta relativnost bila veoma teška, tako da nisam puno napredovao. Takođe, tokom poslednje godine na Oksfordu, zapazio sam da mi pokreti postaju nekako nespretni. Ubrzo pošto sam stigao na Kembridž, ustanovljeno je da bolujem od ALS-a, amiotrofičke lateralne skleroze, ili motoričke neuronske bolesti, kako se naziva u Engleskoj. (U Sjedinjenim Američkim Državama nazivaju je još Lu Gerigova bolest.) Lekari nisu mogli da mi obezbede izlečenje niti da mi pruže jemstvo da se bolest neće pogoršati.
     U početku je izgledalo da bolest napreduje prilično brzo. Planirana istraživanja odjednom su izgubila smisao, budući da nisam očekivao da ću poživeti dovoljno dugo da završim doktorat. Kako je, međutim, vreme prolazilo, tok bolesti se sve više usporavao. Takođe sam počeo da shvatam opštu relativnost i da napredujem u radu. Ali ono što je uistinu odnelo prevagu bila je veridba sa devojkom po imenu Džejn Vajld, koju sam upoznao nekako u vreme kada je postavljena dijagnoza o ALS-u. To mi je pružilo razlog zbog koga je vredelo živeti.
     Kako bismo se venčali, morao sam da nađem neki posao, a da bih našao posao, morao sam doktorat da privedem kraju. I tako sam počeo prvi put u životu da radim. Na moje iznenađenje, rad mi je prijao. Možda nije pošteno, doduše, nazvati to radom. Neko je jednom rekao: naučnici i prostitutke bivaju plaćeni za obavljanje onoga u čemu uživaju.
     Konkurisao sam za istraživačku stipendiju na koledžu Gonvil i Kejs. Nadao sam se da će mi Džejn otkucati prijavu, ali kada mi je došla u posetu u Kembridž, ruka joj je bila u gipsu zato što ju je slomila. Moram priznati da nisam bio dovoljno uviđavan tim povodom. Bila je to, međutim, leva ruka, tako da je mogla da, po mom diktatu, napiše prijavu, a onda da je da nekome da je prekuca.
     U prijavi sam morao da navedem imena dvojice naučnika koji su mogli da pruže preporuke o mom delu. Moj mentor je predložio da zamolim Hermana Bondija da bude jedan od njih. Bondi je tada bio profesor matematike na Kings koledžu u Londonu i važio je za stručnjaka za opštu relativnost. Sreli smo se prethodno u dva navrata, a on je predložio da se jedan moj tekst objavi u časopisu Proceedings of the Royal Society. Obratio sam mu se posle jednog predavanja koje je držao u Kembridžu; pogledao me je nekako neodređeno i odvratio da će mi dati preporuku. Očigledno me se nije sećao, jer kada mu je koledž zvanično zatražio preporuku, on je odgovorio da nije čuo za mene. Danas toliko ljudi pokušava da dobije istraživačke stipendije na koledžima, da ako jedan od kandidatovih mogućih preporučilaca izjavi da ga ne poznaje, onda ovaj više nema nikakve izglede. No, ono su bila mirnija vremena. Koledž me je pismom izvestio o neprijatnom odgovoru mog preporučioca, posle čega je moj mentor stupio u vezu sa Bondijem i osvežio mu pamćenje. Bondi mi je potom napisao preporuku koja je verovatno bila znatno bolja nego što sam je zasluživao. Dobio sam stipendiju i od tada sam neprekidno na koledžu Kejs.
     Stipendija je značila da se Džejn i ja možemo venčati, što smo i učinili jula 1965. Proveli smo jednonedeljni medeni mesec u Safolku, jer to je bilo najviše što sam mogao sebi da dopustim. Potom smo otišli u letnju školu o opštoj relativnosti, koja je upriličena na univerzitetu Kornel, u državi Njujork. Bilo je to pogrešno. Odseli smo u spavaonici punoj parova sa bučnom malom decom, što je stvorilo priličnu napetost u našem braku. U drugim pogledima, međutim, letnja škola bila mi je veoma korisna zato što sam se tu upoznao sa mnogo vodećih ljudi u ovoj oblasti.
     Zaključno sa 1970. godinom bavio sam se istraživanjima na polju kosmologije - izučavanjem makrosveta. Moj najznačajniji rad iz tog razdoblja odnosio se na singularnosti. Osmatranja dalekih galaksija ukazuju na to da se one udaljuju od nas: drugim rečima, Vaseljena se širi. Ovo znači da su se galaksije nalazile bliže jedna drugoj u prošlosti. Tim povodom javilo se pitanje: da li je postojao takav trenutak u prošlosti kada su sve galaksije bile zbijene ujedno, dok je gustina Vaseljene bila beskonačna? Ili je postojala prethodna faza sažimanja, u kojoj su galaksije uspele da izbegnu međusobno sudaranje. Možda su prohujale jedne pored drugih i potom nastavile da se razilaze. Da bi se odgovorilo na ova pitanja, bilo je neophodno razviti nove matematičke postupke. Njih smo poglavito usavršili Rodžer Penrouz i ja između 1965. i 1970. Penrouz je tada bio na koledžu Birkbek, u Londonu; sada je na Oksfordu. Primenili smo ove postupke da pokažemo kako je moralo postojati stanje beskrajne gustine u prošlosti ukoliko je tačna opšta teorija relativnosti.
     Ovo stanje beskrajne gustine naziva se singularnost Velikog Praska. Odatle proishodi da nauka ne bi bila u stanju da predvidi kako je Vaseljena počela ako je opšta relativnost ispravna. Moji noviji radovi, međutim, ukazuju na to da je moguće predvideti kako je Vaseljena počela ukoliko se uzme u obzir teorija kvantne fizike, teorija veoma malog.
     Opšta relativnost takođe predviđa da će se masivne zvezde urušiti u same sebe pošto utroše svoje nuklearno gorivo. Penrouzovi i moji radovi pokazali su da bi se ovo urušavanje nastavilo sve dok se ne stigne do singularnosti beskrajne gustine. Ova singularnost bila bi ujedno i kraj vremena, bar za datu zvezdu i sve na njoj. Gravitaciono polje singularnosti bilo bi tako jako da čak ni svetlost ne bi uspela da se otisne iz područja oko njega, već bi je stalno vuklo natrag gravitaciono polje. Područje iz koga nije moguće otisnuti se naziva se 'crna rupa', a njegova granica 'horizont događaja'. Ma šta ili ma ko da prekorači horizont događaja i stupi u crnu rupu, iskusio bi kraj vremena u singularnosti.
     Razmišljao sam o crnim rupama dok sam se spremao za počinak jedne noći 1970, ubrzo po rođenju moje kćerke Lusi. Najednom mi je sinulo da se mnogi postupci koje smo Penrouz i ja razvili da dokažemo postojanje singularnosti mogu primeniti i na crne rupe. Na primer, područje horizonta događaja, granica crne rupe, ne može se smanjivati s protokom vremena. A kada se dve crne rupe sudare i sjedine u jedinstvenu rupu, područje horizonta ove nove rupe bilo bi veće od zbira područja horizonata dve prvobitne crne rupe. Ovim je postavljeno značajno ograničenje u pogledu količine energije koja se može odaslati prilikom sudara. Bio sam toliko uzbuđen da nisam mnogo spavao te noći.
     Od 1970. do 1974. poglavito sam radio na crnim rupama. Ali 1974. došao sam do svog možda najneočekivanijeg otkrića: crne rupe nisu potpuno crne! Kada se u obzir uzme ponašanje materije u malim razmerama, čestice i zračenje mogu da procure iz crne rupe. Crna rupa emituje zračenje kao da je vrelo telo.
     Od 1974. radim na tome da povežem opštu relativnost i kvantnu mehaniku u postojanu teoriju. Jedan od ishoda u ovom pogledu bila je pretpostavka koju sam 1983. izložio zajedno sa Džimom Hartlom sa Kalifornijskog univerziteta u Santa Barbari: vreme i prostor su konačni, ali nemaju granicu ili rub. Oni bi nalikovali površini Zemlje, ali sa dve dodatne dimenzije. Površina Zemlje je konačna, ali nema granica. Ni na jednom od mojih mnogih putovanja nisam uspeo da padnem sa ruba sveta. Ako je ova pretpostavka tačna, onda nema singularnosti, a zakoni nauke svuda bi važili, računajući tu i početak Vaseljene. Način na koji bi Vaseljena počela bio bi određen zakonima nauke. Ja bih onda mogao da uspem u svojim nastojanjima da otkrijem kako je Vaseljena počela. Ali ne i zašto je počela.

3. MOJE ISKUSTVO SA ALS-om

     Govor održan na konferenciji Britanskog društva za borbu protiv motoričke neuronske bolesti, u Birmingemu, oktobra 1987.

     Često me pitaju: 'Kako se osećate kao žrtva ALS-a?' Odgovor glasi: 'Ne tako rđavo.' Pokušavam da vodim što je moguće normalniji život i da ne razmišljam puno o svom stanju, odnosno da ne žalim zbog stvari koje zbog bolesti nisam u stanju da radim, a kojih i nema tako mnogo.
     Doživeo sam veliki šok kada je ustanovljeno da bolujem od motoričke neuronske bolesti. Kao dete nikada nisam imao valjanu fizičku koordinaciju. Nisam se isticao u igrama loptom, što je verovatno i bio razlog da nisam mnogo mario za sport ili fizičke aktivnosti. Ali stvari kao da su se promenile kada sam otišao na Oksford. Počeo sam da se bavim veslanjem i upravljanjem čamcem. Nisam baš uspeo da učestvujem u trci Oksford-Kembridž, ali sam stigao do međufakultetskog takmičenja.
     Na trećoj godini u Oksfordu, međutim, zapazio sam da postajem nekako trapaviji, pa sam tako jednom ili dva puta pao bez nekog očiglednog razloga. No, tek kada sam naredne godine prešao na Kembridž, ove promene uočila je i moja majka i odvela me kod porodičnog lekara. On me je uputio specijalisti i ubrzo po mom dvadeset prvom rođendanu otišao sam u bolnicu da se izvrše pretrage. Ostao sam tamo dve sedmice tokom kojih sam bio podvrgnut mnoštvu raznovrsnih ispitivanja. Uzeli su mi uzorak mišićnog tkiva iz ruke, postavljali su elektrode na mene, ubrizgavali su mi neku radioaktivnu tečnost u kičmenu moždinu i posmatrali je kako se kreće gore-dole posredstvom rendgenskih zraka, dok su naginjali postelju na razne strane. Posle svega toga, nisu mi kazali od čega bolujem, već su rekli jedino to da posredi nije multipla skleroza i da predstavljam atipičan slučaj. Shvatio sam, međutim, da očekuju da se stvar pogoršava i da ne mogu ništa drugo preduzeti osim da mi daju vitamine. Bilo mi je jasno da od vitamina ne očekuju neki veći učinak. Ja baš nisam goreo od želje da doznam više pojedinosti, jer bilo je očigledno da su one loše.
     Uviđanje da bolujem od neizlečive bolesti sa verovatnim smrtnim ishodom kroz godinu-dve predstavljalo je pravi šok. Kako se nešto tako moglo baš meni dogoditi? Zar baš moram tako da skončam? Tokom boravka u bolnici, međutim, video sam kako je u krevetu do moga od leukemije umro jedan dečak koga sam površno poznavao. Nije to bio prijatan prizor. Jasno je bilo da ima ljudi koji su u još težem stanju od mene. Zbog moje bolesti bar nisam trpeo bol. Kad god bih osetio sklonost ka samosažaljenju, setio bih se tog dečaka.
     Ne znajući šta će biti sa mnom niti kojom će brzinom bolest napredovati, našao sam se u nedoumici šta mi valja činiti. Lekari su mi kazali da se vratim na Kembridž i nastavim upravo započeta istraživanja na polju opšte relativnosti i kosmologije. Ali nisam u ovom pogledu daleko odmakao zato što moje matematičko obrazovanje nije bilo dovoljno - a ionako se moglo dogoditi da ne poživim dovoljno dugo da završim doktorat. Osećao sam se pomalo kao tragični junak. Počeo sam da slušam Vagnera, ali novinski članci o tome da sam se potpuno odao piću predstavljali su preterivanje. Nevolja je bila u tome što su mnogi drugi preuzeli ovu tobožnju vest pošto je objavljena u jednom tekstu, zato što je zvučala kao zgodna priča. A sve što bi se toliko puta pojavilo u novinama moralo je biti tačno.
     Moji snovi iz tog vremena bili su prilično uznemirujući. Pre no što je postavljena dijagnoza, vodio sam prilično dosadan život. Ništa mi nije izgledalo vredno truda. Ali ubrzo po izlasku iz bolnice, sanjao sam kako treba da budem pogubljen. Najednom sam shvatio da postoji mnoštvo vrednih stvari koje bih mogao uraditi ako bih bio pomilovan. U jednom drugom snu koji sam više puta sanjao, žrtvovao sam svoj život da bih spasao druge. Konačno, ako ću već ovako ili onako umreti, time bih bar učinio neko dobro delo.
     Ali nisam umro. Štaviše, iako se nad mojom budućnošću nadvio crni oblak, sa iznenađenjem sam ustanovio da sada uživam u životu više nego ikada ranije. Počeo sam da napredujem u istraživanju, verio sam se i oženio, dobio sam istraživačku stipendiju na koledžu Kejs, u Kembridžu.
     Stipendija na Kejsu rešila je problem moje nezaposlenosti. Imao sam sreće što sam odabrao da radim na polju teorijske fizike, jer to je bilo jedno od retkih područja na kojima moje stanje ne predstavlja ozbiljan nedostatak. Isto tako, uporedo sa pogoršavanjem moje invalidnosti, naučni ugled mi je rastao. To je značilo da su ljudi spremni da mi ponude mesta na kojima bih se jedino bavio istraživanjima, bez obaveze da predajem.
     Takođe smo imali sreće sa smeštajem. Kada smo se venčali, Džejn je još pohađala koledž Vestfild u Londonu, tako da je tamo morala da bude radnim danima u nedelji. Trebalo je stoga da nađemo takvo prebivalište gde bih ja mogao da budem samostalan i koje bi bilo smešteno negde u centru, zato što nisam mogao daleko da pešačim. Zamolio sam koledž za pomoć, ali mi je tadašnji blagajnik odgovorio da je politika koledža da ne pomažu studentima oko smeštaja. Prijavili smo se stoga za iznajmljivanje jednog stana iz skupine novih koji su upravo građeni blizu pijace. (Godinama kasnije, ustanovio sam da je vlasnik tih stanova koledž, ali to mi onda niko nije kazao.) Kada smo se vratili u Kembridž posle leta provedenog u Americi, međutim, ustanovili smo da stanovi još nisu gotovi. Kao veliku uslugu, blagajnik nam je ponudio jednu sobu u hostelu predviđenom za postdiplomce, rekavši pri tom: 'Obično naplaćujemo dvanaest šilinga i šest penija po sobi za noć. Kako će vas, međutim, u njoj biti dvoje, zakupnina će vas stajati dvadeset pet šilinga.'
     Ostali smo tu samo tri noći. Onda smo pronašli jednu malu kuću na samo stotinak jardi od odeljenja mog univerziteta. Pripadala je drugom koledžu koji ju je iznajmio jednom od svojih studenata. On se, međutim, nedavno preselio u neku kuću u predgrađu, pa nam je izdao kućicu na tri meseca, koliko je još trajao njegov zakup. Tokom ta tri meseca, pronašli smo još jednu praznu kuću u istoj ulici. Sused je pozvao vlasnicu iz Dorseta i kazao joj da je to skandalozno što joj kuća zvrji prazna dok mladi ljudi traže smeštaj na sve strane, pa nam ju je ona tako izdala. Pošto smo tu proveli nekoliko godina, poželeli smo da je otkupimo i renoviramo, te smo od koledža zatražili hipoteku. Koledž je ispitao stvar i zaključio da mu se rizik ne isplati. Na kraju smo hipoteku dobili preko jednog građevinskog društva, a moji roditelji dali su nam novac za renoviranje.
     Tu smo živeli četiri godine, sve dok meni nije postalo preteško da se penjem uz stepenice. U to vreme, u koledžu su me, izgleda, više uvažavali, a i promenio se blagajnik. Ponudili su nam stan u prizemlju u kući koja je bila njihovo vlasništvo. Smeštaj mi je veoma odgovarao, zato što su sobe bile prostrane, a vrata široka. I mesto je bilo veoma pogodno, u samom centru, tako da sam lako stizao u električnim invalidskim kolicima do univerzitetskog odeljenja ili koledža. Dopalo se i našoj deci, njima trima, zato što je kuća bila okružena vrtom o kome se brinuo baštovan sa koledža.
     Do 1974. mogao sam sam da se hranim i da se penjem na krevet, odnosno da silazim sa njega. Džejn je uspevala da pomaže meni, kao i da podigne dvoje naše dece bez spoljnje pomoći. Okolnosti su, međutim, potom postale teže, pa smo odlučili da sa nama živi neko od mojih studenata-istraživača. U zamenu za besplatan smeštaj i puno moje pažnje, oni bi mi pomagali oko ustajanja iz postelje i leganja u nju. Od 1980. godine angažovali smo državne i privatne bolničarke koje bi dolazile na sat ili dva ujutro i uveče. To je potrajalo sve dok nisam oboleo od upale pluća 1985. Morao sam da budem podvrgnut takozvanoj traheotomiji Razrezivanje dušnika - prim. prev. i od tada mi je bila potrebna dvadeset četvoročasovna nega, koju su mi omogućili prilozi iz više zadužbina.
     Pre operacije, moj govor postajao je sve nerazgovetniji, tako da su me mogli razumeti jedino oni ljudi koji su me dobro poznavali. Ali bar sam sa njima mogao da opštim. Pisao sam naučne tekstove tako što bih ih diktirao sekretarici, a seminarska predavanja držao bih uz pomoć tumača koji bi jasnije ponavljao moje reči. Traheotomijom je, međutim, potpuno uklonjena moja sposobnost govora. Izvesno vreme, jedini način na koji sam mogao da opštim bio je da reči sričem slovo po slovo na taj način što bih podigao obrve kada bi neko pokazao pravo slovo na tabli sa abecedom. Prilično je teško ovako voditi razgovor, a kamoli pisati naučne tekstove. Srećom, jedan kompjuterski stručnjak iz Kalifornije po imenu Volt Voltos čuo je za moju muku i poslao mi je program pod nazivom 'Ekvilajzer', koji je sam napisao. Program mi je omogućio da biram reči iz niza menija na ekranu tako što bih pritiskao prekidač u ruci. Program se takođe mogao kontrolisati pokretima glave ili oka. Kada bih sastavio ono što želim da kažem, upućivao sam to sintesajzeru govora.
     U početku je program 'Ekvilajzer' radio na jednom stonom kompjuteru. Onda je Dejvid Mejson, iz firme 'Cambridge Adaptive Communications', ugradio mali lični računar i sintesajzer govora u moja invalidska kolica. Na ovaj način mogao sam da opštim znatno bolje nego ranije. Uspevao sam da sastavim do petnaest reči u minutu. Mogao sam bilo da izgovorim ono što sam napisao, bilo da to snimim na hard-disk. Snimak sam potom bio u prilici da ili odštampam ili pozovem iz memorije i izgovorim rečenicu po rečenicu. Uz pomoć ovog sistema napisao sam dve knjige i više naučnih tekstova. On mi je takođe omogućio da održim puno naučnih i popularnih predavanja. Sva su ona dobro primljena. Mislim da je to ponajpre zahvaljujući kvalitetu sintesajzera govora, koji je načinila firma 'Speech Plus'. Čovekov glas veoma je važan. Ako vam je glas nerazgovetan, ljudi će vas po svoj prilici držati za maloumnika. Ovaj sintesajzer je daleko najbolji od svih za koje sam čuo, zato što njime uspevate da menjate intonaciju, pa ne zvučite kao neki Dalek. Junak popularne britanske TV serije 'Dr Hu' - prim. prev. Jedina nevolja je to što sada imam američki naglasak. No, već sam se poistovetio sa tim glasom. Ne bih ga promenio čak ni onda kada bi mi ponudili pravi britanski glas. Osećao bih se kao da sam postao druga osoba.
     Bolujem od motoričke neuronske bolesti praktično ceo svoj odrasli život. Ona me, međutim, nije osujetila u tome da imam veoma privlačnu porodicu i da budem uspešan u svom poslu. Ovo pre svega zahvaljujući pomoći koju mi pružaju supruga, deca i veliki broj drugih ljudi i organizacija. Imao sam sreće što mi je tok bolesti napredovao sporije nego što je inače slučaj. To pokazuje da čovek ne sme da izgubi nadu.

4. ODNOS JAVNOSTI PREMA NAUCI

     Govor održan u Ovijedu, u Španiji, oktobra 1989, prigodom uručenja nagrade 'Saglasje i sloga', koju dodeljuje princ od Asturije. Tekst je ažuriran.

     Dopadalo nam se to ili ne, svet u kome živimo veoma se promenio u poslednjih sto godina, a sva je prilika da će se još više promeniti u narednih stotinu. Neki ljudi bi voleli da zaustave ove promene i da se vrate u jedno doba koje njima izgleda čistije i jednostavnije. Ali, kako nas istorija uči, prošlost nije bila tako divna. Život, doduše, nije bio baš rđav za povlašćenu manjinu, premda je i ona morala da se snalazi bez moderne medicine, dok je porođaj bio veoma rizičan za žene. Za veliku većinu ljudi, međutim, život je bio težak, grub i kratak.
     U svakom slučaju, čak i kada bismo to želeli, ne bismo mogli da vratimo časovnik u neko ranije doba. Znanje i tehnike ne mogu se tek tako zaboraviti. Niti se u budućnosti može sprečiti dalji napredak. Čak i kada bi se obustavila sva vladina ulaganja u istraživanja (a sadašnja vlada na tome zdušno radi), sila konkurencije i dalje bi dovodila do napretka u tehnologiji. Štaviše, nikako se ne mogu sprečiti radoznali umovi da razmišljaju o temeljnim naukama, bili oni plaćeni za to ili ne. Jedini način da se spreči potonji razvoj bilo bi osnivanje globalne totalitarne države koja bi se borila protiv svega novog, ali ljudska preduzimljivost i domišljatost su takve da čak ni to ne bi uspelo. Time bi se jedino postiglo usporenjebrzine promena.
     Ako prihvatimo da ne možemo osujetiti nauku i tehnologiju u tome da menjaju svet, onda bar možemo pokušati da obezbedimo da promene koje one donose budu okrenute u dobrom pravcu. U jednom demokratskom društvu ovo znači da javnost treba da ima osnovnu upućenost u nauku, tako da može obavešteno da donosi odluke, a ne da ih prepusti stručnjacima. U ovom trenutku, javnost ima prilično dvoličan odnos prema nauci. Ona očekuje nastavak postojanog poboljšavanja standarda života, koji su obezbedila nova otkrića u nauci i tehnologiji, ali je takođe nepoverljiva prema nauci zato što je ne razume. Ovo nepoverenje očigledno je u klišeu ludog naučnika koji u svojoj laboratoriji radi na pravljenju Frankenštajna. To je takođe važan činilac koji stoji iza podrške zelenim strankama. Ali javnost se takođe veoma zanima za nauku, posebno za astronomiju, kao što to pokazuje velika gledanost televizijskih serija kao što je Kosmos i velika popularnost naučne fantastike.
     Šta se može preduzeti da se iskoristi ovo zanimanje i da se javnosti pruži odgovarajuća naučna upućenost kako bi mogla da donosi obaveštene odluke o predmetima kao što su kisele kiše, dejstvo staklene bašte, nuklearno naoružanje i genetski inženjering? Jasno, osnova mora počivati na onome što se uči u školama. Ali u školama se nauka često predstavlja na suvoparan i nezanimljiv način. Deca je uče da bi dobila prelaznu ocenu, ne uviđajući značaj koji ona ima u svetu što ih okružuje. Štaviše, nauka se poglavito predaje preko jednačina. Iako su jednačine sažet i tačan vid opisivanja matematičkih zamisli, one plaše većinu ljudi. Kada sam nedavno pisao jednu popularnu knjigu, ukazano mi je na to da će svaka jednačina koju navedem prepoloviti broj kupaca. Ipak sam uključio jednu jednačinu - poznato Ajnštajnovo E = mc2. Možda bih bez nje prodao dvostruko više primeraka.
     Naučnici i inženjeri izražavaju svoje zamisli u obliku jednačina, zato što je potrebno da znaju tačnu vrednost kvantiteta. Ali za nas ostale dovoljno je kvalitativno razumevanje naučnih zamisli, a to se može predočiti rečima i dijagramima, bez uvođenja jednačina.
     Nauka o kojoj ljudi uče u školi može da pruži osnovni okvir. Ali brzina naučnog napretka sada je tako velika da uvek ima novih dostignuća koja su se zbila pošto ste završili školu ili fakultet. U školi uopšte nisam učio o molekularnoj biologiji ili tranzistorima, a genetski inženjering i kompjuteri predstavljaju oblasti za koje je najverovatnije da će u najvećoj meri uticati na naš budući život. Knjige i časopisi koji se bave popularizacijom nauke doprinose tome da budemo u toku sa novim razvojima, ali čak i najuspešniju naučnopopularnu knjigu pročita samo mali deo populacije. Jedino televizija može da obezbedi uistinu masovnu publiku. Na televiziji ima stvarno dobrih emisija o nauci, ali u drugim programima naučna čudesa predstavljaju se naprosto kao čarobnjaštvo, bez objašnjavanja ili pokazivanja kako se ona uklapaju u okvire naučnih zamisli. Urednici naučnih programa na televiziji treba da shvata da je na njima odgovornost da obrazuju javnost, a ne samo da je zabavljaju.
     Koje su naučne teme koje javnost treba da ima u vidu kako bi pozvano mogla da donosi odluke u bliskoj budućnosti? Najneodložnija među njima jeste ona koja se odnosi na nuklearno naoružanje. Ostali globalni problemi, kao što su zalihe hrane ili dejstvo staklene bašte, srazmerno su sporohodni, ali nuklearni rat može da donese okončanje svekolikog ljudskog života na Zemlji u roku od svega nekoliko dana. Popuštanje napetosti između Istoka i Zapada, do čega je došlo svršetkom hladnog rata, dovelo je do toga da strah od nuklearnog rata bude potisnut u svesti javnosti. Ali opasnost je i dalje prisutna sve dok bude postojalo dovoljno oružja da se satre populacija koja višestruko premaša onu što danas postoji na svetu. U državama bivšeg Sovjetskog Saveza i u Americi, nuklearna oružja i dalje su upravljena ka svim većim gradovima na severnoj polulopti. Da bi počeo globalni rat, dovoljna je i kompjuterska greška ili pobuna među onima koji upravljaju tim oružjem. Još više zabrinjava okolnost da sada i srazmerno male sile dolaze u posed nuklearnog oružja. Velike sile ponašale su se uglavnom na razuman način, ali ne može se imati isto poverenje u zemlje kao što su Libija ili Irak, Pakistan, pa čak i Azerbejdžan. Opasnost ne leži toliko u samom nuklearnom oružju koga te zemlje mogu uskoro da se domognu i koje bi bilo prilično jednostavno, iako se njime mogu pobiti milioni ljudi. Nevolja je pre u tome što bi u nuklearni rat između dve manje zemlje mogle biti uvučene velesile sa svojim ogromnim arsenalima.
     Veoma je važno da javnost uvidi ovu opasnost i izvrši pritisak na sve vlade da se slože oko što obimnijeg razoružanja. Verovatno nije praktično potpuno ukloniti nuklearno naoružanje, ali svakako da možemo smanjiti opasnost tako što ćemo smanjiti broj bombi.
     Čak i ako uspemo da izbegnemo nuklearni rat, postoje i druge opasnosti koje nas sve mogu uništiti. Postoji 'crnjak' o tome da je razlog što dosad nismo uspostavili kontakt ni sa jednom vanzemaljskom civilizacijom to što civilizacije ispoljavaju težnju ka samouništenju pošto dostignu naš stepen. Ja, međutim, imam dovoljno vere u zdrav razum javnosti i uveren sam da ćemo ovo demantovati.

5. KRATKA POVEST KRATKE POVESTI

     Ovaj ogled izvorno je objavljen decembra 1988. kao članak u listu Independent. Kratka povest vremena zadržala se na listi najbolje prodavanih knjiga The New York Timesa pune pedeset tri nedelje; u Britaniji, zaključno sa februarom 1993, bila je 205 nedelja na listi londonskog The Sunday Timesa. (Kada se navršilo 184 nedelje, ušla je u Ginisovu knjigu rekorda kao naslov koji je najduže bio na ovoj listi.) Broj prevedenih izdanja trenutno iznosi trideset tri.

     Još sam zapanjen prijemom koji je doživela moja knjiga Kratka povest vremena. Na listi najbolje prodavanih knjiga The New York Timesa bila je trideset sedam nedelja, dok je na listi londonskog The Sunday Timesa već dvadeset osam sedmica. (U Britaniji je kasnije objavljena nego u Sjedinjenim Američkim Državama.) Prevedena je na dvadeset jezika (na dvadeset jedan, zapravo, ako se računa i američki kao različit od engleskog). Ovo znatno prevazilazi moja očekivanja iz vremena kada sam, 1982, došao na zamisao da napišem naučnopopularnu knjigu o Vaseljeni. Namera mi je delimično bila da na taj način zaradim novac kojim bih platio kćerkinu školarinu. (U vreme kada se knjiga pojavila, ona je, međutim, već bila u poslednjem razredu.) Ali glavni razlog bilo je to što sam želeo da objasnim dokle smo stigli u našem razumevanju Vaseljene: koliko smo, možda, blizu postavljanju jedne celovite teorije koja bi opisala Vaseljenu i sve u njoj.
     Ako je već trebalo da uložim vreme i trud u pisanje knjige, onda sam želeo da ona stigne do što većeg broja ljudi. Moje prethodne tehničke knjige objavila je izdavačka kuća 'Cambridge University Press'. Svoj posao obavila je veoma dobro, ali smatrao sam da ona nije baš najpogodnija za plasman na masovno tržište do koga mi je bilo stalo. Stupio sam stoga u vezu sa literarnim agentom Alom Cukermanom, koga sam upoznao kao zeta jednog mog kolege. Dao sam mu radnu verziju prvog poglavlja i objasnio sam mu da želim da to bude knjiga koja će se prodavati u aerodromskim knjižarama. Kazao mi je da nema nikakvih izgleda da se to dogodi. Prođa može da bude dobra među akademskom i studentskom populacijom, ali knjiga ove vrste ne može se probiti na teritoriju Džefrija Arčera. Savremeni pisac popularnih romana o engleskom visokom društvu - prim. prev.
     Dao sam Cukermanu radnu verziju knjige 1984. godine. On ju je poslao većem broju izdavača i preporučio mi da prihvatim ponudu 'Nortona', američkog izdavača okrenutog gornjim slojevima tržišta. Ali ja sam se opredelio za ponudu koju sam dobio od firme 'Bantam Books', zato što je ona bila usmerena na popularno tržište. Iako 'Bantam' nije bio specijalizovan za objavljivanje naučnih knjiga, njihova izdanja mogla su se u velikom broju naći u aerodromskim knjižarama. Oni su prihvatili moju knjigu ponajpre stoga što je posebno zanimanje za nju pokazao jedan od urednika, Piter Guzardi. On se veoma ozbiljno latio svog posla i ubedio me je da napišem novu verziju koja bi bila shvatljiva laicima poput njega. Svaki put kada bih mu poslao neko prerađeno poglavlje, on bi sačinio dug spisak primedbi i pitanja koja je želeo da razjasnim. Bilo je trenutaka kada mi se činilo da se ovo nikada neće završiti. Ali pokazalo se da je bio u pravu: na kraju smo dobili znatno bolju knjigu.
     Ubrzo pošto sam prihvatio ponudu iz 'Bantama', razboleo sam se od upale pluća. Morao sam da budem podvrgnut traheotomiji, tako da sam ostao bez sposobnosti govora. Neko vreme mogao sam da opštim jedino podizanjem obrva kada bi mi neko pokazao odgovarajuće slovo na jednoj tabli. Privođenje kraju knjige uopšte ne bi bilo moguće da nisam dobio jedan naročiti kompjuterski program. On je, doduše, bio pomalo spor, ali i ja sporo razmišljam, tako da mi je baš odgovarao. Posredstvom ovog programa, gotovo sam potpuno preradio prvu verziju, odgovarajući na Guzardijeve podsticaje. Pri ovoj reviziji značajno mi je pomogao jedan moj student, Brajan Vit.
     Veoma mi se dopala televizijska serija Džejkoba Bronovskog Uspon čoveka. (Ovakav seksistički naslov danas ne bi bio moguć.) Izvorni naslov ove televizijske serije glasi The Ascent of Man; Hoking ima na umu dvostruki smisao reči 'Man', koja znači i 'čovek', ali i 'muškarac', tako da se u originalu naslov može razumeti i kao 'Uspon muškarca' - prim. prev. Serija je predočavala podvig ljudske rase koja je za samo petnaest hiljada godina prevalila uspon od primitivnih divljaka do našeg sadašnjeg nivoa. Ja sam želeo da predočim sličan podvig kojim je obeleženo naše napredovanje ka potpunom razumevanju zakona koji vladaju Vaseljenom. Bio sam uveren da gotovo svakoga zanima kako Vaseljena dejstvuje, ali većina ljudi nije u stanju da prati matematičke jednačine - pa čak ni ja ne marim mnogo za njih. To je delimično stoga što mi je teško da ih pišem, ali mislim da je glavni razlog okolnost da nemam intuitivno osećanje za jednačine. Naprotiv - ja razmišljam u slikama, a moj naum u knjizi bio je da rečima opišem te mentalne slike uz pomoć poznatih analogija i nekoliko dijagrama. Nadao sam se da će na ovaj način većina ljudi biti u stanju da podeli uzbuđenje i osećanje postignuća u vezi sa izuzetnim napretkom koji je ostvaren u fizici u poslednjih dvadeset pet godina.
     No, čak i ako se izbegne matematika, neke zamisli veoma su neobične i teško ih je objasniti. Ovo me je suočilo sa sledećim problemom: treba li da pokušam da ih rastumačim i time da rizikujem da ljude dovedem u zabunu ili da naprosto pređem preko njih? Neke neobične predstave, kao što je činjenica da posmatrači koji se kreću različitim brzinama mere različita vremena između dva ista događaja, nisu bile od ključne važnosti za sliku koju sam želeo da predočim. Odlučio sam stoga da ih samo pomenem, ali da se ne udubljujem u stvar. Ali neke druge teške zamisli bile su veoma značajne za ono što sam hteo da kažem. Naročito su dve predstave morale biti uključene. Prva je takozvani zbir po istorijama. Posredi je zamisao o tome da ne postoji samo jedna istorija Vaseljene. Naprotiv, postoji skup svih mogućih istorija Vaseljene i sve one su podjednako stvarne (ma šta to značilo). Druga zamisao, koja je neophodna da bi se dobio matematički smisao zbira po istorijama, jeste 'imaginarno vreme'. Danas mi se čini da je trebalo da uložim dodatni napor kako bih potpunije objasnio ove dve veoma teške predstave, naročito imaginarno vreme, budući da je ono zadalo najviše glavobolje čitaocima knjige. No, nije zapravo nužno da se tačno razume šta je imaginarno vreme - dovoljno je uvideti da se ono razlikuje od onoga što nazivamo stvarno vreme.
     Kada se primakao izlazak knjige iz štampe, jedan naučnik, kome je unapred poslat primerak radi prikaza u časopisu Nature, sa nevericom je ustanovio da je ona puna grešaka, sa fotografijama i dijagramima na pogrešnom mestu i sa pogrešnim potpisima. Nazvao je 'Bantam', u kome su se takođe neprijatno iznenadili i istog dana doneli odluku da povuku i unište ceo odštampan tiraž. Potom su proveli tri pune nedelje ispravljajući i proveravajući celu knjigu i ona je stigla u knjižare u aprilu, u vreme predviđeno za objavljivanje. Tada je i časopis Time objavio veliki tekst o meni. No, urednike je ipak iznenadila potražnja za knjigom. Ona je već doživela sedamnaest izdanja u Americi i deset u Britaniji. Zaključno sa aprilom 1993, bilo je četrdeset izdanja u tvrdom povezu i devetnaest u mekom u Sjedinjenim Američkim Državama, odnosno trideset devet u tvrdom povezu u Velikoj Britaniji.
     Zašto je toliko ljudi odlučilo da je kupi? Teško mi je da budem siguran da sam u ovom pogledu objektivan, pa ću se stoga osloniti na ono što su drugi rekli. Ustanovio sam da je većina prikaza, iako povoljna, ne odveć pronicljiva. Svi se oni drže iste formule: Stiven Hoking ima Lu Gerigovu bolest (u američkim prikazima), odnosno motoričku neuronsku bolest (u britanskim). Vezan je za invalidska kolica, ne može da govori, a u stanju je da pokreće samo x prstiju (ovo x varira od jedan do tri, već prema tome koji je netačan članak prikazivač pročitao o meni). Pa ipak, uspeo je da napiše ovu knjigu o najvećem od svih pitanja: 'Odakle potičemo i kuda idemo?' Odgovor koji Hoking nudi glasi da Vaseljena niti nastaje niti nestaje: ona naprosto jeste. Da bi iskazao ovu zamisao, Hoking uvodi predstavu o imaginarnom vremenu, koju ja (prikazivač) ne mogu baš lako da pojmim. Pa ipak, ako je Hoking u pravu i mi dođemo do celovite objedinjene teorije, onda ćemo uistinu prozreti Božji um. (U poslednjoj reviziji gotovo sam izbacio poslednju rečenicu u knjizi, koja je glasila da ćemo prozreti Božji um. Da sam to učinio, verovatno bi se prodaja prepolovila.)
     Znatno pronicljiviji bio je, čini mi se, članak u londonskom listu The Independent, u kome je istaknuto da čak i jedna ozbiljna naučna knjiga, kakva je Kratka povest vremena, može da postane kultno delo. Moju suprugu je to užasnulo, ali ja sam bio polaskan poređenjem moje knjige sa delom Zen i veština održavanja motocikala. Nadam se da ona, baš kao i Zen, gradi u ljudima uverenje da ne moraju biti odvojeni od velikih intelektualnih i filosofskih pitanja.
     Nema sumnje da je od koristi bila dirljiva priča o tome kako sam uspeo da budem teorijski fizičar uprkos mojoj invalidnosti. Ali oni koji su knjigu kupili zarad dirljivosti verovatno su bili razočarani, jer se u njoj moje stanje pominje svega na dva-tri mesta. Knjiga je zamišljena kao povest Vaseljene, a ne kao povest Stivena Hokinga. Ova okolnost nije, međutim, osujetila pojavu optužbi da je 'Bantam' sramno iskoristio moju bolest, kao i da sam ja u tome učestvovao tako što sam dopustio da mi se slika pojavi na koricama. U stvari, ugovor mi nije dopuštao nikakvu kontrolu nad koricama. Uspeo sam, međutim, da ubedim ljude iz 'Bantama' da uzmu bolju fotografiju za britansko izdanje od one grozne i već zastarele koja se pojavila na američkom. No, 'Bantam' je odbio da promeni američke korice, tvrdeći da ih tamošnja publika sada poistovećuje sa knjigom.
     Takođe je izložena pretpostavka da ljudi kupuju knjigu zato što su čitali prikaze o njoj ili zato što se ona nalazi na listi najbolje prodavanih dela, ali da je ne čitaju; oni je samo odlože na policu ili na stilski stočić, stičući tako poene time što je poseduju, a da pri tom ne moraju da ulože truda u to da je shvate. Svestan sam da mora biti i takvih primera, ali nisam uveren da ih ima više nego kod većine drugih ozbiljnih knjiga, računajući tu Bibliju i Šekspirova dela. Sa druge strane, pouzdano znam da ju je bar izvestan broj ljudi pročitao, zato što svakoga dana dobijam gomilu pisama o njoj; u mnogima od njih postavljaju se pitanja ili izlažu podrobne opaske iz kojih jasno proističe da je knjiga čitana, iako je možda nisu potpuno shvatili. Takođe me zaustavljaju neznanci na ulici, koji mi tvrde da su u knjizi silno uživali. Razume se, mene je lakše prepoznati i ja sam upadljiviji, ako već ne ugledniji, od većine drugih autora. Ali učestalost kojom dobijam ove javne čestitke (što izaziva silnu nelagodnost kod mog devetogodišnjeg sina) kao da ukazuje na to da bar jedan deo onih koji kupe moju knjigu takođe stigne da je pročita.
     Ljudi me sad pitaju šta dalje nameravam. Teško da mogu napisati nastavak Kratke povesti vremena. Kakav bi bio naslov ovog dela? Duža povest vremena? S one strane kraja vremena? Sin vremena? Moj agent mi je predložio da dopustim snimanje filma o mom životu. Ali i članovi moje porodice i ja izgubili bismo samopoštovanje ako bismo pristali da glumimo sami sebe. Isto bi važilo, premda u manjem obimu, ako bih se saglasio sa tim da neko napiše moju biografiju. Razume se, ne mogu sprečiti nekoga da samostalno sačini takvu knjigu, sem ako ona ne bi bila klevetnička, ali pokušavam da sve zainteresovane odvratim izjavom da sam razmišljam o pisanju autobiografije. Možda ću to i učiniti. Ali ne žuri mi se. Ima puno naučnih stvari koje prethodno valja obaviti.

6. MOJ STAV

     Predavanje održano na koledžu Kejs maja 1992.

     Ovaj tekst ne govori o tome da li ja verujem u Boga. Umesto toga, preduzeću raspravu o mom pristupu razumevanju Vaseljene: kakav je status i smisao velike objedinjene teorije, 'teorije svega'. Ovde postoji jedan ozbiljan problem. Ljudi koji treba da proučavaju ovakva pitanja i da raspravljaju o njima, filosofi, uglavnom nemaju dovoljno matematičkog obrazovanja da prate moderne tokove teorijske fizike. Postoji, doduše, jedna podvrsta koja se naziva filosofi nauke i koja bi trebalo da je upućenija u stvar. Ali mnogi iz te skupine samo su neuspeli fizičari kojima je bilo preteško da smišljaju nove teorije, pa su tako preduzeli da pišu o filosofiji fizike. Oni i dalje raspravljaju o naučnim teorijama sa početka ovog stoleća, kao što su relativnost i kvantna mehanika, a nisu ni u kakvoj vezi sa sadašnjim graničnim područjima fizike.
     Možda sam pomalo grub prema filosofima, ali ni oni nisu bili blagi prema meni. Moj pristup opisan je kao naivan i prostodušan, dok su mene opisivali kao nominalistu, instrumentalistu, pozitivistu, realistu ili već nekakvog 'istu'. Primenjena tehnika može se nazvati 'osporavanje ocrnjivanjem': ako se mom pristupu može prikačiti neka nalepnica, onda vas to oslobađa obaveze da objasnite šta u njemu nije u redu. Svakako da svi znaju za kobne pogreške svih tih 'izama'.
     Ljudi koji uistinu grade napredak u teorijskoj fizici ne razmišljaju u kategorijama koje filosofi i istoričari nauke potom izmišljaju sa njih. Uveren sam da Ajnštajn, Hajzenberg i Dirak nisu marili za to da li su realisti ili instrumentalisti. Oni su naprosto bili zaokupljeni okolnošću da se postojeće teorije nisu međusobno valjano uklapale. U teorijskoj fizici, traganje za logičkom saglasnošću uvek je bilo važnije po napredovanje od ishoda opita. Elegantne i lepe teorije bivale su odbacivane zato što se nisu slagale sa posmatranjima, ali ne znam ni za jednu veliku teoriju koja je postavljena samo na osnovu opita. Uvek prvo dolazi teorija, koja proističe iz želje da se načini elegantan i saglasan matematički model. Iz teorije potom slede predviđanja koja se onda mogu proveriti posmatranjem. Ako su posmatranja u saglasnosti sa predviđanjima, to još ne dokazuje teoriju; ali teorija opstaje da bi iz nje nikla nova predviđanja, koja se takođe proveravaju posredstvom posmatranja. Ukoliko ova nova posmatranje obesnažuju predviđanja, teorija biva napuštena.
     Ili se bar očekuje da tako bude. U praksi, međutim, ljudi veoma nerado odustaju od teorije u koju su uložili mnogo vremena i truda. Obično počinju tako što dovode u pitanje tačnost posmatranja. Ako to ne urodi plodom, onda pokušavaju da ad hoc preoblikuju teoriju. Konačno, teorija se pretvara u napuklo i ružno zdanje. Onda neko postavi novu teoriju, u okviru koje su svi čudnovati nalazi posmatranja objašnjeni na elegantan i prirodan način. Primer u ovom smislu bio je Majklson-Morlijev opit, izvršen 1887, koji je pokazao da je brzina svetlosti nepromenljiva, bez obzira na to kojom se brzinom kreću izvor ili posmatrač. Ovo je izgledalo smešno. Neko ko se kreće ka izvoru svetlosti svakako bi trebalo da izmeri njenu veću brzinu od drugog posmatrača koji se udaljava od istog izvora; no, opit je pokazao da bi oba posmatrača izmerila u dlaku istu brzinu. Narednih osamnaest godina naučnici kao što su Hendrik Lorenc i Džordž Ficdžerald pokušavali su da usklade ovaj nalaz sa prihvaćenim zamislima o prostoru i vremenu. Uvodili su ad hoc postulate, kao što je pretpostavka da tela postaju kraća kada se kreću velikim brzinama. Celokupno zdanje fizike najednom je postalo nezgrapno i ružno. A onda je, 1905. godine, Ajnštajn izložio jedno znatno privlačnije viđenje u sklopu koga vreme više nije shvatano kao potpuno nezavisna i izdvojena veličina. Umesto toga, ono je spojeno sa prostorom u četvorodimenzioni objekat nazvan prostorvreme. Ajnštajn je na ovu zamisao došao ne toliko zahvaljujući ishodima opita koliko zbog želje da dva dela teorije uklopi u saglasnu celinu. Ta dva dela bila su zakoni koji upravljaju električnim i magnetnim poljem i zakoni koji upravljaju kretanjem tela.
     Uveren sam da ni Ajnštajn ni bilo ko drugi iz 1905. nije shvatio koliko je jednostavna i elegantna nova teorija relativnosti. Ona je potpuno revolucionisala naše predstave o prostoru i vremenu. Ovaj primer valjano predočava poteškoće sa kojima je suočen realista u filosofiji nauke, jer ono što smatramo stvarnošću uslovljeno je teorijom za koju se opredelimo. Siguran sam da su Lorenc i Ficdžerald smatrali sebe realistima kada su ogled vezan za brzinu svetlosti tumačili iz ugla njutnovskih zamisli o apsolutnom prostoru i apsolutnom vremenu. Izgledalo je da ove predstave o prostoru i vremenu odgovaraju zdravom razumu i stvarnosti. Danas, međutim, oni koji razumeju teoriju relativnosti - a posredi je i dalje uznemirujuće mali broj ljudi - imaju potpuno drugačije viđenje stvari. Mi imamo obavezu da objašnjavamo ljudima moderna shvatanja takvih osnovnih pojmova kao što su prostor i vreme.
     Ako ono što držimo za stvarno zavisi od primenjene teorije, kako onda stvarnost možemo proglasiti za osnovu naše filosofije? Ja bih rekao da sam realista u smislu da smatram da nas okružuje Vaseljena koja čeka da bude istražena i shvaćena. Smatram da je solipsističko stanovište, prema kome sve predstavlja tvorevinu naše uobrazilje, samo gubljenje vremena. Nema nikakvog učinka sa te osnove. Ali bez neke teorije nije moguće razabrati šta je stvarno u vezi sa Vaseljenom. Ja stoga smatram - a to gledište opisano je kao prostodušno ili naivno - da je jedna fizička teorija samo matematički model koji koristimo da bismo njime objasnili nalaze posmatranja. Jedna teorija je valjana ako predstavlja elegantan model, ako objašnjava širok raspon posmatračkih nalaza i ako predviđa ishode novih posmatranja. Izvan toga, nema smisla pitati da li je ona u saglasnosti sa stvarnošću, budući da ne znamo koja je stvarnost nezavisna od teorije. Ovo viđenje naučnih teorija može od mene načiniti instrumentalistu ili pozitivistu - kao što sam prethodno kazao, uistinu sam tako i nazvan. Osoba koja je to učinila još je dodala kako svi znaju da je pozitivizam prevaziđen - ponovo slučaj 'osporavanja ocrnjivanjem'. Možda je stvarno prevaziđen u smislu da je predstavljao nekadašnju intelektualnu pomodnost, ali pozitivističko stanovište koje sam izložio izgleda mi kao jedino moguće za nekoga ko traga za novim zakonima i novim načinima da opiše Vaseljenu. Nije dobro pozivati se na stvarnost zato što ne raspolažemo predstavom o stvarnosti koja bi bila nezavisna od modela.
     Prema mom mišljenju, neiskazano uverenje u postojanje stvarnosti nezavisne od modela predstavlja skriveni razlog zbog koga filosofi nauke imaju poteškoća sa kvantnom mehanikom i načelom neodređenosti. Postoji jedan znameniti misaoni opit nazvan 'Šredingerova mačka'. Mačka biva stavljena u kutiju koja se potom zatvori. U kutiji je u nju uperen pištolj koji će opaliti ako se jedno radioaktivno jezgro raspadne. Verovatnoća da se to dogodi iznosi pedeset odsto. (Danas se niko ne bi odvažio da predloži ovakvu stvar, čak ni samo kao misaoni opit, ali u Šredingerovo vreme nije još bilo pokreta za oslobođenje životinja.)
     Kada se kutija otvori, u njoj će se naći ili ubijena ili živa mačka. Ali pre otvaranja, kvantno stanje mačke predstavljaće mešavinu stanja mrtve mačke sa stanjem u kome je mačka živa. Neki filosofi nauke veoma teško mogu ovo da prihvate. Mačka ne može biti napola pogođena, a napola nepogođena, tvrde oni, isto kao što neka žena ne može biti napola trudna. Njihova poteškoća nastaje stoga što podrazumevaju klasičnu predstavu o stvarnosti u kojoj svaki objekat ima jasno određenu, jedinstvenu istoriju. Suština kvantne mehanike jeste u tome da ona ima drugačije viđenje stvarnosti. Prema tom viđenju, objekat nema samo jednu istoriju, već sve moguće istorije. U većini slučajeva, verovatnoća jedne posebne istorije biće potrta verovatnoćom neke sasvim malo različite istorije; ali ima i takvih slučajeva u kojima se verovatnoće obližnjih istorija međusobno ne potiru nego pojačavaju. Upravo je posredi jedna od tih pojačanih istorija koju mi uočavamo kao istoriju datog objekta.
     Kod Šredingerove mačke, postoje dve istorije koje se međusobno pojačavaju. U jednoj od njih mačka je pogođena, dok u drugoj ostaje živa. U kvantnoj teoriji, obe ove mogućnosti mogu uporedo da postoje. Ali neki filosofi ne uspevaju da se raspetljaju iz ovoga zato što podrazumevaju da mačka može da ima samo jednu istoriju.
     Priroda vremena takođe predstavlja primer područja na kome fizičke teorije određuju našu predstavu o stvarnosti. Smatra se za očigledno da vreme neprekidno teče, bez obzira na to šta se događa; ali teorija relativnosti dovodi u vezu prostor i vreme i tvrdi da i jedna i druga veličina mogu biti savijene ili izobličene materijom ili energijom u Vaseljeni. To je uslovilo promenu našeg viđenja prirode vremena: vreme je najpre bilo nezavisno od Vaseljene, da bi ga potom ona oblikovala. Iz ovog ugla postaje zamislivo da se vreme naprosto ne može definisati pre određene tačke; kako se vraćamo u prošlost, na kraju možemo naići na nepremostivu prepreku, singularnost, iza koje je nemoguće zaći. Ako je to posredi, onda se može učiniti da ima smisla pitati ko je, ili šta je, izazvalo ili stvorilo Veliki Prasak. No, govoriti ovde o uzročnosti ili stvaranju podrazumeva da je postojalo vreme i pre singularnosti Velikog Praska. Poznato nam je već dvadeset pet godina da Ajnštajnova opšta teorija relativnosti predviđa da je vreme moralo imati početak u nekoj singularnosti pre petnaest milijardi godina. Ali filosofi još nisu stigli do ove zamisli. Oni se još muče sa temeljima kvantne mehanike koji su postavljeni pre šezdeset pet godina, uopšte ne shvatajući da se granica fizike uveliko pomerila.
     Stvari još teže stoje sa matematičkom predstavom o imaginarnom vremenu, u vezi sa kojom smo Džim Hartl i ja izložili zamisao o tome da Vaseljena nema ni početak ni kraj. Jedan filosof nauke žestoko me je napao zbog ovog uvođenja imaginarnog vremena. On je kazao: 'Kako jedan matematički trik kakvo je imaginarno vreme može da ima bilo kakve veze sa stvarnom Vaseljenom?' Mislim da je filosof pobrkao tehničke matematičke pojmove kao što su stvarni i imaginarni brojevi sa načinom na koji se 'stvarno' i 'imaginarno' koriste u svakodnevnom govoru. Ovo samo osnažuje moje stanovište: kako možemo znati šta je stvarno, nezavisno od teorije ili modela kojima ga tumačimo?
     Upotrebio sam primere iz relativnosti i kvantne mehanike da ukažem na probleme sa kojima se suočavamo kada pokušavamo da se razaberemo u stvarima vezanim za Vaseljenu. Nije, zapravo, uopšte važno ako ne razumete relativnost i kvantnu mehaniku. Pa čak ni to ako ove teorije nisu tačne. Ono što sam želeo da pokažem jeste da je izvestan pozitivistički pristup, u okviru koga se teorija prihvata kao model, jedini način da se shvati Vaseljena, bar za jednog teorijskog fizičara. Nadam se da ćemo doći do saglasnog modela koji opisuje sve u Vaseljeni. Ako u tome uspemo, posredi će biti istinski trijumf ljudske rase.

7. DA LI JE NA VIDIKU KRAJ TEORIJSKE FIZIKE?

     Dvadeset devetog aprila 1980. godine proglašen sam za profesora matematike na Lukasovoj katedri u Kembridžu. Ovaj tekst, moja pristupna beseda, pročitao je u moje ime jedan od mojih studenata.

     Želeo bih da na ovim stranicama govorim o mogućnosti ostvarenja krajnje svrhe teorijske fizike u ne odveć dalekoj budućnosti: do kraja ovog stoleća, recimo. Pod ovim podrazumevam postavljanje potpune, saglasne i objedinjene teorije fizičkih međudejstava, koja bi objasnila nalaze svih mogućih posmatranja. Razume se, valja biti veoma obazriv kada su posredi ovakva predviđanja. Već nam se u dva navrata u prošlosti učinilo da smo na pragu ove konačne sinteze. Na početku veka vladalo je uverenje da se sve može shvatiti iz ugla kontinuumske mehanike. Jedino je bilo potrebno izmeriti izvestan broj koeficijenata za veličine kao što su elastičnost, viskoznost, provodljivost i tako dalje. Ova nada poljuljana je otkrićem sastava atoma i kvantne mehanike. Potom, u poznim dvadesetim godinama, Maks Born je izjavio skupini naučnika, koja je bila u poseti Getingenu, da će 'fizika kakvu mi poznajemo biti okončana za šest meseci'. Zbilo se to nedugo pošto je Pol Dirak, prethodni profesor na Lukasovoj katedri, došao do svoje jednačine koja opisuje ponašanje elektrona. Očekivalo se da će neka slična jednačina opisivati proton, jedinu preostalu elementarnu česticu za koju se tada znalo. Otkriće neutrona i nuklearnih sila razvejalo je, međutim, te nade. Mi danas znamo da ni proton ni neutron nisu elementarni već da se sastoje od još manjih čestica. No, tokom poslednjih godina ostvarili smo ogroman napredak i, kao što ću pokazati, ima izvesne osnove za obazrivi optimizam u pogledu toga da ćemo doći do potpune teorije tokom životnog veka nekih čitalaca ovih stranica.
     Čak i ako postavimo potpunu objedinjenu teoriju, nećemo biti u stanju da ostvarujemo podrobna predviđanja osim u najjednostavnijim okolnostima. Na primer, već su nam poznati fizički zakoni koji upravljaju svime iz našeg svakodnevnog života. Kao što je to Dirak istakao, njegova jednačina predstavljala je osnovu 'pretežnog dela fizike i cele hemije'. Mi smo, međutim, bili u stanju da rešimo jednačinu samo za najjednostavniji sistem, vodonikov atom, koji se sastoji od jednog protona i jednog elektrona. Kod složenijih atoma sa više elektrona, a da i ne pominjemo molekule sa više jezgara, morali smo da se zadovoljimo približnostima i intuitivnim nagađanjima sumnjive pouzdanosti. Kada su posredi makroskopski sistemi koji se sastoje od oko 10 na 23 čestica, bili smo prinuđeni da pribegnemo statističkim metodima i da odustanemo od namere da tačno rešimo jednačine. Iako u načelu poznajemo jednačine koje upravljaju svekolikom biologijom, nipošto nismo bili u stanju da svedemo izučavanje ljudskog ponašanja na jednu granu primenjene matematike.
     Šta podrazumevamo pod potpunom i objedinjenom teorijom fizike? Naša nastojanja da modelima iskažemo fizičku stvarnost normalno se sastoje iz dva dela:

     1. Iz skupa lokalnih zakona kojima se pokoravaju različita fizička svojstva. Oni se obično izražavaju diferencijalnim jednačinama.
     2. Iz skupa graničnih uslova koji nam govore o stanju nekih područja Vaseljene u određenom trenutku i o tome kakva se dejstva tu potom javljaju iz njenog ostatka.

     Mnogi ljudi bi tvrdili da je uloga nauke ograničena samo na prvi od ova dva vida i da će teorijska fizika ostvariti svoju svrhu kada dođemo do skupa lokalnih fizičkih zakona. Za njih, pitanje početnih uslova Vaseljene pripada području metafizike ili religije. Na izvestan način, ovaj stav sličan je stanovištu onih koji su u ranijim stolećima obeshrabrivali naučna istraživanja, tvrdeći da sve prirodne pojave predstavljaju Božje delo i da se u njih stoga ne treba pačati. Ja smatram da su početni uslovi Vaseljene u podjednakoj meri pogodan predmet naučnog izučavanja i teorija kao što su to lokalni fizički zakoni. Nećemo doći do potpune teorije sve dok ne budemo u stanju da učinimo i nešto više od toga da samo izjavimo da su 'stvari takve kakve jesu zato što su bile kakve su bile'.
     Pitanje jedinstvenosti početnih uslova u bliskoj je vezi sa pitanjem proizvoljnosti lokalnih fizičkih zakona: jedna teorija ne bi se, naime, smatrala potpunom ako bi sadržala izvestan broj prilagodljivih parametara, kao što su mase ili spojne konstante, kojima se može pripisati bilo koja željena vrednost. U stvari, izgleda da ni početni uslovi ni vrednosti parametara u teoriji nisu proizvoljni, već su odabrani, odnosno određeni veoma pažljivo. Primera radi, ako razlika u masi između protona i neutrona ne bi približno iznosila koliko i dvostruka masa elektrona, ne bi se dobilo oko dve stotine stabilnih nukleida koji tvore elemente i predstavljaju osnovu hemije i biologije. Slično tome, da je gravitaciona masa protona značajno drugačija, ne bi bilo zvezda u kojima bi ovi nukleidi nastajali, a da je početno širenje Vaseljene bilo malo sporije ili malo brže, ona bi se ili sažela pre no što bi se zvezde uopšte obrazovale, ili bi se širenje nastavilo tako brzo da zvezde ne bi mogle da nastanu gravitacionim kondenzovanjem.
     Bilo je naučnika koji su otišli tako daleko da su krajnje uopštili ova ograničenja vezana za početne uslove i parametre, pretvorivši ih u takozvano antropičko načelo, čija bi parafraza mogla da glasi: 'Stvari su takve kakve jesu zato što mi postojimo.' Prema jednoj verziji ovog načela, postoji veoma veliki broj različitih, zasebnih vaseljena sa različitim vrednostima fizičkih parametara i različitim početnim uslovima. Većina ovih vaseljena ne bi pružila odgovarajuće uslove za razvoj složenih struktura neophodnih za inteligentan život. Tek u malom broju njih, sa uslovima i parametrima sličnim ovima u našoj Vaseljeni, mogao bi da nastane inteligentni život koji bi sebi postavio pitanje: 'Zašto je Vaseljena takva kakvom je mi vidimo?' Odgovor, razume se, glasi da, kada bi ona bila drugačija, onda ne bi postojao niko ko bi postavio to pitanje.
     Antropičko načelo pruža izvesno objašnjenje za mnoge izuzetne brojne odnose uočene između vrednosti različitih fizičkih parametara. Ono, međutim, nije u potpunosti zadovoljavajuće; čovek se ne može oteti utisku da mora postojati i neko dublje objašnjenje. Isto tako, ono ne važi za sva područja Vaseljene. Na primer, Sunčev sistem je svakako preduslov za naše postojanje, baš kao što je to bilo ranije pokolenje obližnjih zvezda u kojima je spajanjem jezgara moglo doći do nastanka teških elemenata. Može se čak pokazati da je u ovom pogledu bila potrebna čitava Galaksija. Ali iz tog ugla uopšte nije neophodno da postoje susedne galaksije, a da se i ne pominju milioni i milioni onih drugih koje vidimo raspoređene prilično ravnomerno u Vaseljeni dostupnoj našim posmatranjima. Ova homogenost Vaseljene u velikim razmerama znatno otežava verovanje u to da je sklop kosmosa određen nečim tako sporednim kao što su to složena molekularna ustrojstva na jednoj majušnoj planeti što orbitira oko sasvim prosečne zvezde na spoljnjim ograncima jedne prilično tipične spiralne galaksije.
     Ako ne želimo da se pozovemo na antropičko načelo, potrebna nam je neka objedinjujuća teorija kojom bismo objasnili početne uslove Vaseljene, kao i vrednosti raznih fizičkih parametara. Odveć je, međutim, teško smisliti potpunu teoriju svega u jednom potezu (iako to nije prepreka za neke ljude; ja poštom dobijam dve do tri objedinjene teorije nedeljno). Ono čemu umesto toga pribegavamo jeste postavljanje delimičnih teorija; one bi opisale situacije u sklopu kojih se neka međudejstva mogu prenebreći ili se na jednostavan način približno odrediti. Najpre podelimo materijalni sadržaj Vaseljene na dva dela: 'materiju', odnosno čestice kao što su kvarkovi, elektroni, muoni i tako dalje, i 'međudejstva', odnosno gravitaciju, eletromagnetizam i tako dalje. Čestice materije opisane su poljima sa polucelobrojnim spinom i pokoravaju se Paulijevom načelu isključenja, koje zabranjuje da više od jedne čestice date vrste bude u istom stanju. To je razlog što postoje čvrsta tela koja ne kolabiraju do tačke, odnosno ne vrše zračenje u beskraj. Materijalne čestice podeljene su u dve skupine: prvu čine hadroni, koji se sastoje od kvarkova, a drugu leptoni, koji obuhvataju sve ostalo.
     Međudejstva su fenomenološki podeljena u četiri kategorije. Mereno prema snazi, posredi su: jaka nuklearna sila, koja dejstvuje jedino kod hadrona, elektromagnetna sila, koja se javlja kod naelektrisanih hadrona i leptona; slaba nuklearna sila, koja dejstvuje na sve hadrone i leptone; i, konačno, daleko najslabija, gravitaciona sila, koja deluje na sve. Međudejstva su predstavljena poljima sa celobrojnim spinom, koja se ne pokoravaju Paulijevom načelu isključenja. Ovo znači da kod njih može postojati mnogo čestica u istom stanju. Kod elektromagnetizma i gravitacije, međudejstva su uz to i dalekodometna, što znači da se polja proizvedena velikim brojem čestica materije mogu sva ujediniti i tako dati polje koje se može otkriti u makroskopskim razmerama. Zahvaljujući ovoj okolnosti, najpre su o tim poljima izložene teorije: Njutn je postavio teoriju gravitacije u sedamnaestom stoleću, a Maksvel teoriju elektromagnetizma u devetnaestom. Ove dve teorije bile su, međutim, u osnovi međusobno nesaglasne, zato što je Njutnova teorija nepromenljiva ako se celom sistemu da neka ravnomerna brzina, dok je Maksvelova teorija određivala gornju brzinsku granicu - brzinu svetlosti. Na kraju se ispostavilo da je neophodno preinačiti Njutnovu teoriju gravitacije kako bi se usaglasila sa nepromenljivostina Maksvelove teorije. To je učinila Ajnštajnova opšta teorija relativnosti koja je formulisana 1915.
     Teorija opšte relativnosti o gravitaciji i Maksvelova teorija elektrodinamike označene su kao klasične teorije; drugim rečima, one se odnose na veličine koje se kontinuirano menjaju i koje se mogu, bar u načelu, meriti do željene tačnosti. Problem se, međutim, javio onda kada je preduzet pokušaj da se ove teorije primene u sazdavanju modela atoma. Ustanovljeno je da se atom sastoji od malog, pozitivno naelektrisanog jezgra oko koga kruži oblak negativno naelektrisanih elektrona. Prirodna pretpostavka je bila da se elektroni nalaze na orbiti oko jezgra kao što se Zemlja nalazi na orbiti oko Sunca. Ali klasična teorija je predviđala da će elektroni zračiti elektromagnetne talase. Ovi talasi bi odnosili energiju, što bi uslovilo da elektron počne zavojito da se spušta prema jezgru, uzrokujući tako kolabiranje atoma.
     Rešenje ovog problema predstavlja ujedno ono što bi se nesumnjivo moglo označiti kao najveće postignuće teorijske fizike u ovom veku: otkriće kvantne teorije. Osnovni postulat ove teorije jeste Hajzenbergovo načelo neodređenosti, koje kaže da se dati parovi veličina, kao što su to položaj i impuls neke čestice, ne mogu istovremeno izmeriti uz željenu tačnost. Kada je posredi atom, ovo znači da pri najnižem energetskom stanju elektron ne može da bude u stanju mirovanja u jezgru, jer bi u tom slučaju tačno bili određeni i njegov položaj (u jezgru) i njegova brzina (koja bi bila ravna nuli). Umesto toga, može se govoriti jedino o verovatnoći razmeštaja oko jezgra i položaja i brzine, pri čemu elektron ne može da zrači energiju u obliku elektromagnetnih talasa zato što ne bi postojalo niže energetsko stanje na koje bi prešao.
     Tokom dvadesetih i tridesetih godina, kvantna mehanika primenjivana je sa velikim uspehom na sisteme kao što su atomi i molekuli, čiji je stepen slobode određen konačnim brojem. Poteškoće su se, međutim, javile onda kada je pokušana primena na elektromagnetno polje, čiji je stepen slobode određen beskonačnim brojem - grubo uzev, dva za svaku tačku prostorvremena. Ovi stepeni slobode mogu se uporediti sa oscilatorima, od kojih svaki ima svoj položaj i impuls. Oscilatori se ne mogu nalaziti u stanju mirovanja jer bi u tom slučaju imali tačno određen i položaj i impuls. Umesto toga, svaki oscilator mora imati male oscilacije oko ravnotežnog položaja i energiju čija je vrednost različita od nule. Energije svih beskonačnih brojeva stepena slobode uslovile bi da prividna masa i naelektrisanje elektrona postanu takođe beskonačni.
     Krajem četrdesetih godina razvijen je jedan postupak, nazvan 'renormalizacija', kojim je trebalo otkloniti ovu poteškoću. On se sastojao od prilično proizvoljnog uklanjanja određenih beskonačnih veličina, što je omogućavalo da ostatak bude konačan. Kod elektrodinamike, bilo je neophodno preduzeti dva ovakva uklanjanja beskonačnosti: jedno za masu, a drugo za naelektrisanje elektrona. Postupak renormalizacije nikada nije postavljen na čvrste konceptualne i matematičke temelje, ali se u praksi pokazao kao veoma uspešan. Njegov najveći uspeh bilo je predviđanje jednog malog premeštanja - takozvani Lembov pomak - nekih linija u spektru atomskog vodonika. Tehnika, međutim, nije sasvim zadovoljavajuća sa stanovišta nastojanja da se postavi celovita teorija, zato što se njome ne mogu predvideti veličine konačnih ostataka po uklanjanju beskonačnih vrednosti. Morali bismo stoga da ponovo pribegnemo antropičkom načelu da bismo objasnili zašto elektron ima upravo tu masu i to naelektrisanje koje ima.
     Tokom pedesetih i šezdesetih godina, načelno se smatralo da se slaba i jaka nuklearna sila ne mogu podvrći renormalizaciji; odnosno, bio bi potreban beskonačan broj beskonačnih uklanjanja da bi one postale konačne. U tom slučaju, postojao bi beskonačan broj konačnih ostataka koji ne bi bili određeni teorijom. Takva teorija, naime, ne bi imala moć predviđanja zato što se nikada ne bi mogao izmeriti sav beskonačan broj parametara. Godine 1971, međutim, Gerard 't Huft je pokazao da se objedinjen model elektromagnetnog i slabog nuklearnog međudejstva, koji su prethodno izložili Abdus Salam i Stiven Vajnberg, ipak može podvrći renormalizaciji sa konačnim brojem uklanjanja beskonačnih veličina. Prema Salam-Vajnbergovoj teoriji, fotonu, čestici sa spinom 1, koja nosi elektromagnetno međudejstvo, pridružuju se tri druga partnera takođe sa spinom 1, takozvani W+, W - i Z0. Pri veoma velikim energijama, za sve ove četiri čestice predviđalo se da će se ponašati na sličan način. Pri nižim energijama, međutim, u pomoć je prizvana jedna pojava koja se naziva spontano narušavanje simetrije kako bi se objasnila okolnost da foton ima nultu masu mirovanja, dok su W+, W - i Z0 veoma masivni. Predviđanja ove teorije za stanja niske energije izuzetno su se poklapala sa posmatračkim nalazima, što je bio dovoljan razlog za Švedsku akademiju da 1979. dodeli Nobelovu nagradu za fiziku Salamu, Vajnbergu i Šeldonu Glešou, koji je takođe sazdavao slične objedinjene teorije. Glešou je, međutim, primetio da Nobelov odbor, zapravo, ide pred rudu, zato što još ne raspolažemo akceleratorima čestica dovoljno visoke energije kojima bismo mogli da proverimo teoriju u režimu gde se uistinu odigrava objedinjenje elektromagnetne sile, koju nose fotoni, i slabe nuklearne sile, koju nose W+, W - i Z0. Dovoljno moćan akcelerator biće spreman kroz nekoliko godina, a većina fizičara uverena je da će on potvrditi Salam-Vajnbergovu teoriju. Čestice W i Z otkrivene su u laboratorijama CERN-a u Ženevi 1983, a naredne godine Nobelova nagrada za fiziku pripala je Karlu Rubiji i Simonu van der Meru, koji su predvodili tim što je došao do ovog otkrića. Jedina osoba kojoj je izmakla bilo koja nagrada bio je 't Huft.
     Uspeh Salam-Vajnbergove teorije nadahnuo je traganje za sličnom teorijom renormalizacije jakog međudejstva. Prilično rano se uvidelo da proton i drugi hadroni, kakav je pi mezon, ne mogu, zapravo, biti prave elementarne čestice, već predstavljaju vezana stanja drugih čestica koje se nazivaju kvarkovi. Kvarkovi se, kako izgleda, odlikuju jednim neobičnim svojstvom: iako se mogu kretati prilično slobodno unutar hadrona, nije moguće zasebno izdvojiti samo jedan kvark; oni uvek idu ili u skupinama od po tri (kao kod protona ili neutrona) ili u parovima koji se sastoje od kvarka i antikvarka (kao kod pi mezona). Da bi se ovo objasnilo, kvarkovi su označeni jednim atributom koji je nazvan boja. Mora se odmah istaći da to nema nikakve veze sa našim uobičajenim poimanjem boja; kvarkovi su, naime, daleko manji od talasne dužine vidljive svetlosti. Posredi je, naprosto, zgodan epitet. Zamisao je da se kvarkovi javljaju u tri boje - crvenoj, zelenoj i plavoj - ali da svako izdvojeno vezano stanje, kakav je hadron, mora biti bezbojno, bilo da je posredi kombinacija crvenog, zelenog i plavog, kao kod protona, ili mešavina crvenog i anticrvenog, zelenog i antizelenog i plavog i antiplavog, kao kod pi mezona.
     Jako međudejstvo između kvarkova nose, kako se pretpostavlja, čestice sa spinom 1, takozvani gluoni, prilično slični česticama koje nose slabo međudejstvo. Gluoni takođe imaju boju, a oni i kvarkovi podležu teoriji renormalizacije koja se naziva kvantna hromodinamika ili, skraćeno, QCD. Quantum Chromodynamics - prim. prev. Posledica postupka renormalizacije jeste to da konstanta efektivnog vezivanja u okviru ove teorije zavisi od energije na kojoj se meri, a pada na nulu pri veoma visokim energijama. Ova pojava dobila je naziv asimptotička sloboda. To znači da se kvarkovi unutar hadrona ponašaju gotovo kao slobodne čestice prilikom sudaranja pri visokim energijama, tako da se perturbacije do kojih tom prilikom dolazi mogu uspešno objasniti perturbacionom teorijom. Predviđanja perturbacione teorije prilično se kvalitativno poklapaju sa nalazima posmatranja, ali se ipak još ne može ustvrditi da je teorija eksperimentalno potvrđena. Pri niskim energijama, konstanta efektivnog vezivanja postaje veoma velika, što uzrokuje zakazivanje perturbacione teorije. Postoji nada da će ovo 'infracrveno ropstvo' pružiti objašnjenje zašto su kvarkovi uvek ograničeni na bezbojna vezana stanja, ali još niko nije uspeo da to stvarno uverljivo pokaže.
     Pošto su postavljene renormalizacione teorije za jaka međudejstva, odnosno za slaba i elektromagnetna međudejstva, bilo je prirodno krenuti u potragu za teorijom koja bi povezala ove dve. Ove teorije dobile su prilično preteran naziv 'velike objedinjene teorije', ili GUT. Grand Unified Theories - prim. prev. Naziv je uistinu neprecizam, jer posredi nisu ni tako velike, ni potpuno objedinjene, a ni celovite teorije, budući da obuhvataju nekoliko neodređenih parametara renormalizacije kao što su konstante vezivanja ili mase. No, one su možda ipak značajan korak ka celovitoj objedinjenoj teoriji. Osnovna zamisao ogleda se u tome da konstanta efektivnog vezivanja jakog međudejstva, koja je velika pri niskim energijama, postepeno opada pri visokim energijama usled asimptotičke slobode. Sa druge strane, konstanta efektivnog vezivanja iz Salam-Vajnbergove teorije, koja je mala pri niskim energijama, postepeno se povećava pri visokim energijama zbog toga što ova teorija nije asimptotički slobodna. Ako se izvrši ekstrapolacija stope povećanja i smanjenja konstanti vezivanja pri niskim energijama, ustanovljava se da se konstante vezivanja izjednačuju pri energiji od oko 10 na 15 GeV. (Jedna GeV iznosi milijardu elektron volti. To približno odgovara onoj energiji koja bi se oslobodila kada bi se jedan vodonikov atom mogao potpuno pretvoriti u energiju. Poređenja radi, energija koja se oslobađa pri hemijskim reakcijama kakvo je gorenje reda je veličine od jednog elektron volta po atomu.) Prema teoriji, iznad ove energije jaka međudejstva ujedinjuju se sa slabim i elektromagnetnim međudejstvima, dok pri nižim energijama dolazi do spontanog narušavanja simetrije.
     Energija od 10 na 15 GeV daleko je izvan domašaja bilo koje laboratorijske opreme; sadašnja generacija akceleratora čestica može da proizvede energije u središtu mase snopa od oko 10 GeV, dok će naredno pokolenje dostići približno 100 GeV. Ovo će biti dovoljno da se ispita energetski raspon u kome elektromagnetne sile treba da se ujedine sa slabim silama prema Salam-Vajnbergovoj teoriji, ali je daleko od izuzetno visokih energija na kojima se, prema predviđanjima, ujedinjuju slaba i elektromagnetna međudejstva sa jakim međudejstvima. No, postoje i predviđanja vezana za niske energije u okviru velikih objedinjenih teorija, koja se mogu laboratorijski proveriti. Primera radi, teorije predskazuju da proton ne bi trebalo da bude potpuno stabilan, već bi dolazilo do njegovog raspadanja, pri čemu bi mu razdoblje poluraspada iznosilo 10 na 31 godina. Trenutna eksperimentalna donja granica veka protona iznosi 10 na 30 godina, ali trebalo bi da je ovu vrednost moguće podići.
     Drugo predviđanje koje se može eksperimentalno proveriti vezano je za odnos između bariona i fotona u Vaseljeni. Zakoni fizike podjednako važe za čestice i za antičestice. Tačnije govoreći, oni su isti ako se čestice zamene antičesticama, ako se desnostrane zamene levostranima, odnosno ako se brzine svih čestica preokrenu. Ovo je poznato kao CPT teorema i predstavlja posledicu temeljnih pretpostavki koje bi trebalo da ostanu na snazi u bilo kojoj suvisloj teoriji. Pa ipak, Zemlja, baš kao i ceo Sunčev sistem sazdani su od protona i neutrona, bez imalo antiprotona ili antineutrona. Štaviše, ova neravnoteža između čestica i antičestica još jedan je apriorni uslov za naše postojanje, jer da je Sunčev sistem sačinjen od ravnomerne mešavine čestica i antičestica, one bi se međusobno sve potrle, ostavivši za sobom jedino zračenje. Budući da ovakvo zračenje koje potiče od potiranja nije zabeleženo, možemo da zaključimo da je naša Galaksija sazdana isključivo od čestica, a ne od antičestica. Ne raspolažemo neposrednim dokazima kada su posredi druge galaksije, ali izgleda verovatno da se i one sastoje od čestica, odnosno da u Vaseljeni kao celini čestice nadmašuju antičestice u odnosu jedna čestica na 10 na 8 fotona. Ovo se može objasniti pozivanjem na antropičko načelo, ali velike objedinjene teorije pružaju mogući mehanizam za tumačenje pomenute neravnoteže. Iako su, kako izgleda, sva međudejstva nepromenljiva u kombinaciji C (zamena čestica antičesticama), P (promena desnostranog u levostrano) i T (promena smera vremena), zna se za međudejstva koja nisu nepromenljiva kada je posredi samo T. U ranoj Vaseljeni, u kojoj postoji jasno istaknuta strela vremena određena širenjem, ova međudejstva mogla bi da proizvedu više čestica nego antičestica. Međutim, broj koji oni tvore u velikoj meri zavisi od modela, tako da saglasnost sa nalazima posmatranja teško da predstavlja potvrdu velikih objedinjenih teorija.
     Za sada je glavnina napora bila uložena u ujedinjenje prve tri kategorije fizičkih međudejstava, jake i slabe nuklearne sile i elektromagnetizma. Četvrta i poslednja, gravitacija, ostala je zanemarena. Jedno opravdanje ove okolnosti nalazi se u činjenici da je gravitacija tako slaba da bi kvantna gravitaciona dejstva postala osetna jedino pri energijama čestica koje daleko nadmašaju one što se postižu u akceleratorima. Drugo opravdanje jeste to da se, kako izgleda, gravitacija ne može renormalizovati; da bi se dobili konačni odgovori, morao bi se obaviti beskonačan broj beskonačnih uklanjanja uz odgovarajuće beskonačan broj neodređenih konačnih ostataka. No, gravitacija se mora uzeti u obzir da bi se postavila potpuno objedinjena teorija. Štaviše, klasična teorija opšte relativnosti predviđa postojanje prostorvremenskih singularnosti u kojima bi gravitaciono polje postalo beskonačno snažno. Ove singularnosti dogodile bi se u prošlosti, na početku sadašnjeg širenja Vaseljene (Veliki Prasak), kao i u budućnosti, u gravitacionom kolapsu zvezda i, moguće, same Vaseljene. Predviđanje singularnosti kao da ukazuje na krah klasične teorije. Nema, međutim, razloga da usledi ovaj krah sve dok gravitaciono polje ne postane toliko snažno da do izražaja počnu da dolaze kvantna gravitaciona dejstva. Prema tome, kvantna teorija gravitacije od suštinskog je značaja ako želimo da opišemo ranu Vaseljenu, a onda da pružimo neka objašnjenja za početne uslove, umesto da se naprosto pozovemo na antropičko načelo.
     Ovakva teorija takođe je neophodna ako želimo da odgovorimo na sledeće pitanje: da li vreme uistinu ima početak i, možda, kraj, kako to predviđa klasična opšta relativnost, ili singularnosti u Velikom Prasku i Velikom Sažimanju bivaju na neki način potrte kvantnim dejstvima? Ovo je odveć teško pitanje da bi se na njega dao sasvim nedvosmislen odgovor u okolnostima kada je i samo ustrojstvo prostora i vremena podložno načelu neodređenosti. Moj lični utisak jeste da singularnosti verovatno još postoje, iako se vreme može nastaviti mimo njih u izvesnom matematičkom smislu. Bilo koje subjektivno poimanje vremena, međutim, koje bi stajalo u vezi sa svešću ili sposobnošću da se vrše merenja, tu bi se okončalo.
     Kakvi su izgledi za dobijanje kvantne teorije gravitacije i njenog objedinjenja sa druge tri kategorije međudejstava? Najveća nada leži u jednom proširenju opšte relativnosti koje se naziva supergravitacija. Tu dolazi do povezivanja gravitona, čestice sa spinom 2 koja nosi gravitaciono međudejstvo, sa izvesnim brojem drugih polja manjeg spina posredstvom takozvanih transformacija supersimetrije. Ova teorija ima veliku zaslugu u uklanjanju stare dihotomije između 'materije', koju predstavljaju čestice sa polucelobrojnim spinom, i 'međudejstava', koje predstavljaju čestice sa celobrojnim spinom. Njeno dodatno veliko preimućstvo jeste to što se u njoj međusobno potiru mnoge beskonačnosti koje se javljaju u kvantnoj teoriji. Još nije jasno da li ovo potiranje omogućuje nastanak teorije koja je konačna bez ikakvih uklanjanja beskonačnosti. Veruje se da je tako, zato što se može pokazati da su teorije koje obuhvataju gravitaciju ili konačne ili ih nije moguće renormalizovati; drugim rečima, ako se moraju izvršiti uklanjanja beskonačnosti, onda je neophodno obaviti beskonačan broj njih, uz odgovarajući beskonačan broj neodređenih ostataka. Shodno tome, ako se ispostavi da se sve beskonačnosti u supergravitaciji međusobno potiru, onda bismo dobili teoriju koja ne samo što potpuno objedinjuje sve čestice materije i međudejstva nego je i celovita u smislu da nema nikakve neodređene parametre renormalizacije.
     Iako još ne raspolažemo odgovarajućom kvantnom teorijom gravitacije, a još manje takvom koja bi gravitaciju povezala sa drugim fizičkim međudejstvima, imamo izvesnu predstavu o nekim svojstvima koje bi takva teorija trebalo da poseduje. Jedno od njih stoji u vezi sa činjenicom da gravitacija utiče na uzročno ustrojstvo prostorvremena; drugim rečima, gravitacija određuje koji se događaj može uzročno povezati sa kojim. Primer u ovom smislu u klasičnoj teoriji opšte gravitacije predstavlja crna rupa, odnosno područje prostorvremena u kome je gravitaciono polje toliko snažno da sa njega ne može da se otisne u spoljnji svet ni svetlost niti bilo koji drugi signal. Snažno gravitaciono polje u blizini crne rupe uzrokuje stvaranje parova čestica i antičestica, od kojih jedna pada u crnu rupu, dok druga uspeva da umakne u beskraj. Čestica koja odlazi ostavlja utisak kao da ju je emitovala crna rupa. Posmatrač na izvesnoj udaljenosti od crne rupe u prilici je da izmeri jedino odlazeće čestice koje ne može ni na koji način da dovede u vezu sa onima što padaju u crnu rupu zato što ovih uopšte nije svestan. To znači da se odlazeće čestice odlikuju dodatnim stepenom neodređenosti ili nepredvidljivosti iznad onoga koji se obično dovodi u vezu sa načelom neodređenosti. Pod normalnim okolnostima, načelo neodređenosti podrazumeva da se tačno može predvideti ili položaj ili brzina neke čestice, odnosno neka kombinacija položaja i brzine. Stoga, grubo uzev, mogućnosti tačnog predviđanja bivaju prepolovljene. Kod čestica emitovanih iz crne rupe, međutim, činjenica da nije moguće pratiti ono što se zbiva u njoj podrazumeva da im se tačno ne mogu predvideti ni položaj ni brzina. Najviše do čega se može doći jesu verovatnoće emitovanja čestica na određene načine.
     Odavde, dakle, proishodi da ćemo, čak i ako dođemo do neke objedinjene teorije, biti u stanju da vršimo jedino statistička predviđanja. Takođe ćemo morati da odustanemo od viđenja da je Vaseljena koju posmatramo jedinstvena. Umesto toga, moraćemo da prihvatimo sliku u kojoj postoji skup svih mogućih vaseljena sa nekiom raspodelom verovatnoća. Ovo bi moglo da bude objašnjenje zašto je Vaseljena počela u Velikom Prasku u gotovo savršenoj termalnoj ravnoteži: termalna ravnoteža bi, naime, odgovarala najvećem broju mikroskopskih konfiguracija, te otuda i njena najveća verovatnoća. Da parafraziramo Volterovog filosofa Panglosa: 'Mi živimo u najverovatnijem od svih mogućih svetova.'
     Kakvi su izgledi za to da postavimo celovitu objedinjenu teoriju u ne odveć dalekoj budućnosti? Svaki put kada smo naša posmatranja proširili na kraća rastojanja i više energije otkrivali smo nove slojeve ustrojstva. Na početku stoleća, otkriće Braunovog kretanja, kod koga tipična energija čestice iznosi 3 x 10 na -2 eV, pokazalo je da materija nije neprekidna nego da se sastoji od atoma. Nedugo potom, ustanovljeno je da su ti navodno nedeljivi atomi sazdani od elektrona koji kruže oko jezgra, sa energijama reda veličine od nekoliko elektron volti. Za jezgro se potom ispostavilo da je načinjeno od takozvanih elementarnih čestica, protona i neutrona, koje na okupu drže nuklearne veze čije energije dostižu 10 na 6 eV. Okolnost da su sada neophodne ogromne mašine i veoma mnogo novca da bi se izveli opiti čije ishode ne možemo predvideti ima se pripisati u zaslugu napretku na polju teorijske fizike.
     Naše pređašnje iskustvo kao da nagoveštava da postoji beskonačan niz slojeva ustrojstva na sve višim i višim energijama. Doista, ovakvo viđenje beskrajnog regrediranja kutija u kutijama predstavljalo je zvaničnu dogmu u Kini pod vladavinom četvročlane bande. Izgleda, međutim, da gravitacija postavlja granicu u ovom pogledu, ali tek na sasvim kratkim rastojanjima od 10 na -33 cm, odnosno pri veoma visokoj energiji od 10 na 28 eV. Na još manjim rastojanjima, može se očekivati da će prostorvreme prestati da se ponaša kao jednoobrazni kontinuum, stekavši svojevrsno mehurasto ustrojstvo usled kvantnih fluktuacija gravitacionog polja.
     Između naše sadašnje opitne granice na oko 10 na 10 eV i gravitacione konačne međe na 10 na 28 eV nalazi se veoma veliko neistraženo područje. Može izgledati naivno pretpostaviti, kako to sledi iz velikih objedinjenih teorija, da postoji samo jedan sloj ili dva sloja ustrojstva u tom ogromnom rasponu. Ima, međutim, mesta optimizmu. U ovom trenutku, bar, čini se da se gravitacija može objediniti sa drugim fizičkim međudejstvima jedino u okviru neke teorije o supergravitaciji. Broj ovakvih teorija nije beskonačan. Najveću vrednost među supergravitacijama iz ovih teorija ima ona koja je dobila naziv proširena supergravitacija N = 8. Ona se sastoji iz jednog gravitona, osam čestica sa spinom -3/2, nazvanih gravitonoi, dvadeset osam čestica sa spinom 1, pedeset šest čestica sa spinom -1/2 i sedamdeset čestica sa spinom 0. Iako su ovi brojevi veliki, oni ipak nisu dovoljni da pruže objašnjenje za sve čestice koje, kako izgleda, uočavamo kod jakog i slabog međudejstva. Na primer, teorija N = 8 ima dvadeset osam čestica sa spinom 1. To je dovoljno da se objasne gluoni koji nose jaka međudejstva, kao i dve od četiri čestice koje nose slaba međudejstva, ali ne i preostale dve. Moralo bi se stoga zaključiti da mnoge ili gotovo sve uočene čestice, kao što su gluoni ili kvarkovi, nisu, zapravo, elementarne, kako to izgleda u ovom trenutku, već da predstavljaju vezana stanja fundamentalnih N = 8 čestica. Ako se predviđanja prave na osnovu sadašnjih ekonomskih trendova, nije verovatno da ćemo u doglednoj budućnosti, a možda ni bilo kada, raspolagati dovoljno moćnim akceleratorima kojima bismo mogli pronići u ova složena ustrojstva. Međutim, okolnost da ova vezana stanja proishode iz sasvim određene teorije N = 8 trebalo bi da nam omogući izvestan broj predviđanja koja bi se mogla proveriti pri energijama što su sada dostupne ili bi to mogle biti u bliskoj budućnosti. Situacija stoga može biti slična onoj oko Salam-Vajnbergove teorije koja objedinjuje elektromagnetizam i slaba međudejstva. Predviđanja na niskim energijama ove teorije tako se dobro slažu sa nalazima posmatranja da je ona sada opšte prihvaćena, iako nam još nisu postale dostupne energije na kojima bi trebalo da dođe do objedinjenja.
     Teorija koja opisuje Vaseljenu trebalo bi da bude krajnje izuzetna. Zašto ova teorija oživljava, dok druge teorije postoje jedino u umovima onih koji ih postavljaju? Teorija supergravitacije N = 8 uistinu ima neka posebna svojstva. Kako izgleda, to je jedina teorija:

     1. koja je u četiri dimenzije;
     2. koja obuhvata gravitaciju;
     3. koja je konačna bez ikakvih uklanjanja beskonačnosti.

     Već sam istakao da je treće svojstvo neophodno ako želimo da imamo celovitu teoriju bez parametara. Teško je, međutim, pružiti objašnjenje za prva dva svojstva bez pozivanja na antropičko načelo. Postoji, kako izgleda, celovita teorija koja zadovoljava svojstva 1 i 3, ali koja ne obuhvata gravitaciju. No, u takvoj vaseljeni privlačne sile verovatno ne bi bile dovoljne da sakupe materiju u velike agregate koji su, po svoj prilici, neophodni za razvoj složenih ustrojstava. Zbog čega prostorvreme treba da bude četvorodimenziono - za to pitanje se obično smatra da izlazi iz okvira fizike. I za to, međutim, postoji valjan argument iz ugla antropičkog načela. Tri prostorvremenske dimenzije - dve prostora i jedna vremena, naime - očigledno su nedovoljne za postojanje bilo kakvog složenog organizma. Sa druge strane, kada bi bilo više od tri prostorne dimenzije, orbite planeta oko Sunca ili elektrona oko jezgra postale bi nestabilne i težile bi da se zavojito spuštaju ka središtu privlačenja. Preostaje mogućnost postojanja više od jedne vremenske dimenzije, ali meni je veoma teško da zamislim takvu vaseljenu.
     Do sada sam implicitno podrazumevao da postoji jedna konačna teorija. Ali da li je tako? Ovde postoje najmanje tri mogućnosti:

     1. Postoji celovita objedinjena teorija.
     2. Ne postoji konačna teorija, ali postoji beskonačan niz teorija čija je priroda takva da se bilo koja posebna klasa posmatračkih nalaza može predvideti pozivanjem na neku od njih.
     3. Ne postoji takva teorija. Nalazi posmatranja ne mogu se opisati ili predvideti preko određene tačke, već su samo proizvoljni.

     Treće stanovište potezano je kao argument protiv naučnika iz sedamnaestog i osamnaestog stoleća: kako bi oni mogli formulisati zakone koji bi sputali slobodu Boga da menja svoje mišljenje? No, oni su to ipak činili, i to uspešno. U modernim vremenima, delotvorno smo odstranili treću mogućnost na taj način što smo je uključili u našu shemu: kvantna mehanika u osnovi je teorija o onome što ne znamo i što ne možemo da predvidimo.
     Druga mogućnost potkrepljuje sliku beskrajnog niza ustrojstava na sve višim i višim energijama. Kao što sam prethodno rekao, ovo izgleda neverovatno zato što se razložno može očekivati postojanje krajnje granice na Plankovoj energiji od 10 na 28 eV. Tako nam preostaje samo prva mogućnost. U ovom trenutku, teorija supergravitacije N = 8 predstavlja jedinog kandidata na vidiku. Kako izgleda, teorije o supergravitaciji jedine su teorije sa sva tri navedena svojstva, ali posle pisanja ovog teksta javilo se veliko interesovanje za takozvane teorije o superstrunama. U njima, osnovni objekti nisu tačkaste čestice već izduženi objekti slični malim petljama struna. Zamisao se sastoji u tome da ono što nama izgleda kao čestica jeste, zapravo, vibracija na petlji. Ove teorije o superstrunama spuštaju supergravitaciju na granicu niske energije, ali za sada je bilo malo uspeha u predviđanjima proisteklim iz njih, koja su se mogla proveriti u opitima. Očekuje se da se u nekoliko narednih godina obavi izvestan broj ključnih proračuna koji bi pokazali da li je teorija valjana ili nije. Ako preživi ove provere, proteći će verovatno još nekoliko godina pre no što usavršimo matematičke postupke koji bi nam omogućili da vršimo predviđanja i da pružimo objašnjenje za početne uslove Vaseljene, odnosno za lokalne fizičke zakone. Biće to izuzetni problemi sa kojima će se suočavati teorijski fizičari tokom narednih dvadesetak godina. S tim u vezi, jedna pomalo uznemirujuća opaska na kraju: možda moje kolege i neće imati na raspolaganju mnogo više vremena. U ovom času, naime, računari su korisna pomoć u istraživanju, ali njima i dalje upravljaju ljudski umovi. No, ako se izvrši ekstrapolacija sadašnje brze stope razvoja na ovom polju, uopšte nije isključeno da će računari potpuno preuzeti na sebe teorijsku fiziku. Prema tome, na vidiku je možda kraj teorijskih fizičara, ako već ne teorijske fizike.

8. AJNŠTAJNOV SAN

     Predavanje održano jula 1991. na sesiji 'Paradigma' korporacije 'NTT Data Communications Systems'.

     Početkom dvadesetog stoleća, dve nove teorije potpuno su promenile naše viđenje prostora i vremena, kao i same stvarnosti. Više od sedamdeset pet godina kasnije mi i dalje razrađujemo ono što iz njih proishodi i pokušavamo da ih povežemo u objedinjenu teoriju koja bi opisala sve u Vaseljeni. Dve teorije o kojima je reč jesu opšta teorija relativnosti i kvantna mehanika. Opšta teorija relativnosti odnosi se na prostor i vreme, kao i na to kako ih materija i energija u Vaseljeni zakrivljuju ili savijaju. Kvantna mehanika, sa druge strane, odnosi se na veoma male razmere. Ona obuhvata takozvano načelo neodređenosti koje kaže da se nikada istovremeno ne mogu izmeriti i položaj i brzina neke čestice; što tačnije merite jednu od ove dve veličine, to manje tačno možete da merite drugu. Uvek postoji elemenat neodređenosti ili slučaja, što na temeljan način utiče na ponašanje materije u malim razmerama. Opšta relativnost gotovo se u potpunosti može pripisati Ajnštajnu, a on je igrao i značajnu ulogu u razvoju kvantne mehanike. Njegov stav prema ovoj potonjoj sažet je u poznatoj izjavi: 'Bog se ne igra kockicama.' Ali svi nalazi ukazuju na to da je Bog nepopravljivi kockar i da on u svakoj mogućoj prilici baca kockice.
     U ovom ogledu pokušaću da dočaram osnovne zamisli na kojima počivaju ove dve teorije, kao i da objasnim zbog čega je Ajnštajn bio tako nesrećan u vezi sa kvantnom mehanikom. Takođe ću opisati neke izuzetne stvari do kojih, kako izgleda, dolazi prilikom nastojanja da se povežu ove dve teorije. Odatle proishodi da je samo vreme imalo početak pre otprilike petnaest milijardi godina, kao i da će se možda okončati u nekoj tački u budućnosti. No, u jednoj drugoj vrsti vremena, Vaseljena nema granica. Ona nije ni stvorena niti će biti uništena, već naprosto jeste.
     Počeću sa teorijom relativnosti. Nacionalni zakoni važe samo u jednoj zemlji, ali zakoni fizike isti su u Britaniji, Sjedinjenim Američkim Državama i u Japanu. Oni su takođe nepromenljivi na Marsu i u galaksiji Andromeda. Ne samo to, nego ti zakoni ostaju isti bez obzira na to kojom se brzinom mi kretali. Oni isto važe u superbrzom vozu, mlaznom avionu, kao i za nekoga ko stoji u mestu. U stvari, čak i neko ko je nepomičan na Zemlji kreće se brzinom od oko 30 kilometara u sekundi oko Sunca. Sa svoje strane, Sunce se kreće brzinom od više stotina kilometara u sekundi oko središta Galaksije, i tako dalje. No, sva ova kretanja nemaju uticaja na zakone fizike; oni su isti za sve posmatrače.
     Ovu nezavisnost od brzine kretanja sistema prvi je uočio Galilej, koji je otkrio zakone kretanja objekata kao što su topovska đulad ili planete. Problem se, međutim, javio onda kada su naučnici pokušali da prošire ovu nezavisnost brzine posmatrača na zakone koji upravljaju brzinom svetlosti. U osamnaestom stoleću je otkriveno da svetlost ne prevaljuje trenutno rastojanje između izvora i posmatrača; naprotiv, ona se kreće konačnom brzinom koja iznosi oko 300.000 kilometara u sekundi. Ali u odnosu na šta je ta brzina? Izgledalo je da u prostoru mora postojati neki medijum kroz koji svetlost putuje. Taj medijum dobio je naziv eter. Zamisao je bila da se svetlosni talasi kreću brzinom od 300.000 kilometara u sekundi kroz eter; ovo znači da bi neki posmatrač koji se nalazi u stanju mirovanja u odnosu na eter merenjem ustanovio da brzina svetlosti iznosi oko 300.000 kilometara u sekundi, ali bi zato posmatrač koji se kreće kroz eter izmerio veću ili manju brzinu. Na osnovu ovoga takođe se verovalo da brzina svetlosti treba da se menja kako se Zemlja kreće kroz eter na svojoj orbiti oko Sunca. Godine 1887, međutim, jedan precizan opit koji su izveli Majklson i Morli pokazao je da je brzina svetlosti uvek ista. Bez obzira na to kojom se brzinom posmatrač kretao, on će stalno meriti brzinu svetlosti od oko 300.000 kilometara u sekundi.
     Kako je to moguće? Kako posmatrači koji se kreću različitim brzinama svi mere istu brzinu svetlosti? Odgovor glasi da to uistinu nije moguće ako na snazi ostanu naše uobičajene predstave o prostoru i vremenu. U svom znamenitom radu iz 1905, međutim, Ajnštajn je pokazao da će svi posmatrači odista meriti istu brzinu svetlosti ako odustanu od zamisli o univerzalnom vremenu. Umesto toga, svaki posmatrač imao bi vlastito vreme, mereno časovnikom koji bi imao uza se. Vremena izmerena ovim različitim časovnicima gotovo sasvim bi se podudarala ako bi se oni kretali sporo jedni u odnosu na druge - ali bi zato vremena izmerena različitim časovnicima počela značajno da odstupaju jedna od drugih ukoliko bi se ti časovnici kretali velikom brzinom. Ovaj efekat uočen je poređenjem jednog časovnika na tlu sa jednim u putničkom avionu; časovnik u avionu išao je malo sporije u odnosu na časovnik u mirovanju. No, pri normalnim brzinama putovanja, razlike u brzinama rada časovnika veoma su male. Morali biste da obletite svet četiri stotine miliona puta da biste svom životu dodali jednu sekundu; pri tom bi vam, međutim, život bio znatno više skraćen silnim obrocima koji se služe u avionima.
     Kako postojanje vlastitog vremena dovodi do toga da ljudi koji se kreću različitim brzinama mere istu brzinu svetlosti? Brzina jednog svetlosnog impulsa predstavlja udaljenost koju on prevali između dva događaja podeljenu sa vremenskim razmakom između tih događaja. ('Događaj' u smislu nečega što se zbiva u jednoj tački prostora u nekoj određenoj tački vremena.) Ljudi koji se kreću različitim brzinama neće se složiti oko razdaljine između dva događaja. Primera radi, ako je moje merenje vezano za kola koja se kreću auto-putem, ja mogu zaključiti da su ona prevalila samo jedan kilometar, ali za nekoga na Suncu ona bi prešla čak oko 1.800 kilometara, zato što bi se i Zemlja kretala dok se kola kreću putem. Kako ljudi koji se kreću različitim brzinama mere različite razdaljine između događaja, oni takođe moraju meriti različite vremenske razmake ako treba da se saglase oko brzine svetlosti.
     Ajnštajnova prvobitna teorija relativnosti, koju je izložio u svom radu iz 1905, danas se naziva posebna teorija relativnosti. Ona opisuje kako se objekti kreću kroz prostor i vreme. Odatle proishodi da vreme nije univerzalno svojstvo koje postoji nezavisno od prostora. Naprotiv, budućnost i prošlost samo su smerovi, kao gore i dole, levo i desno, napred i nazad, u nečemu što se naziva prostorvreme. Možete ići jedino u smeru budućnosti u vremenu, ali možete ići i pod izvesnim uglom u odnosu na taj pravac. Upravo zbog toga vreme može da protiče različitim brzinama.
     Posebna teorija relativnosti povezala je vreme i prostor, ali prostor i vreme i dalje su predstavljali nepomično zaleđe spram koga su se zbivali događaji. Mogli ste izabrati da se krećete različitim putanjama kroz prostorvreme, ali ništa niste mogli preduzeti da preinačite zaleđe prostora i vremena. Sve se to, međutim, promenilo kada je Ajnštajn 1915. godine izložio opštu teoriju relativnosti. On je došao na revolucionarnu zamisao da gravitacija nije samo sila koja dejstvuje spram nepomičnog zaleđa prostorvremena. Naprotiv, gravitacija predstavlja izobličenje prostorvremena izazvano masom i energijom u njemu. Objekti poput topovske đuladi i planeta pokušavaju da se kreću pravolinijski kroz prostorvreme, ali kako je prostorvreme zakrivljeno, savijeno, a ne ravno, dolazi do iskrivljenja njihove putanje. Zemlja pokušava da se kreće pravolinijski kroz prostorvreme, ali zakrivljenost prostorvremena izazvana masom Sunca nagoni je da kruži oko njega. Slično tome, svetlost nastoji da putuje pravolinijski, ali zakrivljenost prostorvremena u blizini Sunca dovodi do toga da svetlost sa dalekih zvezda biva savijena ako prođe nedaleko od njega. Pod normalnim uslovima, nije moguće videti zvezde na nebu koje se nalaze u gotovo istom pravcu kao i Sunce. Za vreme potpunog pomračenja, međutim, kada najveći deo Sunčeve svetlosti biva zaklonjen Mesecom, svetlost zvezda može se videti. Ajnštajn je postavio svoju opštu teoriju relativnosti u jeku Prvog svetskog rata, kada uslovi za naučna posmatranja nisu bili povoljni, ali neposredno posle rata jedna britanska ekspedicija pozabavila se posmatranjem pomračenja iz 1919. i potvrdila predviđanja opšte relativnosti: prostorvreme nije ravno, već ga zakrivljuju materija i energija u njemu.
     Bio je to Ajnštajnov najveći trijumf. Njegovo otkriće potpuno je preobrazilo način na koji razmišljamo o prostoru i vremenu. Oni su prestali da budu pasivno zaleđe spram koga se odigravaju događaji. Više nismo mogli da zamišljamo prostor i vreme kao veličine koje se pružaju u beskraj i na koje nema nikakvog uticaja ono što se zbiva u Vaseljeni. Umesto toga, one su postale dinamična svojstva koje vrše uticaj na događaje što se zbivaju u njima, ali i trpe njihov uzvratni uticaj.
     Jedno važno svojstvo mase i energije jeste to da su one stalno pozitivne. To je razlog što gravitacija uvek izaziva međusobno privlačenje tela. Primera radi, Zemljina sila teže uvek nas privlači ka površini čak i onda kada se nalazimo na antipodnim tačkama sveta. To je razlog što ljudi u Australiji ne odlete u kosmos. Slično tome, Sunčeva gravitacija drži planete na orbiti oko naše zvezde i sprečava Zemlju da se otisne u tamu međuzvezdanog prostora. Prema opštoj relativnosti, okolnost da je masa uvek pozitivna znači da je prostorvreme zakrivljeno ka unutra, slično površini Zemlje. Da je masa negativna, prostorvreme bi bilo zakrivljeno na drugačiji način, slično površini sedla. Ova pozitivna zakrivljenost prostorvremena, koja odražava činjenicu da gravitacija deluje privlačno, predstavljala je za Ajnštajna veliki problem. Tada je bilo rasprostranjeno uverenje da je Vaseljena statična; no, ako su prostor, a naročito vreme zakrivljeni ka unutra, kako onda Vaseljena može nastaviti da traje zauvek u manje ili više istom stanju u kome je u ovom vremenu?
     Ajnštajnove prvobitne jednačine opšte relativnosti predviđale su da se Vaseljena ili širi ili sažima. On je stoga uveo dodatni uslov u jednačine koji je dovodio u vezu masu i energiju u Vaseljeni sa zakrivljenošću prostorvremena. Ova takozvana kosmološka konstanta pretpostavljala je odbojno gravitaciono dejstvo. Tako je postalo moguće držati u ravnoteži privlačenje materije sa odbojnim dejstvom kosmološke konstante. Drugim rečima, negativna zakrivljenost prostorvremena izazvana kosmološkom konstantom mogla je potrti pozitivnu zakrivljenost prostorvremena izazvanu masom i energijom u Vaseljeni. Na ovaj način, mogao se dobiti model Vaseljene koja bi zauvek ostala u istom stanju. Da se Ajnštajn držao svojih prvobitnih jednačina, bez uvođenja kosmološke konstante, on bi predvideo da se Vaseljena ili širi ili sažima. No, sve do 1929. godine ni bilo ko drugi nije pomislio na mogućnost da se Vaseljena menja sa protokom vremena; ali tada je Edvin Habl otkrio da se daleke Galaksije još više udaljuju od nas. Vaseljena se, dakle, širi. Povodom kosmološke konstante, Ajnštajn je kasnije izjavio: 'Bila je to najveća greška u mom životu.'
     Sa kosmološkom konstantom ili bez nje, međutim, okolnost da materija izaziva zakrivljavanje prostorvremena ka unutra ostala je nerešen problem, iako to nisu svi uviđali. Odatle je proishodilo da materija može u toj meri da zakrivi neko područje ka unutra da ono potpuno postane odsečeno od ostatka Vaseljene. Takvo područje postalo bi ono što je dobilo naziv crna rupa. Objekti mogu da upadaju u crnu rupu, ali ništa ne može iz nje da umakne. Da bi to bilo moguće, objekti bi morali da se kreću brže od svetlosti, ali to ne dopušta teorija relativnosti. Materija unutar crne rupe postala bi zarobljena i kolabirala bi do nekog nepoznatog stanja veoma velike gustine.
     Ajnštajna su veoma uznemirile implikacije ovog kolabiranja i on je odbio da poveruje da do toga uistinu dolazi. Ali Robert Openhajmer pokazao je 1939. godine da bi jedna stara zvezda sa masom dvostruko većom od Sunčeve neumitno podlegla kolabiranju pošto utroši svoje nuklearno gorivo. No, onda je izbio rat, Openhajmer je uzeo udela u projektu izrade atomske bombe i izgubio je zanimanje za gravitacioni kolaps. I drugi naučnici postali su zaokupljeniji fizikom koja se mogla izučavati na Zemlji. Izgubili su poverenje u predviđanja o dalekim krajevima Vaseljene zato što je izgledalo da se ona ne mogu proveriti posmatranjima. Tokom šezdesetih godina, međutim, veliko povećanje dosega i kvaliteta astronomskih posmatranja ponovo je podstaklo zanimanje za gravitacioni kolaps i ranu Vaseljenu. Šta je tačno Ajnštajnova teorija relativnosti predviđala u ovim situacijama ostalo je nejasno sve dok Rodžer Penrouz i ja nismo dokazali nekoliko teorema. One su pokazale da iz činjenice da je prostorvreme zakrivljeno ka unutra sledi da postoje singularnosti, mesta gde prostorvreme ima početak ili kraj. Početak bi mu bio u Velikom Prasku, pre približno petnaest milijardi godina, a okončalo bi se za neku zvezdu koja je kolabirala i za sve što bi upalo u crnu rupu zaostalu iza kolabirale zvezde.
     Okolnost da je Ajnštajnova opšta teorija relativnosti predvidela singularnosti dovela je do krize u fizici. Jednačine opšte relativnosti, koje dovode u vezu zakrivljenost prostorvremena sa rasporedom mase i energije, ne mogu se odrediti kao singularnost. Ovo znači da opšta relativnost ne može da predvidi šta ishodi iz singularnosti. A posebno, opšta relativnost ne može da predvidi kako bi Vaseljena trebalo da je počela u Velikom Prasku. Prema tome, opšta relativnost nije celovita teorija. Njoj je potreban dodatak kako bi odredila početak Vaseljene, kao i ono što se događa kada materija kolabira pod dejstvom vlastite gravitacije.
     Ovaj neophodan dodatak jeste, kako izgleda, kvantna mehanika. Godine 1905, upravo onda kada je objavio posebnu teoriju relativnosti, Ajnštajn je takođe napisao rad o jednoj pojavi koja je nazvana fotoelektrični efekat. Uočeno je da, kada svetlost padne na određene metale, dolazi do emitovanja naelektrisanih čestica. Ono što je bilo neobično s ovim u vezi jeste okolnost da ako se smanji jačina svetlosti, takođe opada broj emitovanih čestica, ali zato brzina njihovog emitovanja ostaje ista. Ajnštajn je pokazao da se ovo može objasniti ako se svetlost javlja ne u neprekidno promenljivom obimu, kao što su prethodno svi pretpostavljali, nego pre u paketima određene veličine. Na zamisao o svetlosti koja se javlja jedino u paketima, nazvanim kvanti, prvi je došao, nekoliko godina ranije, nemački fizičar Maks Plank. To je pomalo kao kada bi se kazalo da se u samousluzi šećer može kupovati ne u željenoj količini već jedino u kesama od jednog kilograma. Plank je iskoristio zamisao o kvantima da bi objasnio zašto komad metala u stanju crvenog usijanja ne zrači beskonačno toplotu; ali za njega su kvanti bili samo teorijski trik koji nije odgovarao ničemu u fizičkoj stvarnosti. Ajnštajnov rad pokazao je da se pojedinačni kvanti mogu neposredno posmatrati. Svaka emitovana čestica odgovarala je jednom kvantu svetlosti koja je padala na metal. Ovo otkriće ocenjeno je kao veoma značajan doprinos kvantnoj teoriji i donelo je Ajnštajnu Nobelovu nagradu 1922. (Ovu nagradu trebalo je da dobije za opštu relativnost, ali zamisao da su prostor i vreme zakrivljeni još je smatrana za odveć spekulativnu i protivurečnu, tako da mu je nagrada pripala za fotoelektrični efekat, što nipošto ne znači da je tim otkrićem nije zaslužio.)
     Puni značaj fotoelektričnog efekta shvaćen je tek 1925, kada je Verner Hajzenberg objavio da mu je taj efekat onemogućio da tačno izmeri položaj jedne čestice. Da biste videli gde je neka čestica, morate je osvetliti. Ali Ajnštajn je pokazao da se ne mogu koristiti sasvim male količine svetlosti; mora se upotrebiti najmanje jedan paket, ili kvant. Ovaj paket svetlosti poremetio bi česticu i nagnao je da se kreće izvesnom brzinom u nekom pravcu. Što tačnije želite da izmerite položaj čestice, to biste morali da upotrebite veću energiju paketa, čime biste više poremetili česticu. Ma koliko se trudili da izmerite česticu, proizvod neodređenosti njenog položaja i neodređenosti njene brzine uvek bi bili veći od neke minimalne vrednosti.
     Ovo Hajzenbergovo načelo neodređenosti pokazalo je da se nikako ne može tačno izmeriti stanje nekog sistema, pa je samim tim i nemoguće predvideti šta će sa njim biti u budućnosti. Sve što je moguće učiniti jeste predviđanje verovatnoća različitih ishoda. Ono što je uznemirilo Ajnštajna bio je upravo ovaj elemenat slučaja, nasumičnosti. On je odbio da poveruje da iz fizičkih zakona ne slede sasvim određena, nedvosmislena predviđanja. Ali ma kako oni bili izraženi, svi nalazi idu u prilog tome da su kvantni fenomen i načelo neodređenosti neizbežni, kao i da se oni javljaju u svim granama fizike.
     Ajnštajnova opšta relativnost naziva se klasična teorija; to znači da ona ne uključuje u sebe načelo neodređenosti. Potrebno je stoga bilo pronaći novu teoriju koja bi povezala opštu relativnost sa načelom neodređenosti. U većini situacija, razlika između ove nove teorije i klasične opšte relativnosti biće veoma mala. To je stoga, kako je ranije istaknuto, što se neodređenost koju predviđaju kvantni efekti javlja u sasvim malim razmerama, dok se opšta relativnost odnosi na ustrojstvo prostorvremena u veoma velikim razmerama. Međutim, teoreme singularnosti koje smo Rodžer Penrouz i ja dokazali pokazuju da će prostorvreme biti izrazito zakrivljeno u veoma malim razmerama. Dejstvo načela neodređenosti postaće tada veoma značajno i ono će dati neke izuzetne ishode.
     Deo Ajnštajnovih problema sa kvantnom mehanikom i načelom neodređenosti poticao je iz okolnosti da je on koristio običnu, zdravorazumsku predstavu o tome da jedan sistem ima jednu određenu istoriju. Neka čestica je na jednom mestu ili na nekom drugom. Ne može se nalaziti pola na jednom, a pola na drugom. Slično tome, neki događaj, kao što je, na primer, spuštanje astronauta na Mesec, odigrao se ili se nije odigrao. Nije se mogao napola odigrati. To je kao kada se kaže da čovek ne može biti malo mrtav ili žena malo trudna. Oni to ili jesu ili nisu. Ali ako neki sistem ima samo jednu određenu istoriju, onda načelo neodređenosti vodi do sve sile paradoksa: tada se čestica javlja na dva mesta u isto vreme, a astronauti su samo napola na Mesecu.
     Do elegantnog načina da se izbegnu ovi paradoksi koji su zadavali toliko glavobolje Ajnštajnu došao je američki fizičar Ričard Fajnmen. Fajnmen je postao poznat 1948. po svom radu na kvantnoj teoriji svetlosti. Godine 1965. dobio je Nobelovu nagradu sa svojim zemljakom Džulijanom Švingerom i japanskim fizičarem Šiničirom Tomonagom. Pripadao je istoj tradiciji velikih fizičara u koju je spadao i Ajnštajn. Nimalo nije voleo pompu i spletkarenje i dao je ostavku na članstvo u Nacionalnoj akademiji nauka kada je ustanovio da se tamo najveći deo vremena troši na odlučivanje o tome koji će drugi naučnici biti primljeni. Fajnmen, koji je umro 1988, ostao je upamćen po mnogim doprinosima teorijskoj fizici. Jedan od njih jeste dijagram koji nosi njegovo ime i koji predstavlja osnovu za gotovo sve proračune u fizici čestica. Ali još značajniji doprinos bila je njegova zamisao o zbiru po istorijama. Reč je o tome da neki sistem nema samo jednu istoriju u prostorvremenu, kao što bi se to normalno očekivalo u nekoj klasičnoj nekvantnoj teoriji. Naprotiv, on ima sve moguće istorije. Razmotrimo, na primer, slučaj čestice koja se nalazi u tački A u određenom vremenu. Normalno bi se očekivalo da se čestica kreće u pravoj liniji od A. Međutim, prema zamisli o zbiru po istorijama, ona može da se kreće bilo kojom putanjom koja počinje u A. To je slično onome što se događa kada kapnete malo mastila na komad upijaće hartije. Čestice mastila raširiće se kroz upijač u svim mogućim pravcima. Čak i ako zaprečite pravu liniju između dve tačke na taj način što zasečete hartiju, mastilo će svejedno proći tako što će zaobići ivice ureza.
     Za svaku putanju ili istoriju čestice biće vezan neki broj koji zavisi od oblika putanje. Verovatnoća da će čestica prevaliti put od A do B dobija se sabiranjem brojeva što stoje u vezi sa svim putanjama kojima čestica može stići od A do B. Kod većine putanja, broj koji stoji u vezi sa jednom putanjom gotovo će se potrti sa brojevima obližnjih putanja. Oni će stoga malo doprineti verovatnoći stizanja čestice iz A u B. Ali brojevi pravolinijskih putanja sabraće se sa brojevima putanja koje su gotovo pravolinijske. Prema tome, glavni doprinos verovatnoći poticaće od putanja koje su pravolinijske ili gotovo pravolinijske. To je razlog što trag koji čestica ostavlja prilikom prolaska kroz mehurastu komoru izgleda gotovo pravolinijski. Ali ako se na putu čestice postavi nekakva prepreka sa otvorom, putanje čestica mogu se raširiti i iznan ivica otvora. Postoji visoka verovatnoća da se čestica nađe izvan prave linije koja vodi kroz otvor.
     Godine 1973. počeo sam da ispitujem kakav bi uticaj načelo neodređenosti imalo na neku česticu u zakrivljenom prostorvremenu blizu crne rupe. Ustanovio sam tom prilikom jednu izuzetnu stvar: crna rupa ne bi bila potpuno crna. Načelo neodređenosti dopustilo bi da zračenje otiče iz crne rupe postojanom brzinom. Ovaj nalaz potpuno je iznenadio kako mene tako i sve ostale, te je dočekan opštom nevericom. Ali, posmatrano unazad, stvar je trebalo da bude očigledna. Crna rupa predstavlja područje prostora iz koga je nemoguće pobeći ako se krećete brzinom manjom od svetlosne. Ali iz Fajnmenovog zbira po istorijama proishodi da se čestice mogu kretati bilo kojom putanjom kroz prostorvreme. To znači da se čestica može kretati brže od svetlosti. Verovatnoća prevaljivanja neke veće razdaljine brzinom višom od svetlosne nije velika, ali čestica se ipak može kretati brže od svetlosti dovoljno dugo da iziđe iz crne rupe, da bi potom nastavila putovanje sporije od svetlosti. Na ovaj način, načelo neodređenosti dopušta česticama da umaknu iz onoga za šta se verovalo da predstavlja konačni zatvor - iz crne rupe. Verovatnoća da neka čestica iziđe iz crne rupe čija je masa slična Sunčevoj bila bi veoma niska zato što bi ta čestica morala da prevali nadsvetlosnom brzinom više kilometara. Ali sva je prilika da postoje i znatno manje crne rupe koje su nastale u ranoj Vaseljeni. Ove praiskonske crne rupe bile bi manje od jezgra jednog atoma, ali bi im masa dostizala milijarde tona, što odgovara masi planine Fudži. One bi mogle da zrače onoliko energije koliko je daje neka velika elektrana. Kada bismo samo mogli da pronađemo neku od tih malih crnih rupa i da je zauzdamo! Na žalost, nema ih, kako izgleda, mnogo oko nas u Vaseljeni.
     Predviđanje zračenja iz crnih rupa predstavljalo je prvi značajan ishod povezivanja Ajnštajnove opšte relativnosti sa kvantnim načelom. Pokazalo se da gravitacioni kolaps nije takav ćorsokak kao što je izgledalo. Čestice u crnoj rupi ne moraju da okončaju svoje istorije u singularnosti. Naprotiv, one mogu da pobegnu iz crne rupe i da nastave svoje istorije izvan nje. Možda iz kvantnog načela takođe proističe da se mogu izbeći istorije koje imaju početak u vremenu, tačku nastanka, Veliki Prasak.
     Na ovo pitanje znatno je teže odgovoriti, zato što ono pretpostavlja primenu kvantnog načela na samo ustrojstvo prostora i vremena, a ne samo na putanje čestica spram datog zaleđa prostorvremena. Ono što je ovde neophodno jeste zbir po istorijama ne samo za čestice nego i za ceo sklop prostora i vremena. Mi još ne znamo kako da ispravno izvedemo ovo sabiranje, ali poznata su nam izvesna svojstva koje ono treba da ima. Lakše je, na primer, doći do zbira po istorijama ako se uzimaju u obzir istorije ne u običnom, stvarnom vremenu nego u onome što se naziva imaginarno vreme. Zamisao o imaginarnom vremenu nije lako shvatiti i ona je verovatno zadala najviše problema čitaocima moje knjige. Zbog korišćenja imaginarnog vremena takođe sam bio izložen žestokoj kritici filosofa. Kako imaginarno vreme može imati bilo šta sa stvarnom Vaseljenom? Mislim da ti filozofi nisu naučili lekciju iz istorije. Svojevremeno se smatralo za očigledno da je Zemlja ravna, kao i da Sunce kruži oko Zemlje, ali od Kopernikovog i Galilejevog vremena morali smo da se prilagodimo zamisli da je Zemlja okrugla i da je ona ta koja kruži oko Sunca. Slično tome, dugo je izgledalo očigledno da vreme teče istom brzinom za sve posmatrače, ali Ajnštajn nam je pokazao da ono, zapravo, teče različitim brzinom za različite posmatrače. Takođe je izgledalo očigledno da Vaseljena ima jedinstvenu istoriju, ali posle otkrića kvantne mehanike moramo da prihvatimo da Vaseljena ima svaku moguću istoriju. Ovim želim da pokažem da je zamisao o imaginarnom vremenu takođe nešto što ćemo morati da prihvatimo. Posredi je intelektualni skok istog reda veličine kao i prelazak na verovanje da je svet okrugao. Mislim da će imaginarno vreme jednom izgledati podjednako prirodno kao što je to danas predstava o okrugloj Zemlji. Među obrazovanim svetom nema više mnogo poklonika ravne Zemlje.
     Obično, stvarno vreme možete zamisliti kao vodoravnu liniju koja ide sleva nadesno. Ranija vremena su sa leve strane, dok su ona potonja sa desne. Ali takođe možete zamisliti jedan drugi pravac koji ide odozgo nadole. To je takozvani pravac imaginarnog vremena koji stoji pod pravim uglom u odnosu na stvarno vreme.
     Koja je svrha uvođenja pojma imaginarnog vremena? Zašto se naprosto ne držimo običnog, stvarnog vremena koje razumemo? Razlog je to što, kako je primećeno ranije, materija i energija ispoljavaju težnju da zakrivljuju prostorvreme ka unutra. Na pravcu stvarnog vremena, ovo neumitno vodi do singularnosti, mesta gde se prostorvreme okončava. U singularnostima, jednačine fizike ne mogu se odrediti; tu se, stoga, ne može predvideti šta će se dogoditi. Ali pravac imaginarnog vremena stoji pod pravim uglom u odnosu na stvarno vreme. To znači da se on ponaša na sličan način i prema tri pravca koja odgovaraju kretanju kroz prostor. Zakrivljenost prostorvremena izazvana materijom u Vaseljeni može tada da vodi do sticanja tri prostorna pravca i pravca imaginarnog vremena oko crne rupe. Oni bi tu obrazovali zatvorenu površinu, sličnu površini Zemlje. Tri prostorna pravca i imaginarno vreme sazdali bi prostorvreme koje je zatvoreno u sebe, bez granica ili ivica. Ono ne bi imalo tačke koje bi se mogle nazvati početak ili kraj, baš kao što ni površina Zemlje nema tačke početka i kraja.
     Godine 1983, Džim Hartl i ja izložili smo pretpostavku o tome da zbir po istorijama za Vaseljenu ne bi trebalo da se radi preko istorija u stvarnom vremenu. Umesto toga, on bi trebalo da se radi preko istorija u imaginarnom vremenu, koje su zatvorene u sebe, slično površini Zemlje. Kako te istorije nemaju singularnosti niti početak i kraj, ono što se u njima događa bilo bi u potpunosti određeno zakonima fizike. To znači da se može izračunati ono što se događa u imaginarnom vremenu. A ako znate istoriju Vaseljene u imaginarnom vremenu, onda možete izračunati kako se ona ponaša u stvarnom vremenu. Na ovaj način, otvara se mesto nadi da ćemo doći do celovite, objedinjene teorije - takve koja bi predvidela sve u Vaseljeni. Ajnštajn je poslednje godine svoga života proveo u traganju za takvom teorijom. Nije je našao zato što nije verovao u kvantnu mehaniku. Nije bio spreman da prizna da Vaseljena može imati mnogo alternativnih istorija, kao što je to u zbiru po istorijama. Mi još ne znamo kako da dođemo do zbira po istorijama za Vaseljenu, ali prilično smo uvereni da će u to biti upleteni imaginarno vreme i zamisao o prostorvremenu koje se zatvara u sebe. Mislim da će ove predstave izgledati podjednako prirodne narednom pokolenju kao i zamisao da je svet okrugao. Imaginarno vreme već predstavlja opšte mesto u naučnoj fantastici. Ali ono je nešto više od naučne fantastike ili matematičkog trika. Posredi je svojstvo što oblikuje Vaseljenu u kojoj živimo.