Сильное взаимодействие – самое сильное и самое короткодействующее из четырех фундаментальных взаимодействий. Благодаря сильному взаимодействию кварки удерживаются внутри протонов и нейтронов, а протоны и нейтроны – внутри атомного ядра.
Сингулярность – точка в пространстве-времени, в которой кривизна пространства-времени становится бесконечной.
Слабое ядерное взаимодействие – второе по слабости из четырех фундаментальных взаимодействий. Обладает очень коротким радиусом действия. В слабом взаимодействии участвуют все частицы вещества, но не участвуют частицы-носители взаимодействий.
Событие – точка в пространстве-времени, которая задается положением в пространстве и временем.
Спектр – набор компонент с разными частотами, составляющий волну. Видимую часть солнечного спектра можно наблюдать в виде радуги.
Специальная теория относительности – теория Эйнштейна, в основе которой лежит постулат, согласно которому в отсутствие сил гравитации законы природы должны быть одинаковы для всех свободно движущихся наблюдателей независимо от их скорости.
Спин – внутреннее свойство элементарной частицы, аналогичное вращению вокруг собственной оси, но не совпадающее с этим понятием.
Стационарное состояние – состояние, которое не меняется со временем; так, вращающийся с постоянной скоростью шар находится в стационарном состоянии, потому что, несмотря на вращение, выглядит одинаково в каждый момент.
Темное вещество – вещество в галактиках, скоплениях галактик и, возможно, в пространстве между скоплениями, которое не наблюдается непосредственно, но обнаруживается по гравитационному воздействию. На темное вещество приходится до 90 % массы всего вещества во Вселенной.
Теорема о сингулярности – теорема, в которой доказывается неизбежность существования сингулярности при определенных условиях. В частности, начало Вселенной должно было представлять собой сингулярность.
Теория великого объединения – теория, объединяющая электромагнитное, сильное и слабое взаимодействия.
Теория струн – физическая теория, в которой частицы описываются как волны на струнах. У струн есть длина, но они имеют ничтожно малую протяженность по другим измерениям.
Ускорение – показатель изменения скорости объекта.
Ускоритель частиц – устройство, в котором движущиеся заряженные частицы ускоряются при помощи электромагнитов.
Условие отсутствия границ – гипотеза, согласно которой Вселенная конечна, но не имеет границ (в мнимом времени).
Фаза – для волны – положение в цикле в определенный момент времени; мера того, соответствует ли это положению на гребне, во впадине или в каком-то промежуточном месте.
Реликтовое излучение – излучение, возникшее при свечении горячей ранней Вселенной. Из-за сильного красного смещения наблюдается в настоящее время не в виде света, а как излучение в микроволновом (точнее, миллиметровом) диапазоне.
Фотон – квант света.
Частота – для волны – число полных циклов в секунду.
Черная дыра – область пространства-времени со столь сильным полем тяготения, что ничто, даже свет не может выбраться из нее наружу.
Электрический заряд – свойство частицы, благодаря которому она отталкивает (или притягивает) другие частицы, имеющие заряд того же (или противоположного) знака.
Электромагнитное взаимодействие – взаимодействие, которое возникает между электрически заряженными частицами. Второе по силе из четырех фундаментальных взаимодействий.
Электрон – частица с отрицательным электрическим зарядом, обращающаяся в атоме вокруг ядра.
Элементарная частица – частица, которая считается неделимой.
Энергия великого объединения – энергия, выше которой, как считается, электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия становятся неразличимыми.
Энергия электрослабого объединения – энергия (около 100 ГэВ), выше которой исчезают различия между электромагнитным и слабым взаимодействиями.
Эффект Казимира – взаимное притяжение между двумя плоскими параллельными металлическими пластинами, размещенными очень близко друг к другу в вакууме. Притяжение возникает из-за уменьшения числа виртуальных фотонов в пространстве между пластинами.
Ядерный синтез – процесс столкновения и слияния двух ядер с образованием одного более тяжелого ядра.
Ядро – центральная часть атома, которая состоит только из протонов и нейтронов, удерживаемых сильным ядерным взаимодействием.
Благодарности
Очень многие люди помогли мне написать эту книгу. Все мои коллеги без исключения вдохновляли меня. На протяжении многих лет моими главными и незаменимыми соратниками были Роджер Пенроуз (Roger Penrose), Роберт Герох (Robert Geroch), Брэндон Картер (Brandon Carter), Джордж Эллис (George Ellis), Гэри Гиббонс (Gary Gibbons), Дон Пейдж (Don Page) и Джим Хартл (Jim Hartle). Я многим обязан им и моим аспирантам – они готовы были помочь, когда бы мне это ни потребовалось.
Один из моих аспирантов, Брайан Уитт (Brian Whitt), очень помог мне подготовить первую редакцию этого текста. Питер Гуззарди (Peter Guzzardi), мой редактор в издательстве Bantam Books, предложил множество правок и усовершенствований, благодаря которым книга стала лучше многократно. Кроме того, хочу поблагодарить Эндрю Данна (Andrew Dunn) – он помог мне отредактировать текст настоящего издания.
Мне не удалось бы написать эту книгу без системы, которая помогает мне общаться. Программу Equalizer безвозмездно создал Уолт Валтош (Walt Waltosz) из компании Words Plus Inc. (Ланкастер, Калифорния). Мой синтезатор речи подарила мне компания Speech Plus (Саннивейл, Калифорния). Синтезатор и ноутбук на мое инвалидное кресло установил Дэвид Мэйсон (David Mason) из Cambridge Adaptive Communication Ltd. Эта система позволяет мне общаться даже эффективнее, чем до того, как я потерял голос.
За то время, пока я писал и редактировал эту книгу, сменилось много людей, которые помогали мне в делах. И я хочу поблагодарить моих секретарей: Джуди Фелла (Judy Fella), Энн Ральф (Ann Ralph), Лору Джентри (Laura Gentry), Шерил Беллингтон (Cheryl Billington) и Сью Мейси (Sue Masey). И поблагодарить помощников: Колина Уильямса (Colin Williams), Дэвида Томаса (David Thomas), Раймонда Лафламма (Raymond Laflamme), Ника Филлипса (Nick Phillips), Эндрю Данна (Andrew Dunn), Стюарта Джемисона (Stuart Jamieson), Джонатана Брэнчли (Jonathan Brenchley), Тима Ханта (Tim Hunt), Саймона Джилла (Simon Gill), Джона Роджерса (Jon Rogers) и Тома Кендалла (Tom Kendall). Эти люди, а также мои сиделки, коллеги, друзья и члены семьи позволили мне жить полной жизнью и заниматься наукой несмотря на недуг.
Стивен Хокинг
Эссе из сборника «Черные дыры и молодые вселенные»
Взгляд общества на науку[49]
Нравится нам это или нет, но за последние сто лет мир, в котором мы живем, очень сильно изменился и, скорее всего, изменится еще сильнее в ближайшие сто лет. Некоторые люди хотели бы остановить эти изменения и вернуться в то время, когда все было чище и проще. Но история свидетельствует, что прошлое вовсе не было таким замечательным, как о нем принято думать сейчас. О нем приятно вспомнить лишь привилегированному меньшинству. Хотя даже оно было лишено благ современной медицины, а женщины рожали детей, рискуя собственной жизнью. Для подавляющего большинства жизнь была беспросветной, жестокой и – короткой.
Как бы то ни было, никто не может заставить стрелки часов идти вспять, как бы нам этого ни хотелось. Знания и технологии невозможно забыть по щелчку пальцев. И никто не в состоянии преградить путь прогрессу. Даже если бы правительство отменило все ассигнования на научные исследования (а современные правительства делают в этом отношении все, что в их силах), конкурентная борьба приведет к прогрессивным изменениям в технологии. Более того, невозможно заставить пытливые умы не думать об основных научных истинах. Причем эти пытливые умы будут продолжать думать вне зависимости от того, платят им за это или нет. Единственным путем для предотвращения дальнейшего развития было бы создание всемирного тоталитарного государства, которое подавляло бы все новое. Но даже такая система не могла бы вполне справиться с инициативой людей и их изобретательностью. Все, чего удалось бы достичь, – замедлить скорость перемен.
Если мы принимаем как данность то, что не в наших силах помешать науке и технологиям изменять наш мир, мы должны по крайней мере обеспечить движение этих изменений в правильном направлении. В демократическом обществе это означает, что общественность должна в общих чертах понимать цели и задачи науки, чтобы принимать обоснованные решения, не отдавая их целиком на
