Страница 11 из 43
Доктор Прескилл связывает сохранение информации с сохранением энергаи. На ранних этапах становления квантовой теории, в двадцатые годы, было много разговоров о том, что в микромире закон сохранения энергии, возможно, нарушается. Эти разговоры были вызваны результатами исследования процессов так называемой бета-радиоактивности, в ходе которых часть энергии действительно как будто бы исчезала. Позже, однако, удалось установить, что эту недостающую энергию уносит с собой появляющаяся в ходе распада, но трудноуловимая частица нейтрино, и с тех пор незыблемый закон сохранения энергии стал, если это возможно, «еще незыблемей». Прескилл указывает, что всякая передача информации неизбежно связана с затратой энергии, поэтому бесследное исчезновение информации влекло бы за собой бесследное исчезновение соответствующей энергии, то есть нарушение незыблемого закона ее сохранения. Отсюда следует, что аналогично закону сохранения энергии должен существовать закон сохранения информации.
На первый взгляд, против этого можно выдвинуть сразу несколько возражений. Ну, например, такое: все мы свидетели того, что информацию можно уничтожить. Моден, правда, афоризм, будто рукописи не горят, но ни для кого не секрет, что на самом деле они горят и, увы, еще как горят! Синим пламенем, как говорится. Но на это доктор Прескилл отвечает, что информация здесь в действительности не исчезает, а превращается в языки этого пламени; их форма и другие особенности зависят от сжигаемой рукописи, в конечном счете – даже от вида и расположения буквочек на ней. В принципе, говорит он, эту информацию можно восстановить именно по этим языкам пламени. (Нечто подобное некогда утверждал писатель-фантаст Иван Ефремов относительно «голосов минувшего», якобы записывающихся в складках песчаных отложений. В его одноименном рассказе специальный прибор восстанавливал эти голоса, скользя по таким складкам, как игла по пластинке.) Доктор Прескилл идет еще дальше, он утверждает, что информация не исчезает бесследно даже «в конце времен», когда Вселенная умирает «тепловой смертью», достигая максимума энтропии, или, что то же самое, превращая все упорядоченные виды движения в совершенно хаотическое тепловое движение атомов и частиц. Мы как раз хотели выдвинуть против доктора Прескилла это очередное возражение насчет «тепловой смерти Вселенной», но он нас опередил, потому что и сам об этом думал. Он додумался до того, что информация и здесь не исчезает, потому что и здесь она всего лишь переходит в «иную форму». И вообше, говорит доктор Прескилл, какой бы бесследной ни казалась нам в том или ином случае утрата информации. Господь, грубо говоря, все равно знает, куда она девалась и где она скрыта.
Но вот когда информация проваливается в черную дыру – о, тут ситуация резко меняется. Казалось бы, не нужен Бог, чтобы и тут сказать, где она скрыта: в той самой дыре, конечно. Разве нет? Увы, нет. И вот почему. Как показал (еще в середине семидесятых годов) вышеупомянутый нами Хокинг, законы квантовой механики, если приложить их к черной дыре, требуют, чтобы она потихоньку еще и излучала, как тот царь, который ко всем своим царским делам немного еще и портняжничал. Наглядно говоря, такая дыра благодаря своей огромной массе так искривляет пространство около себя, что на ее «горизонте» (той воображаемой границе, из-под которой ничто уже не может вернуться наружу) спонтанно и непрерывно возникают пары «частица – античастица»; и если одна из частиц такой пары возникнет над «горизонтом», то она может улететь в космос, оставив своего «партнера»-неудач ни ка «под горизонтом». Этот процесс и ведет к постепенному «испарению дыры». А вместе с этим «испарением» уносится в космос и все, что когда-либо упало в дыру, включая информацию. (Кстати говоря, по Хокингу, конечным результатом такого квантового «испарения» должно стать полное «схлопывание» исходной дыры, то есть ее исчезновение.)
Казалось бы, что это меняет? Если, как говорит доктор Прескилл, информацию можно восстановить по языкам пламени, почему бы не восстановить ее по испарению частиц?
Бог и не то может, говорят! Опять увы. Он-то может, но физика Ему не разрешает. Она говорит, что «черная дыра не имеет волос». Это ее загадочное утверждение означает попросту, что «горизонт» такой дыры абсолютно гладок, как череп лысого человека. Там нет ни одной «волосинки», которая позволила бы догадаться, что тут раньше было. Выражаясь точнее, «испарение», выходяшее из черной дыры (или, как говорят, ее «хокинговская радиация»), – это абсолютно бессмысленный шум, лишенный каких бы то ни было различительных признаков. Никакую исчезнувшую информацию по этому шуму восстановить невозможно. Урони мы в эту дыру первый том «Британники» или двадцать первый, различить это по ее хокинговской радиации принципиально невозможно.
Вот такие каверзы устраивают нам черные дыры. И это не случайно. Такие дыры – один из самых загадочных объектов во Вселенной. Дело даже не в их чудовищной массе – в конце концов, как показали расчеты, черные дыры могут быть и совсем микроскопических размеров. Куда важнее, что они представляют собой объекты, к которым одновременно приложимы законы квантовой теории и законы теории гравитации Эйнштейна. Иначе говоря, в поведении этих объектов проявляется та еще не известная физикам единая теория «квантовой гравитации», в которой должны (когда-нибудь) объединиться обе названные составляющие на бумажках теоретиков. Не зная – до конца – законов этой единой теории, невозможно решить до конца и обсуждаемый нами «информационный парадокс»: с позиций отдельно взятой квантовой теории информация, как показал доктор Прескилл, не может вроде бы исчезать бесследно, а с позиций отдельно взятой теории гравитации информация, рухнувшая в бездны черной дыры, не может вроде бы вырваться оттуда даже и в виде «осмысленного испарения».
Физики, кажется, любят парадоксы не меньше, чем пари. Во всяком случае, появление «информационного парадокса» весьма возбудило умы и привело к появлению целого ряда гипотез касательно судеб пропавшей грамоты, то бишь исчезнувшей информации. Одна из этих гипотез утверждает, что наша Вселенная – всего лишь некая рядовая из бесчисленного множества ей подобных, этакий крохотный пузырек в бесконечной «пене вселенных», и каждая черная дыра – это туннель в другую вселенную. Поэтому на вопрос, что будет, если уронить в такую дыру том Британской энциклопедии, следует отвечать: содержащаяся в нем информация не исчезнет, а перейдет в другую вселенную. Нравится вам такая гипотеза? По мне, так уж лучше скорее присоединиться к доктору Прее кил – лу, который говорит, что «нам нужна физика, которая объясняла бы, что происходит в той вселенной, к которой мы имеем доступ, а не в той, о которой мы не знаем даже, су шествует ли она».
Вот какое объяснение можно дать этому парадоксальному феномену: оказавшись внутри магнитного поля, электроны теряют свою индивидуальность. Образуется странное агрегатное состояние материи, для него характерны необычные свойства. Разумеется, из общей массы частиц нельзя вычленить конкретные электроны с «зарядом, равным одной трети».
Еще одна гипотеза: черная дыра никогда не испаряется до конца – она съеживается до размеров микрочастицы и такой затем остается вместе со всей содержащейся в ней информацией. Для таких «информационных частиц» уже придуманы и вполне подходящие названия – «информоны», «инфотоны» и даже «библиотеконы»: ведь они содержат всю информацию, когда-либо попадавшую в черную дыру с каждым падавшим в нее атомом вещества. Куда там Борхесу с его «Вавилонской библиотекой»! В таких микроскопических «библиотеконах» информация была бы спрессована куда плотнее, чем вещество в какой-нибудь «нейтронной звезде», ведь их размеры намного меньше размеров такой звезды, а битов информации в них, возможно, и побольше, чем в той нейтронов! Но вот беда, количество параметров, необходимых для теоретического описания такой извращенно-чудовищной «инфочастицы», должно быть того же порядка, что и вся содержащаяся в ней информация, а это уже приближается к бесконечности. Может быть, физики и любит парадоксы, но они наверняка не любят, когда в их уравнениях появляются бесконечности, им это кажется дурной приметой. И точно, уже показано, что такие «информоны» должны непрерывно порождать друг друга, то есть могут в любой момент «выпрыгивать из ничего» в любой точке Вселенной.