Thomas Hertog
O pochodzeniu czasu. Ostateczna teoria Stephena Hawkinga

Tytuł oryginału
On the Origin of Time. Stephen Hawking's Final Theory

ISBN

Copyright © 2023 by Thomas Hertog
All rights reserved
Copyright © 2023 for the Polish translation by Tomasz Lanczewski
Copyright © 2023 for this edition by Zysk i S-ka Wydawnictwo s.j., Poznań

Redaktor prowadzący
Dariusz Wojtczak

Redakcja
Zofia Domańska

Adiustacja tekstu
Agnieszka Czapczyk, Magdalena Wójcik

Indeks opracował
Bogusław Jusiak

Projekt okładki
Tobiasz Zysk

Wydanie 1

Zysk i S-ka Wydawnictwo
ul. Wielka 10, 61-774 Poznań
tel. 61 853 27 51, 61 853 27 67
dział handlowy, tel./faks 61 855 06 90
sklep@zysk.com.pl
www.zysk.com.pl

Wszelkie prawa zastrzeżone. Niniejszy plik jest objęty ochroną prawa autorskiego i zabezpieczony znakiem wodnym (watermark).

Uzyskany dostęp upoważnia wyłącznie do prywatnego użytku. Rozpowszechnianie całości lub fragmentu niniejszej publikacji w jakiejkolwiek postaci bez zgody właściciela praw jest zabronione.

Konwersję do wersji elektronicznej wykonano w Zysk i S-ka Wydawnictwo.

Dla Nathalie

La question de l’origine cache l’origine de la question.

Pytanie o pochodzenie kryje w sobie pochodzenie pytania.

François Jacqmin

Przedmowa

Drzwi do gabinetu Stephena Hawkinga miały oliwkowozieloną barwę i chociaż znajdowały się tuż obok tętniącej życiem świetlicy, lubił, gdy były lekko uchylone. Zapukałem i wszedłem, mając wrażenie, jakbym został przeniesiony do ponadczasowego świata kontemplacji.

Stephen siedział bezgłośnie za biurkiem, twarzą do wejścia, z głową zbyt ciężką, by utrzymać ją prosto, opartą o zagłówek wózka inwalidzkiego. Powoli podniósł oczy i przywitał mnie uśmiechem, jak gdyby przez cały czas mnie oczekiwał. Jego pielęgniarka wskazała mi miejsce obok niego. Spojrzałem na komputer na biurku. Wygaszacz ekranu przewijał nieustannie przez cały ekran słowa: Odważnie iść tam, gdzie Star Trek boi się zapuszczać.

Była połowa czerwca 1998 roku. Znajdowaliśmy się w czeluściach labiryntu DAMTP, słynnego Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics (Wydziału Matematyki Stosowanej i Fizyki Teoretycznej) Uniwersytetu w Cambridge. DAMTP mieścił się w wiktoriańskim budynku na terenie starej tłoczni nad brzegiem rzeki Cam i przez prawie trzy dekady służył jako twierdza Stephena, siedziba jego naukowych przedsięwzięć. To tutaj, przykuty do wózka inwalidzkiego, nie mogąc unieść nawet palca, usiłował namiętnie nagiąć kosmos do swojej woli.

Współpracownik Stephena, Neil Turok, przekazał mi, że mistrz chce się ze mną widzieć. To właśnie inspirujący kurs Turoka, część słynnego zaawansowanego wykładu z matematyki na DAMTP, niedługo przedtem rozniecił moje zainteresowanie kosmologią. Wyglądało na to, iż Stephen dowiedział się, że świetnie wypadłem na egzaminie, i chciał sprawdzić, czy pod jego skrzydłami mogę się stać dobrym doktorantem.

Zakurzony, stary gabinet Stephena, wypełniony po brzegi książkami i artykułami naukowymi, wydał mi się przytulny. Miał wysoki sufit i wielkie okno, które, jak się później dowiedziałem, otwierano nawet w mroźne zimowe dni. Na ścianie obok drzwi wisiał portret Marilyn Monroe, poniżej oprawiona i podpisana fotografia Hawkinga grającego w pokera z Einsteinem i Newtonem na holodeku Enterprise. Na ścianie po prawej stronie znajdowały się dwie tablice zapisane matematycznymi symbolami. Jedna zawierała świeże obliczenia związane z najnowszą teorią Neila i Stephena dotyczącą pochodzenia wszechświata, natomiast rysunki i wzory obecne na drugiej pojawiły się już na początku lat osiemdziesiątych. Czy mogły to być jego ostatnie odręczne notatki?1

Ciche kliknięcie przerwało ciszę. Stephen zaczął mówić. Straciwszy swój naturalny głos w wyniku tracheotomii po przejściu zapalenia płuc ponad dekadę wcześniej, teraz komunikował się za pomocą bezosobowego głosu generowanego komputerowo. Był to powolny i pracochłonny proces.

Ostatkiem sił wykrzesanych ze swych zanikłych mięśni delikatnie nacisnął przypominające mysz komputerową urządzenie do klikania, które zostało starannie zaprojektowane do jego prawej dłoni. Ekran przymocowany do podłokietnika jego wózka podświetlił się, tworząc wirtualne połączenie między jego umysłem a światem zewnętrznym.

Il. 1. Ta tablica wisiała w gabinecie Stephena Hawkinga na Uniwersytecie w Cambridge jako pamiątka z konferencji dotyczącej supergrawitacji, którą zwołał w czerwcu 1980 roku. Wypełniona notatkami, rysunkami i równaniami, jest w równym stopniu dziełem sztuki, co spojrzeniem w abstrakcyjny wszechświat fizyków teoretycznych. Hawking jest narysowany na środku u dołu, plecami do nas (zob. też fot. 10 na wklejce)2.

Stephen używał programu komputerowego o nazwie Equalizer, który miał wbudowaną bazę słów i syntezator mowy. Sprawiał wrażenie, że instynktownie porusza się po elektronicznym słowniku Equalizera, rytmicznie naciskając pilot, jakby tańczył w takt swych fal mózgowych. Menu na ekranie wyświetlało wiele często używanych słów oraz litery alfabetu. Baza danych programu zawierała żargon fizyki teoretycznej, a program przewidywał wybór następnych słów, wyświetlając pięć opcji w dolnym wierszu menu. Niestety, dobór wyrazów opierał się na elementarnym algorytmie wyszukiwania, który nie odróżniał ogólnej konwersacji od fizyki teoretycznej, czasami dając zabawne wyniki, od kosmicznego mikrofalowego risotto po dodatkowe wymiary seksualne.

Na ekranie poniżej menu pojawił się napis: Andrei uważa. Spokojnie wyczekując dalszego ciągu, miałem gorącą nadzieję, że będę w stanie zrozumieć to, co zaraz się pojawi. Minutę lub dwie później Stephen skierował kursor na ikonę „Mów” w lewym górnym rogu ekranu i przemówił swym elektronicznym głosem: Andrei uważa, że istnieje nieskończenie wiele wszechświatów. To bulwersujące.

Mieliśmy to — otwierająca rozmowę salwa Stephena.

Andrei to słynny amerykańsko-rosyjski kosmolog Andrei Linde, jeden z ojców teorii kosmologicznej inflacji zaproponowanej na początku lat osiemdziesiątych. Udoskonalona teoria Wielkiego Wybuchu zakłada, że wszechświat rozpoczął się krótkim epizodem superszybkiej ekspansji — inflacji. Linde zaproponował później ekstrawaganckie rozszerzenie swojej teorii, w którym inflacja tworzyła nie jeden, ale wiele wszechświatów.

Kiedyś wyobrażałem sobie wszechświat jako wszystko, co istnieje. Ale ile tego wszystkiego jest? W modelu Lindego to, co nazywaliśmy „wszechświatem”, było zaledwie wycinkiem znacznie większego „multiświata”. Wyobrażał sobie kosmos jako ogromny pęczniejący bezmiar niezliczonych różnorodnych wszechświatów leżących daleko poza swoimi horyzontami, niczym wyspy na wiecznie rozszerzającym się oceanie. Kosmologów czekała jazda bez trzymanki. Stephen, najbardziej żądny przygód z nich wszystkich, zwrócił na to uwagę.

— Po co zajmować się innymi wszechświatami? — zapytałem.

Odpowiedź Stephena była enigmatyczna. Bo obserwowany przez nas wszechświat wydaje się zaprojektowany — odpowiedział. Potem klikał dalej: Dlaczego wszechświat jest taki, jaki jest? Dlaczego my tu jesteśmy?

Żaden z moich wykładowców fizyki nigdy nie mówił o fizyce i kosmologii, używając tak metafizycznej terminologii.

— Czy to nie kwestia filozoficzna? — spytałem.

Filozofia jest martwa — powiedział Stephen, którego iskrzące oczy wyrażały gotowość do dyskusji. Nie byłem jeszcze całkiem przygotowany, ale nie mogłem się oprzeć wrażeniu, że jak na kogoś, kto wyrzekł się filozofii, Stephen stosował ją swobodnie — i twórczo — w swej pracy.

W Stephenie było coś magicznego. Jednym ruchem, zaledwie drobnym drgnieniem tak bardzo ożywił naszą rozmowę. Emanował magnetyzmem i charyzmą, które rzadko było mi dane spotykać. Jego szeroki uśmiech i pełna wyrazu twarz, jednocześnie ciepła i wesoła, sprawiały, że nawet generowany komputerowo głos wybrzmiewał pełnią osobowości i wciągał mnie coraz głębiej w rozważane przez niego kosmiczne tajemnice.

Podobnie jak wyrocznia delficka, opanował sztukę przekazywania wielu informacji w kilku słowach. Wynikiem tego był unikatowy sposób myślenia i mówienia o fizyce oraz, jak postaram się opisać, całkiem nowa fizyka. Ale ta zwięzłość oznaczała również, że nawet niewielki problem podczas klikania, taki jak pojedyncze brakujące słowo — na przykład „nie” — mógł prowadzić i często prowadził do frustracji i zamieszania. Jednak tego popołudnia nie miałem nic przeciwko pogrążeniu się w zamieszaniu i byłem wdzięczny, że korzystanie przez Stephena z Equalizera dało mi czas na zastanowienie się nad moimi odpowiedziami.

Kiedy Stephen powiedział, iż wszechświat wydaje się zaprojektowany, miał na myśli niezwykłą obserwację, że wyłonił się z gwałtownych narodzin doskonale przygotowany do podtrzymania życia — nawet miliardy lat później. Ten oczywisty fakt w taki czy inny sposób od wieków trapił uczonych, ponieważ najwyraźniej stanowi poważny kłopot. To niemal tak, jak gdyby geny życia i kosmosu były ze sobą splecione, jakby kosmos od początku wiedział, że kiedyś stanie się naszym domem. Jak mamy rozumieć to tajemnicze pojawienie się celowości? To jedno z głównych pytań dotyczących wszechświata, które zadaje sobie ludzkość, a Stephen był głęboko przekonany, że teoria kosmologiczna ma coś do powiedzenia na ten temat. Perspektywa — lub oczekiwanie — tego, że uda mu się rozwiązać zagadkę kosmicznego projektu, stanowiła istotną siłę napędową jego pracy.

To samo w sobie było wyjątkowe. Większość fizyków wolała nie podejmować tak trudnych, pozornie filozoficznych zagadnień. Albo wierzyła, że misternie wykonana architektura wszechświata pewnego dnia wyłoni się z eleganckiej zasady matematycznej stanowiącej podstawę teorii wszystkiego. Gdyby tak było, pozorny projekt wszechświata wydawałby się szczęśliwym zbiegiem okoliczności, przypadkową konsekwencją obiektywnych i bezosobowych praw natury.

Ale ani Stephen, ani Andrei nie byli zwykłymi fizykami. Nie chcąc kierować się pięknem abstrakcyjnej matematyki, czuli, że zagadkowe precyzyjne dostrojenie wszechświata, które zrodziło życie, prowadzi do głębokiego problemu u podstaw fizyki. Nie zadowalając się jedynie stosowaniem praw przyrody, szukali szerszego spojrzenia na fizykę, które uwzględniało stawianie pytań dotyczących samego pochodzenia praw. To skłoniło ich do rozmyślań nad Wielkim Wybuchem, którego projekt pojawił się prawdopodobnie właśnie w momencie narodzin wszechświata. I to właśnie w kwestii tego momentu narodzin Stephen i Andrei zdecydowanie się nie zgadzali.

Andrei wyobrażał sobie kosmos jako gigantyczną, rozdymającą się przestrzeń, w której wiele wielkich wybuchów nieustannie wytwarza nowe wszechświaty, każdy z własnymi właściwościami fizycznymi, tak jakby te ostatnie były niczym więcej niż naszą lokalną kosmiczną pogodą. Twierdził, że nie powinno nas dziwić, iż znaleźliśmy się w niezwykłym wszechświecie dostosowanym do pojawienia się życia, ponieważ w oczywisty sposób nie moglibyśmy istnieć w jednym z wielu wszechświatów, w których życie jest niemożliwe. Jakiekolwiek wrażenie wielkiego projektu stojącego za tym wszystkim byłoby iluzją w multiświecie Lindego, wynikającą z naszej ograniczonej wizji kosmosu.

Stephen z kolei uważał, że wielkie kosmiczne rozszerzenie Lindego prowadzące od wszechświata do multiświata było metafizyczną fantazją, która niczego nie wyjaśnia, chociaż wyczuwałem, że nie potrafi tego do końca uzasadnić. Niemniej uznałem za intrygujące i ekscytujące to, że najwybitniejsi kosmolodzy świata, choć zdecydowanie się ze sobą nie zgadzali, dyskutowali nad tymi fundamentalnymi kwestiami z tak wielkim przekonaniem.

— Czy Linde nie odwołuje się do zasady antropicznej, czyli warunku, że istniejemy, aby wybrać przyjazny życiu wszechświat w ramach multiświata? — mówiłem dalej.

Stephen przewrócił oczami, spojrzał na mnie i lekko poruszył ustami. Byłem zdezorientowany. Później dowiedziałem się, że oznaczało to, iż się nie zgadzał. Kiedy zdał sobie sprawę, że nie zostałem wprowadzony w rodzaj niewerbalnej komunikacji praktykowanej w jego wewnętrznym kręgu, przesunął wzrok z powrotem na ekran i zaczął konstruować zupełnie nowe zdanie. W istocie dwa zdania.

Zasada antropiczna to głos rozpaczy — napisał, a moje zmieszanie narastało w rytm jego klikania. Jest to zaprzeczenie naszych nadziei na zrozumienie ukrytego porządku wszechświata za pomocą nauki.

Cóż, to było zaskakujące. Po przeczytaniu Krótkiej historii czasu doskonale zdawałem sobie sprawę, że wczesny Hawking często flirtował z zasadą antropiczną jako sposobem na częściowe wyjaśnienie wszechświata. Jako kosmolog z powołania Stephen wcześnie zauważył osobliwe związki między wielkoskalowymi właściwościami fizycznymi wszechświata a istnieniem życia. Już na początku lat siedemdziesiątych przedstawił argument antropiczny — jak się okazało, błędny — wyjaśniający, dlaczego ekspansja wszechświata przebiegała w tym samym tempie we wszystkich trzech kierunkach przestrzeni3. Czy zmienił zdanie na temat zalet rozumowania antropicznego w kosmologii?

Kiedy Stephen zrobił sobie przerwę medyczną, aby oczyścić tchawicę, rozejrzałem się po jego gabinecie. Egzemplarze Krótkiej historii czasu przetłumaczone na egzotyczne języki stały wysoko na półce rozciągającej się przez całą długość ściany po lewej stronie. Zastanawiałem się, co jeszcze tam się znajdowało, pod czym już dziś by się nie podpisał. Obok tych książek zauważyłem sporo prac doktorskich jego byłych doktorantów. Na początku lat siedemdziesiątych Stephen założył w Cambridge słynną szkołę myślenia, która zawsze obejmowała niewielki krąg zmieniających się doktorantów i stażystów.

Tytuły rozpraw dotyczyły najgłębszych pytań, z jakimi zmagała się fizyka końca XX wieku. Widziałem tam pracę Gravity: A Quantum Theory? [Grawitacja: teoria kwantowa?] Briana Whitta, a także Time and Quantum Cosmology [Czas i komologia kwantowa] Raymonda Laflamme’a — obie z lat osiemdziesiątych. Praca Spacetime Wormholes and the Constants of Nature [Tunele czasoprzestrzenne i stałe przyrody] Faya Dowkera przeniosła mnie do wczesnych lat dziewięćdziesiątych, kiedy Stephen i jego koledzy uważali, że tunele czasoprzestrzenne — geometryczne pomosty w przestrzeni — wpływają na właściwości cząstek elementarnych. (Przyjaciel Stephena, Kip Thorne, wykorzystał później tunele czasoprzestrzenne w filmie Interstellar, aby sprowadzić Coopera z powrotem do Układu Słonecznego). Po prawej stronie Faya stały Problems in M Theory [Problemy w M-teorii] Mariki Taylor, najmłodszej akademickiej wychowanki Stephena. Marika pracowała pod kierownictwem Stephena w połowie drugiej rewolucji strunowej, kiedy teoria ta przekształciła się w znacznie większy projekt, znany jako M-teoria, a Stephen w końcu zaczął się przekonywać do tego pomysłu.

Na samym końcu półki po lewej stronie stały dwa egzemplarze starszej książki z grubą zieloną okładką, Properties of Expanding Universes [Właściwości rozszerzających się wszechświatów]. Była to rozprawa doktorska Stephena sięgająca połowy lat sześćdziesiątych XX wieku, kiedy duża tubowa antena radiowa w Bell Telephone Labs odebrała pierwsze echo gorącego Wielkiego Wybuchu w postaci słabego promieniowania mikrofalowego. Stephen udowodnił w swojej pracy doktorskiej, że jeśli teoria grawitacji Einsteina była słuszna, to samo istnienie tych sygnałów oznacza, iż czas musiał mieć początek. Jak to się miało do multiświata Lindego, o którym właśnie mówiliśmy?

Zaraz na prawo od pracy Stephena dostrzegłem Gravitational Radiation and Gravitational Collapse [Promieniowanie grawitacyjne i kolaps grawitacyjny] Gary’ego Gibbonsa. Był on pierwszym doktorantem Stephena na początku lat siedemdziesiątych, gdy amerykański fizyk Joe Weber twierdził, że odkrył sygnały fal grawitacyjnych pochodzące z centrum Drogi Mlecznej. Rzekomo zaobserwowane przez niego natężenie promieniowania grawitacyjnego było tak wysokie, że galaktyka traciłaby masę w tempie, którego nie można było utrzymać przez eony — gdyby to była prawda, wkrótce nie istniałaby już żadna galaktyka. Urzeczeni tym paradoksem Stephen i Gary rozważali pomysł zbudowania własnego detektora fal grawitacyjnych w podziemiach DAMTP. Była to droga prowadząca donikąd; pogłoski o falach grawitacyjnych okazały się nieprawdziwe i minęło kolejne czterdzieści lat, zanim LIGO, obserwatorium interferometrii laserowej fal grawitacyjnych, w końcu zdołało wykryć te nieuchwytne falujące drgania czasoprzestrzeni.

Stephen zwykle co roku przyjmował nowego doktoranta, który pracował z nim nad jednym z jego projektów wysokiego ryzyka związanym z czarnymi dziurami — zapadniętymi gwiazdami ukrytymi za horyzontem — albo z Wielkim Wybuchem. Starał się realizować to naprzemiennie, przydzielając jednego studenta do pracy nad czarnymi dziurami, a następnego do pracy nad Wielkim Wybuchem, tak aby w każdym momencie krąg jego doktorantów zajmował się oboma wątkami prowadzonych przez niego badań. Postępował tak dlatego, że czarne dziury i Wielki Wybuch były w jego myśleniu jak yin i yang — wiele kluczowych spostrzeżeń Stephena na temat Wielkiego Wybuchu można przypisać pomysłom, które po raz pierwszy rozwinął w kontekście czarnych dziur.

Zarówno wewnątrz czarnych dziur, jak i podczas Wielkiego Wybuchu makroświat grawitacji prawdziwie łączy się z mikroświatem atomów i cząstek. W tych ekstremalnych warunkach teoria względności grawitacji Einsteina i teoria kwantowa mogłyby lepiej ze sobą współpracować. Tyle że tego nie robią i jest to powszechnie traktowane jako jeden z największych nierozwiązanych problemów w fizyce. Na przykład obie teorie wyrażają radykalnie odmienny pogląd na przyczynowość i determinizm. Podczas gdy teoria Einsteina stosuje się do determinizmu Newtona i Laplace’a, teoria kwantowa zawiera fundamentalny element niepewności i losowości, a zachowuje tylko okrojone pojęcie determinizmu, mniej więcej połowę tego, o czym myślał Laplace. Przez lata grupa Stephena zajmująca się grawitacją i jej sprzymierzeńcy uczynili więcej niż jakakolwiek grupa badawcza na świecie, aby ujawnić głębokie dylematy pojęciowe, pojawiające się w chwili podjęcia próby połączenia pozornie sprzecznych zasad tych dwóch teorii fizycznych w jedną harmonijną strukturę.

Tymczasem Stephen został „ogarnięty”, cytując słowa jego pielęgniarki, i znów zaczął klikać.

Chcę, żebyś pracował ze mną nad kwantową teorią Wielkiego Wybuchu… — Najwyraźniej przybyłem w roku Wielkiego Wybuchu. — …aby uporządkować multiświat. Spojrzał na mnie z szerokim uśmiechem, a jego oczy znów zabłysły. To było to. Nie przez filozofowanie czy odwoływanie się do zasady antropicznej, ale przez wplatanie teorii kwantowej w głębsze warstwy kosmologii zamierzaliśmy poradzić sobie z multiświatem. Sposób, w jaki to zakomunikował, sprawiał, że brzmiało to jak zwykłe zadanie domowe, i chociaż mogłem wyczytać z jego twarzy, że już zaczęliśmy pracę, nie miałem pojęcia, w jakim kierunku zmierza statek kosmiczny Hawking.

Na ekranie pojawiło się: Umieram…

Zmroziło mnie. Spojrzałem na pielęgniarkę, która była pochłonięta lekturą w kącie gabinetu. Spojrzałem znów na Stephena, który według mnie był w dobrym stanie i klikał dalej:

…z tęsknoty… za… filiżanką… herbaty.

Byliśmy przecież w Wielkiej Brytanii i właśnie wybiła godzina szesnasta4.

Wszechświat czy multiświat? Projekt(ant) czy nie? To brzemienne w skutki pytanie będzie nas zajmować przez dwadzieścia lat. Jedno zadanie domowe doprowadziło do kolejnego i wkrótce Stephen i ja znaleźliśmy się w samym środku jednej z najgorętszych debat w fizyce teoretycznej pierwszej połowy XXI wieku. Niemal każdy miał własne zdanie na temat multiświata, choć nikt do końca nie wiedział, co o tym wszystkim myśleć. To, co rozpoczęło się jako projekt doktorski pod jego kierunkiem, przekształciło się w fantastycznie intensywną współpracę, która zakończyła się dopiero wraz ze śmiercią Stephena 14 marca 2018 roku.

Stawką naszej pracy było nie tylko zrozumienie natury Wielkiego Wybuchu, tej zagadki w sercu istnienia, ale także głębsze znaczenie samych praw przyrody. Czego ostatecznie kosmologia uczy nas o świecie? Jak my do niego pasujemy? Takie rozważania wyprowadzają fizykę daleko poza jej strefę komfortu. Jednak właśnie tam lubił się zapuszczać Stephen — gdzie jego niezrównana intuicja, wyrobiona przez dziesięciolecia głębokiego kosmologicznego myślenia, okazywała się prorocza.

Podobnie jak wielu uczonych przed nim, wczesny Hawking uważał podstawowe prawa fizyki za niezmienne, ponadczasowe prawdy. „Gdy odkryjemy kompletną teorię […], poznamy wtedy myśli Boga” — napisał w Krótkiej historii czasu. Jednak ponad dziesięć lat poźniej podczas naszego pierwszego spotkania zorientowałem się, że czując konkurencję w postaci multiświata Lindego, znalazł niedociągnięcia w tym stwierdzeniu. Czy fizyka naprawdę dostarcza boskich praw działających na początku czasu podczas Wielkiego Wybuchu? Czy potrzebujemy takich praw?

Wkrótce mieliśmy odkryć, że wahadło platońskie w fizyce teoretycznej wychyliło się zbyt mocno. Kiedy prześledzimy historię wszechświata od jego najwcześniejszych chwil, dostrzeżemy głębszy poziom ewolucji, na którym same prawa fizyczne ulegają zmianie i ewoluują w ramach pewnego rodzaju metaewolucji. Prawa fizyki przekształcają się w pierwotnym wszechświecie w procesie losowej zmienności i selekcji, podobnie jak w ewolucji darwinowskiej, z zanikającymi w momencie Wielkiego Wybuchu rodzajami cząstek, siłami, a nawet — naszym zdaniem — czasem. Stephen i ja zaczęliśmy jeszcze bardziej stanowczo uważać Wielki Wybuch nie tylko za początek czasu, ale także za początek praw fizycznych. W centrum naszej kosmogonii leży nowa fizyczna teoria pochodzenia, która, jak zdaliśmy sobie sprawę, jednocześnie obejmuje pochodzenie tej teorii.

Praca ze Stephenem była podróżą nie tylko ku granicom przestrzeni i czasu, ale także w głąb jego umysłu — do tego, co sprawiało, że Stephen był tym, kim był. Nasza wspólna misja zbliżyła nas do siebie. Był prawdziwym poszukiwaczem. Pracując z nim, wyraźnie mogłem odczuć jego determinację i epistemiczny optymizm wynikające z faktu, że potrafimy się mierzyć z tajemniczymi kosmicznymi pytaniami. Stephen sprawił, że obaj czuliśmy się, jakbyśmy pisali własną historię stworzenia, co w pewnym sensie uczyniliśmy.

A fizyka była zabawą! Ze Stephenem nigdy do końca nie dało się przewidzieć, kiedy kończy się praca, a zaczyna impreza. Nienasyconej pasji zrozumienia dorównywały tylko jego radość życia i duch przygody. W kwietniu 2007 roku, kilka miesięcy po swoich sześćdziesiątych piątych urodzinach, wziął udział w locie w stanie nieważkości na pokładzie specjalnie wyposażonego boeinga 727, które to wydarzenie traktował jako preludium do podróży w kosmos. A tymczasem jego lekarze wpadali w panikę, że jedzie przez kanał La Manche pociągiem Eurostar, aby odwiedzić mnie w Belgii.

Mimo utraty na zawsze swego naturalnego głosu i mimo słabości, która uniemożliwiała ruszenie choćby palcem, stał się największym popularyzatorem nauki naszych czasów. Zainspirowany głębokim poczuciem, że jesteśmy częścią wielkiego planu zapisanego na niebie i pozostawionego nam do rozwikłania, dzielił się swoją radością odkrywania z publicznością na całym świecie. W trakcie naszej współpracy napisał książkę Wielki projekt, która odzwierciedla naszą dezorientację w tamtym czasie. Stephen ukazuje się w niej jako zwolennik zasady antropicznej, multiświata i idei ostatecznej teorii wszystkiego, aż do jej rywalizacji z wszechświatem stworzonym przez Boga. Ale Wielki projekt zawiera też pierwsze ślady nowego paradygmatu kosmologicznego, który wykrystalizował się w naszej pracy kilka lat później. Na krótko przed śmiercią Stephen powiedział mi, że nadszedł czas na nową książkę. Oto ona. W kilku następnych rozdziałach opiszę naszą podróż z powrotem do Wielkiego Wybuchu oraz sposób, w jaki doprowadziła ostatecznie Hawkinga do odrzucenia koncepcji multiświata i zastąpienia go intrygującą nową perspektywą pochodzenia czasu, głęboko darwinowską w swym duchu i charakterze oraz dającą radykalnie nowe spojrzenie na wielki kosmiczny projekt.

Często w naszych wysiłkach towarzyszył nam amerykański fizyk Jim Hartle, wieloletni współpracownik Stephena, z którym na początku lat osiemdziesiątych prowadził pionierskie prace w dziedzinie kosmologii kwantowej. Z biegiem lat ten duet wykazał prawdziwy talent do patrzenia na wszechświat przez soczewkę kwantową. Nawet używany przez nich język uosabiał ich myślenie kwantowe, jak gdyby komunikowali się w inny sposób. Na przykład w przypadku słowa „wszechświat” kosmolodzy zwykle mają na myśli gwiazdy, galaktyki i ogromną przestrzeń wokół nas. Kiedy Jim czy Stephen używali tego określenia, mieli na myśli abstrakcyjny wszechświat kwantowy, skąpany w nieoznaczoności, ze wszystkimi możliwymi historiami istniejącymi w pewnego rodzaju superpozycji. Ale to właśnie ich w pełni kwantowe spojrzenie doprowadziło w końcu do prawdziwej rewolucji darwinowskiej w kosmologii. Późniejszy Hawking potraktował teorię kwantową poważnie — naprawdę bardzo poważnie — i postanowił wykorzystać ją do rozważań nad wszechświatem w największych skalach. Kosmologia kwantowa będzie tą dziedziną badań, w której Stephen pozostanie w czołówce do końca swoich dni.

Kiedy Hawking po paru latach naszej współpracy stracił resztki sił w dłoni i nie mógł już dłużej naciskać pilota pozwalającego mu prowadzić rozmowę, zaczął korzystać z czujnika zamontowanego na okularach, uruchamianego poprzez lekkie ruchy policzkiem. Ale w końcu i to stało się zbyt trudne. Komunikacja spowolniła, z kilku słów na minutę do kilku minut na słowo, po czym praktycznie całkowicie zamilkł, podczas gdy zapotrzebowanie na jego słowa gwałtownie wzrosło5. Oto najsłynniejszy na świecie apostoł nauki niezdolny do mówienia. Ale Stephen nie miał zamiaru się poddać. Dzięki naszej intelektualnej więzi pogłębionej przez lata bliskiej współpracy wychodziliśmy coraz bardziej poza komunikację werbalną. Pomijając Equalizer, czujniki i piloty, stawałem przed nim, wyraźnie w jego polu widzenia, i sondowałem jego umysł, zadając pytania. Oczy Stephena błyszczały jasno, kiedy moje argumenty współgrały z jego intuicją. Następnie opieraliśmy się na tej więzi, wykorzystując w odpowiedni sposób wspólny język i wzajemne zrozumienie wypracowane przez lata. To z tych „rozmów” powoli, lecz systematycznie wyłaniała się jego ostateczna teoria wszechświata.

W nauce zdarzają się krytyczne momenty, kiedy na pierwszy plan wysuwają się rozważania metafizyczne, czy nam się to podoba, czy nie. Na takich rozstajach dróg dowiadujemy się czegoś głębokiego nie tylko o funkcjonowaniu natury, ale też o warunkach, dzięki którym nasza działalność naukowa jest możliwa i wartościowa, a także o światopoglądzie, jaki nasze odkrycia mogą kształtować. Dążenie fizyków do zrozumienia tego, co sprawia, że wszechświat jest dopasowany do pojawienia się życia, doprowadziło nas do jednego z takich krytycznych rozwidleń. Jest to bowiem w istocie kwestia humanistyczna, znacznie szersza niż nauka. Tu chodzi o nasze początki. Jądro ostatecznej teorii wszechświata Stephena pozwala na wyjątkowo silną refleksję na temat tego, co to znaczy być ludźmi w przyjaznym życiu kosmosie i sprawować funkcję zarządców planety Ziemia. Już nawet tylko z tego powodu może ona ostatecznie okazać się jego największą naukową spuścizną.

Uwaga od autora

W moją relację wplotłem fragmenty licznych rozmów, jakie odbyłem ze Stephenem na przestrzeni dwudziestu lat. Do wypowiedzi Hawkinga, które ukazały się w publikacjach, odsyłam natomiast w przypisach na końcu książki.

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

1 Po śmierci Stephena tablica została nabyta jako dobro narodowe przez London Science Museum Group wraz z innymi pamiątkami z gabinetu Hawkinga w Cambridge. Okazuje się, że większość zapisków nie została wykonana przez Stephena, lecz przez uczestników trwającej miesiąc konferencji, w tym Martina Roceka, jej współorganizatora i stażysty podoktorskiego u Hawkinga, którego twarz znajduje się na środku tablicy (zob. fot. 10 na wklejce).

2 W książce znajdują się odwołania zarówno do ilustracji wplecionych w tekst, jak również do fotografii znajdujących się na wklejce (przyp. red.).

3 Christopher B. Collins, Stephen. W. Hawking, Why Is the Universe Isotropic?, „Astrophysical Journal” 180 (1973), s. 317–334.

4 Druga przerwa w naszej rozmowie tego popołudnia miała miejsce, gdy oglądaliśmy zapowiedź odcinka serialu Simpsonowie, w którym pojawił się Stephen i o którego ocenę został poproszony.

5 Stephen od czasu do czasu użyczał głosu w procesie, w ramach którego ktoś sporządzał oświadczenie, które następnie było czytane przez jego syntezator mowy i przekazywane do świata zewnętrznego. Jednak ludzie wokół niego mogli z łatwością odróżnić imitacje słów Hawkinga od prawdziwych — te ostatnie wyróżniały się zwięzłością, jasnością i charakterystycznym poczuciem humoru. Chociaż takie postępowanie było konieczne z kilku powodów, było też niefortunne, ponieważ oznaczało, że publiczny wizerunek Hawkinga stopniowo oddzielał się od realnej osoby.