Stephen Hawking
Krótkie odpowiedzi na wielkie pytania

Tytuł oryginału
Brief Answers to the Big Questions

ISBN

Copyright © Spacetime Publications Limited 2018
Foreword © Eddie Redmayne 2018
Introduction © Kip S. Thorne 2018
Afterword © Lucy Hawking 2018
All rights reserved
Copyright © for the Polish translation by Zysk i S-ka Wydawnictwo s.j., 2018

Photograph of the adult Stephen Hawking © Andre Pattenden
Cover photo is from the artist Nicolai Howalt work „Light Break”/Courtesy Martin Asbæk Gallery & Bruce Silverstein

Redakcja
Zofia Domańska

Wydanie 1

Zysk i S-ka Wydawnictwo
ul. Wielka 10, 61-774 Poznań
tel. 61 853 27 51, 61 853 27 67
faks 61 852 63 26
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.

Spis treści

Okładka

Strona tytułowa

Strona redakcyjna

Słowo od wydawcy angielskiego

Przedmowa

Wstęp

Dlaczego musimy zadawać wielkie pytania

1. Czy istnieje Bóg?

2. Jak to się wszystko zaczęło?

3. Czy są inne istoty rozumne we wszechświecie?

4. Czy da się przewidywać przyszłość?

5. Co jest wewnątrz czarnej dziury?

6. Czy możliwa jest podróż w czasie?

7. Czy ludzkość przetrwa na Ziemi?

8. Czy powinniśmy skolonizować kosmos?

9. Czy sztuczna inteligencja zdominuje ludzką?

10. Czy możemy kształtować naszą przyszłość?

Posłowie

Podziękowania

Wszystkie rozdziały dostępne są w pełnej wersji książki

Słowo od wydawcy angielskiego

Stephen Hawking był często proszony przez naukowców, przedsiębiorców, ważne osobistości z kręgów biznesu, przywódców politycznych i przedstawicieli opinii publicznej o przemyślenia, komentarze i spekulacje dotyczące aktualnych „wielkich pytań”. Prowadził on obszerne prywatne archiwum swoich wypowiedzi, które miały postać przemówień, wywiadów, esejów i odpowiedzi na pytania.

Książka ta jest oparta właśnie na tym archiwum, a Hawking pracował nad nią tuż przed śmiercią. Została ona dokończona wspólnym wysiłkiem jego akademickich współpracowników, członków rodziny oraz fundacji Stephen Hawking Estate.

Część należnych za nią honorariów zostanie przekazana na cele charytatywne.

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

Przedmowa

Eddie Redmayne

Kiedy pierwszy raz spotkałem Stephena Hawkinga, byłem pod wrażeniem zarówno jego nadzwyczajnej siły wewnętrznej, jak i wrażliwości. Pełne determinacji spojrzenie jego oczu zestawione ze sparaliżowanym ciałem było mi znane już wcześniej, gdyż przygotowując się do roli Stephena w filmie Teoria wszystkiego, poświęciłem kilka miesięcy na zapoznanie się z jego pracami i zrozumienie wszelkich aspektów jego kalectwa, aby należycie pokazać przy użyciu mojego ciała rozwój choroby neuronu ruchowego na przestrzeni lat.

A jednak gdy w końcu osobiście poznałem Stephena, ikonicznego uczonego o fenomenalnym talencie, komunikującego się z otoczeniem za pomocą syntezatora mowy oraz ruchu nadzwyczaj ekspresywnych brwi, dosłownie wbiło mnie w podłogę. Normalnie jestem gadatliwy i gdy podczas rozmowy zapada cisza, czuję się nieswojo, natomiast Stephen do perfekcji opanował posługiwanie się długimi momentami ciszy, podczas których uważnie wpatrywał się w rozmówcę. Nieco wytrącony z równowagi zacząłem mówić mu o tym, że nasze urodziny dzieli zaledwie kilka dni, wskutek czego należymy do tego samego znaku zodiaku. Po upływie kilku minut Stephen odpowiedział: „Jestem astronomem, nie astrologiem”. Nalegał również, bym zwracał się do niego po imieniu i nie tytułował go profesorem. A mówiono mi to wcześniej…

Sposobność zagrania postaci Stephena była czymś nadzwyczajnym. W roli tej zafascynował mnie kontrast między jego zewnętrznymi sukcesami w pracy badawczej a wewnętrzną walką z chorobą, na którą zapadł w wieku dwudziestu kilku lat. Była to jedyna w swoim rodzaju, bogata i skomplikowania historia ludzkich wysiłków, życia rodzinnego, wybitnych osiągnięć naukowych oraz niesamowitego uporu w pokonywaniu piętrzących się przeszkód. Chcieliśmy w filmie pokazać nie tylko drogę Stephena do odkryć naukowych, lecz także niezłomny charakter i odwagę zarówno jego samego, jak i wszystkich osób, które się nim opiekowały.

Ale równie ważne było pokazanie Stephena od jeszcze innej strony. Był on wręcz urodzonym showmanem. W zwiastunie filmu ostatecznie znalazły się trzy wizerunki, do których się odwoływałem. Pierwszym była fotografia Einsteina z wystawionym językiem — podobne usposobienie do żartów cechowało również Hawkinga. Drugi to dżoker z talii kart, wyobrażony w postaci lalkarza, ponieważ uważam, że w stosunkach z ludźmi to Stephen pociągał za wszystkie sznurki. Trzecim było zdjęcie Jamesa Deana. To właśnie utkwiło mi w pamięci z chwil spędzonych w jego obecności — błysk w oku i przewrotne poczucie humoru.

Największą presją dla aktora, który gra człowieka żyjącego, jest chęć znalezienia uznania w jego własnych oczach. W przypadku Stephena chodziło również o znalezienie uznania w oczach jego rodziny, która tak chętnie służyła mi pomocą w przygotowaniach do roli. Przed udaniem się na pokaz filmu Stephen powiedział do mnie: „Powiem ci potem, co o nim sądzę. Że było dobrze. Albo że źle”. Odparłem, że gdyby okazało się „źle”, niech lepiej po prostu powie „źle” i oszczędzi mi krytycznych szczegółów. Wielkodusznie Stephen stwierdził, że film mu się podobał. Wzruszył się podczas jego oglądania, niemniej wyraził głośno opinię, że powinno w nim być więcej o fizyce, a mniej o uczuciach. Nie sposób było z tym polemizować.

Od czasu Teorii wszystkiego pozostaję w kontakcie z rodziną Hawkingów. Czułem się zaszczycony, gdy poproszono mnie o przeczytanie fragmentu Biblii na pogrzebie Stephena. Choć niewiarygodnie smutny, był to wspaniały dzień, pełen miłości, wspomnień radosnych momentów i refleksji związanych z tym najdzielniejszym z ludzi, który wskazywał światu drogę poprzez swoje dokonania naukowe oraz apele, by rozpoznawać potrzeby osób niepełnosprawnych i stwarzać im odpowiednie warunki do rozwijania swoich zdolności.

Straciliśmy prawdziwie piękny umysł, fenomenalnego uczonego i najzabawniejszego człowieka, jakiego miałem okazję spotkać. Jednakże, jak ogłosiła rodzina po śmierci Stephena, jego dzieło i spuścizna będą żyć nadal, a zatem z uczuciem smutku, ale zarazem z wielką przyjemnością zachęcam wszystkich do zapoznania się z tym zbiorem tekstów Stephena na rozmaite fascynujące tematy. Mam nadzieję, że dostarczą wam one wiele satysfakcji oraz że — jak mu tego życzył Barack Obama — Stephen dobrze się teraz bawi pośród gwiazd.

Pozdrowienia

Eddie

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

Wstęp

Kip S. Thorne

Stephena Hawkinga spotkałem po raz pierwszy w lipcu 1965 roku na konferencji „General Relativity and Gravitation”. Był on wówczas w trakcie studiów doktoranckich, a ja właśnie skończyłem swoje na Princeton University. Wśród uczestników konferencji rozeszła się pogłoska, jakoby Stephen znalazł przekonujący argument, że nasz wszechświat musiał powstać w skończonym czasie w przeszłości. Innymi słowy, że nie mógł istnieć od zawsze.

Zatem z jakąś setką ludzi wcisnąłem się do salki przewidzianej na czterdziestu słuchaczy, aby posłuchać Stephena. Chodził o lasce, a jego mowa była trochę niewyraźna, ale nie widać było u niego większych symptomów choroby neuronu ruchowego, którą zdiagnozowano u niego dwa lata wcześniej. Jego umysł nie ucierpiał zaś w najmniejszym stopniu. Jego klarowne rozumowanie było oparte na ogólnej teorii względności Einsteina, na obserwacjach astronomów, że nasz wszechświat się rozszerza, oraz na kilku prostych założeniach, które wyglądały wielce prawdopodobnie i wykorzystywały kilka technik matematycznych opracowanych niedawno przez Rogera Penrose’a. Zestawiając to wszystko w sprytny i przekonujący sposób, Stephen wyprowadził wniosek, że nasz wszechświat musiał mieć początek w jakimś osobliwym punkcie mniej więcej dziesięć miliardów lat temu. (W ciągu następnej dekady Stephen i Roger, połączywszy swe siły, mieli posunąć się dalej, dowodząc bardziej przekonująco, że w tym punkcie osobliwym zaczął się czas, a następnie jeszcze bardziej przekonująco, że w środku każdej czarnej dziury tkwi osobliwość, w której czas się kończy).

Wyszedłem wówczas z wykładu Stephena pod przemożnym wrażeniem nie tylko zaprezentowanego rozumowania i konkluzji, ale, co istotniejsze, wnikliwości i kreatywności jego umysłu. Odszukałem go zatem i spędziliśmy godzinę na prywatnej rozmowie. To był początek przyjaźni na całe życie, przyjaźni opartej nie tylko na wspólnych zainteresowaniach naukowych, lecz także na dobrej komitywie i niezwykłej zdolności zrozumienia jeden drugiego jako człowieka. Wkrótce więcej czasu poświęcaliśmy na rozmowy o życiu, naszych miłościach, a nawet o śmierci niż o nauce, jakkolwiek nauka była w znacznej mierze spoiwem, które nas łączyło.

We wrześniu 1973 roku zabrałem Stephena i jego żonę, Jane, do Moskwy. Od 1968 roku, pomimo trwającej zimnej wojny, spędzałem co drugi rok około miesiąca w Moskwie, prowadząc wspólne badania z grupą kierowaną przez Jakowa Zeldowicza. Zeldowicz był wybitnym astrofizykiem, a zarazem ojcem radzieckiej bomby termojądrowej. Ze względu na znajomość tajemnic programu jądrowego ZSRR nie wolno mu było wyjeżdżać do zachodniej Europy ani do Ameryki. Bardzo mu zależało na dyskusjach ze Stephenem; skoro zatem nie mógł przyjechać do Stephena, my pojechaliśmy do niego.

Podczas pobytu w Moskwie Stephen zadziwił Zeldowicza i setki innych naukowców swoimi pomysłami naukowymi, sam z kolei dowiedział się niektórych rzeczy od Zeldowicza. Najbardziej utkwiło mi w pamięci jedno popołudnie, które Stephen i ja spędziliśmy z Zeldowiczem i jego doktorantem Aleksiejem Starobinskim w pokoju Stephena w hotelu „Rossija”. Zeldowicz objaśnił nam w sposób intuicyjny istotne odkrycie, jakiego obaj dokonali, natomiast Starobinski przedstawił je od strony matematycznej.

Aby czarna dziura mogła rotować, potrzebna jest energia. To już wiedzieliśmy. Czarna dziura, wyjaśnili nam, może wykorzystać energię rotacji do kreacji cząstek, które ulatując, uniosą tę energię ze sobą. Było to coś nowego i zaskakującego, jednak nie aż tak bardzo zaskakującego. Gdy jakieś ciało ma energię kinetyczną, przyroda zazwyczaj znajduje jakąś drogę pozbawienia go tej energii. Znane są nam już inne sposoby utraty energii rotacji przez czarną dziurę. To był po prostu kolejny sposób — co prawda dość nieoczekiwany.

Wielką korzyścią z tego rodzaju rozmów jest to, że kierują myśl na nowe tory. I tak właśnie było u Stephena. Roztrząsał odkrycie Zeldowicza i Starobinskiego przez kilka miesięcy, przyglądając mu się to z jednej, to z drugiej strony, aż pewnego dnia nasunęło mu ono do głowy doprawdy radykalną hipotezę — gdy czarna dziura przestanie rotować, wciąż może emitować cząstki. Jest w stanie promieniować, jak gdyby była ciałem gorącym, niczym Słońce, ale nie bardzo gorącym, zaledwie lekko ciepłym. Im większa masa czarnej dziury, tym niższa jej temperatura. Czarna dziura o masie Słońca ma temperaturę 0,00000006 kelwina, czyli sześć stumilionowych stopnia powyżej zera bezwzględnego. Wzór na obliczanie tej temperatury został obecnie wyryty na nagrobku Stephena w opactwie westminsterskim w Londynie, gdzie spoczywają jego prochy, obok Isaaca Newtona i Charlesa Darwina.

Temperatura Hawkinga czarnej dziury oraz promieniowanie Hawkinga (jak je nazwano) były czymś naprawdę radykalnym — być może najbardziej radykalnym odkryciem w fizyce teoretycznej drugiej połowy XX wieku. Pojęcia te otworzyły nam oczy na głęboki związek pomiędzy ogólną teorią względności (czarne dziury), termodynamiką (fizyczną teorią procesów cieplnych) oraz fizyką kwantową (kreacja cząstek tam, gdzie ich wcześniej nie było). Na przykład pozwoliły one Stephenowi wykazać, że czarna dziura ma entropię, co oznacza, że gdzieś we wnętrzu lub w otoczeniu czarnej dziury mamy do czynienia z chaosem. Wywnioskował on, że wielkość entropii (logarytm miary chaosu) czarnej dziury jest proporcjonalna do pola jej powierzchni. Podany przez niego wzór na entropię czarnej dziury zostanie z kolei wyryty na kamieniu upamiętniającym Stephena w Gonville and Caius College w Cambridge, gdzie pracował.

Przez ostatnie czterdzieści pięć lat zarówno Stephen, jak i setki innych fizyków usiłowało zrozumieć dokładną naturę chaotyczności czarnych dziur. Jest to zagadnienie, które pozwala uzyskać wgląd w aspekty łączenia mechaniki kwantowej z ogólną teorią względności — czyli wciąż tajemnicze prawa grawitacji kwantowej.

Jesienią 1974 roku Stephen przyjechał ze swoimi doktorantami i rodziną (żoną Jane i dwójką dzieci, Robertem i Lucy) na rok do Pasadeny w Kalifornii, aby wraz ze studentami uczestniczyć w życiu intelektualnym mojej uczelni, Caltechu, oraz na jakiś czas połączyć siły z moim zespołem badawczym. Był to cudowny rok, który przypadł w apogeum okresu zwanego potem złotą epoką badań nad czarnymi dziurami.

Podczas owego roku Stephen, jego studenci i niektórzy z moich studentów usiłowali głębiej rozpracować kwestie dotyczące czarnych dziur. W pewnej mierze uczestniczyłem w tym również ja, niemniej obecność Stephena i jego przewodnia rola w badaniach naszego połączonego zespołu nad czarnymi dziurami pozwoliła mi podjąć nowy kierunek badawczy, o którym myślałem od kilku lat, a dotyczący fal grawitacyjnych.

Istnieją jedynie dwie kategorie fal, które są w stanie przemierzać wszechświat, przynosząc nam informację o dalekich obiektach — fale elektromagnetyczne (obejmujące światło widzialne, promieniowanie rentgenowskie, promieniowanie gamma, mikrofale, fale radiowe…) oraz fale grawitacyjne.

Fale elektromagnetyczne stanowią oscylacje pól elektrycznych i magnetycznych, które przemieszczają się z prędkością światła. Gdy napotkają na swojej drodze cząstki naładowane elektrycznie, na przykład elektrony w antenie radiowej lub telewizyjnej, wprawiają je w drgania, przekazując im w ten sposób informację, jaką niosą. Drgania te mogą zostać następnie wzmocnione i przekazane na wejście głośnika lub monitora telewizyjnego, gdzie informacja ulega przetworzeniu na postać możliwą do percepcji przez człowieka.

Fale grawitacyjne, według Einsteina, stanowią rozchodzące się odkształcenie przestrzeni o charakterze oscylacyjnym — przestrzeń ulega lokalnie na przemian rozciąganiu i ściskaniu. W 1972 roku Rainer (Rai) Weiss z Massachusetts Institute of Technology skonstruował detektor fal grawitacyjnych, w którym zwierciadła znajdujące się na końcach i w miejscu zetknięcia dwóch rur połączonych w kształt litery L są odpychane od siebie w jednej odnodze przez zaburzenie rozciągające przestrzeń, natomiast popychane ku sobie w drugiej odnodze przez zaburzenie ściskające przestrzeń. Rai zaproponował, by do pomiaru wielkości tych oscylacji zastosować wiązki laserowe. Światło lasera rejestruje wówczas informację niesioną przez falę grawitacyjną, a następnie sygnał ten zostaje wzmocniony i poddany obróbce komputerowej, aby mógł być odczytany przez człowieka.

Zmianę paradygmatu badawczego, jaka może nastąpić w konsekwencji wykrycia fal grawitacyjnych, można porównać do zapoczątkowania współczesnej astronomii opartej na obserwacjach promieniowania elektromagnetycznego prowadzonych przez Galileusza, który zbudował niewielki teleskop optyczny i skierował go na Jowisza, dzięki czemu odkrył cztery największe księżyce tej planety. W ciągu czterystu lat od czasów Galileusza astronomia całkowicie zrewolucjonizowała naszą wiedzę o wszechświecie, wykorzystując nie tylko światło tak jak on, ale i inne rodzaje fal elektromagnetycznych.

W 1972 roku wraz z moimi studentami zacząłem się zastanawiać, czego moglibyśmy się dowiedzieć o wszechświecie za pośrednictwem fal grawitacyjnych, tworząc w ten sposób własną wizję astronomii grawitacyjnej. Ponieważ fale grawitacyjne polegają na odkształceniu przestrzeni, ich źródłem są głównie obiekty kosmiczne, które same w całości lub w części składają się z zakrzywionej czasoprzestrzeni, czyli przede wszystkim czarne dziury. Doszliśmy zatem do wniosku, że fale grawitacyjne nadają się idealnie do empirycznego badania i testowania koncepcji Stephena dotyczących czarnych dziur.

Patrząc w szerszej perspektywie, uważaliśmy, że fale grawitacyjne są czymś tak radykalnie odmiennym od fal elektromagnetycznych, iż niemal na pewno staną się podstawą kolejnego przewrotu poznawczego w badaniach wszechświata, porównywalnego być może z rewolucją elektromagnetyczną dokonaną przez Galileusza — jeśli te nieuchwytne fale uda się wykryć i rejestrować. Ale to było bardzo wielkie „jeśli”. Szacowaliśmy, że fale grawitacyjne docierające do Ziemi są tak słabe, że pod ich wpływem zwierciadła na końcach rur w instalacji Raia Weissa poruszą się tam i z powrotem względem siebie o nie więcej niż jedną setną średnicy protonu (co odpowiada jednej dziesięciomilionowej rozmiarów atomu), nawet gdy są odległe od siebie o kilka kilometrów. Zmierzenie tak znikomych przesunięć było zadaniem ogromnie trudnym.

Zatem podczas owego cudownego roku, gdy zespoły Stephena i mój połączyły swoje siły, spędzałem większość czasu na rozpatrywaniu technicznych możliwości wykrycia fal grawitacyjnych. Stephen bardzo nam w tym pomógł, gdyż kilka lat wcześniej on i jego doktorant, Gary Gibbons, zaprojektowali detektor fal grawitacyjnych (choć go potem nie zbudowali).

Krótko po powrocie Stephena do Cambridge moje dociekania zaowocowały decyzją podjętą po całonocnej intensywnej dyskusji z Raiem Weissem w pokoju hotelowym Raia w Waszyngtonie. Doszedłem do przekonania, że perspektywy na sukces są na tyle duże, iż postanowiłem poświęcić większość swojej kariery naukowej i energię moich przyszłych studentów na wspomaganie Raia i innych eksperymentatorów w urzeczywistnianiu naszej wizji astronomii grawitacyjnej. Reszta, jak to mówią, jest historią.

14 września 2015 roku detektory fal grawitacyjnych LIGO (zbudowane w ramach zatrudniającego tysiąc osób projektu, który Rai, ja i Ronald Drever wspólnie sfinansowaliśmy, a Barry Barish wykonał prace organizacyjne i montażowe) wykryły i zarejestrowały pierwsze fale grawitacyjne. Porównując kształt rzeczywistego sygnału z przewidywaniami symulacji komputerowych, nasz zespół doszedł do wniosku, że ich źródłem jest kolizja dwóch masywnych czarnych dziur odległych o 1,3 miliarda lat świetlnych od Ziemi. To był prawdziwy początek astronomii grawitacyjnej. Nasz zespół dokonał w odniesieniu do fal grawitacyjnych tego, co Galileusz w odniesieniu do fal elektromagnetycznych.

Jestem głęboko przekonany, że w ciągu kilku najbliższych dziesięcioleci następne pokolenie astronomów grawitacyjnych nie tylko wykorzysta te fale do przetestowania sformułowanych przez Stephena praw fizyki czarnych dziur, ale i zarejestruje sygnał grawitacyjny od osobliwości pierwotnej naszego wszechświata, co pozwoli zweryfikować teorie Stephena i innych kosmologów dotyczące tego, jak powstał wszechświat.

W trakcie tego cudownego roku 1974/1975, gdy ja zastanawiałem się nad falami grawitacyjnymi, a Stephen kierował badaniami naszego połączonego zespołu nad czarnymi dziurami, sam Stephen wpadł na koncepcję jeszcze bardziej radykalną niż odkrycie promieniowania Hawkinga. Przedstawił on przekonujący, prawie niemożliwy do zakwestionowania dowód, że gdy dochodzi do powstania, a następnie całkowitego wyparowania czarnej dziury poprzez emisję promieniowania, zawarta w niej informacja zostaje bezpowrotnie utracona.

Radykalność tej hipotezy wynikała z tego, że prawa fizyki kwantowej nie dopuszczają, by w jakimkolwiek procesie fizycznym następowała całkowita utrata informacji. Gdyby zatem Stephen miał rację, czarne dziury naruszałyby najbardziej fundamentalną zasadę kwantowo-mechaniczną.

Jak to jest możliwe? Proces wyparowywania czarnych dziur podlega zunifikowanym prawom mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności, czyli wciąż słabo rozpoznanym prawom grawitacji kwantowej, a zatem, rozumował Stephen, burzliwy mariaż fizyki kwantowej z teorią względności musi skutkować unicestwieniem informacji.

Większość fizyków teoretycznych uznała ten wniosek za horrendalny i wyrażała wobec niego sceptycyzm. I tak już od czterdziestu pięciu lat zwalczają oni ten paradoks utraty informacji. Wysiłek i zaangażowanie wkładane w tę polemikę są w pełni zrozumiałe, gdyż wspomniany paradoks stanowi klucz do poznania praw grawitacji kwantowej. Sam Stephen odkrył w 2003 roku sposób na wydobycie informacji z czarnej dziury podczas jej wyparowywania, to jednak nie położyło kresu sporom teoretyków. Skoro nie udowodnił on, że informacja faktycznie się wydostaje, debata trwa nadal.

W mojej mowie pożegnalnej podczas złożenia prochów Stephena w opactwie westminsterskim nawiązałem do tej debaty słowami: „Newton dał nam odpowiedzi. Hawking dał nam pytania. Niemniej pytania Hawkinga jako takie nie przestają generować przełomowych idei po upływie dziesięcioleci. Gdy w końcu opanujemy prawa grawitacji kwantowej i dowiemy się, jak doszło do narodzin naszego wszechświata, będziemy to zawdzięczali temu, że stoimy na ramionach Hawkinga”.

*

Podobnie jak cudowny czas 1974/1975 stanowił zaledwie początek mojego zaangażowania w poszukiwanie fal grawitacyjnych, dla Stephena był on punktem wyjścia w dążeniu do szczegółowego poznania praw grawitacji kwantowej i tego, co prawa te mówią o informacji i chaotyczności związanej z czarnymi dziurami, jak również o osobliwości, z której wyłonił się nasz wszechświat, oraz o prawdziwej naturze osobliwości kryjących się we wnętrzu czarnych dziur, czyli o początku i końcu czasu.

To są wielkie pytania. Bardzo wielkie.

Zawsze unikałem wielkich pytań. Uważam, że brak mi odpowiednich umiejętności, mądrości i pewności siebie, by się za nie zabierać. Stephena, przeciwnie, wielkie pytania niezmiennie pociągały, niezależnie od tego, czy były fundamentalnie związane z jego badaniami naukowymi, czy też nie. On miał niezbędne umiejętności, mądrość i pewność siebie.

Niniejsza książka jest zbiorem jego odpowiedzi na wielkie pytania, odpowiedzi, nad którymi pracował do samego końca.

Odpowiedzi Stephena na sześć z dziesięciu pytań są głęboko zakorzenione w jego poglądach naukowych (Czy istnieje Bóg? Jak to się wszystko zaczęło? Czy da się przewidywać przyszłość? Co jest wewnątrz czarnej dziury? Czy możliwa jest podróż w czasie? Czy możemy kształtować naszą przyszłość?). Znajdziecie tu jego dogłębne analizy kwestii, które zasygnalizowałem w tym wstępie, ale i wiele, wiele więcej.

Jego odpowiedzi na pozostałe cztery wielkie pytania nie mają równie mocnego oparcia w nauce (Czy ludzkość przetrwa na Ziemi? Czy są inne istoty rozumne we wszechświecie? Czy powinniśmy skolonizować kosmos? Czy sztuczna inteligencja zdominuje ludzką?). Niemniej wykazuje w nich głęboką mądrość i kreatywność, czego mogliśmy się po nim spodziewać.

Mam nadzieję, że odpowiedzi te okażą się dla was równie inspirujące i odkrywcze jak dla mnie. Dobrej lektury!

lipiec 2018

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

Dlaczego musimy zadawać wielkie pytania

Ludzie od zawsze chcieli poznać odpowiedzi na wielkie pytania. Skąd się wzięliśmy? Jak powstał wszechświat? Jaki jest sens i zamysł wszystkiego, co istnieje? Czy jest jeszcze ktoś we wszechświecie oprócz nas? Powstałe w zamierzchłych czasach mity o stworzeniu wydają się nam obecnie mniej istotne i wiarygodne. Zastąpiliśmy je rozmaitymi narracjami, które zasługują co najwyżej na miano przesądów, od Nowej Ery po Star Treka. Tymczasem autentyczna nauka potrafi zadziwiać znacznie bardziej niż fantastyka i daje o wiele więcej satysfakcji.

Jestem naukowcem. I jako naukowca głęboko fascynuje mnie fizyka, kosmologia, wszechświat oraz przyszłość ludzkości. Moi rodzice wpoili mi, bym wykazywał nieustanną ciekawość świata i, podobnie jak mój ojciec, badał go, usiłując zgłębić liczne kwestie, jakie stawia przed nami nauka. Przez całe życie podróżowałem po wszechświecie — w mojej głowie. Uznałem, że to w fizyce teoretycznej znajdę odpowiedzi na najważniejsze pytania. W pewnym momencie doszedłem do wniosku, że będę świadkiem kresu fizyki, jaką znamy, ale teraz sądzę, iż niezwykłe odkrycia będą w niej dokonywane długo po moim odejściu. Jesteśmy blisko niektórych odpowiedzi, ale jeszcze do nich nie doszliśmy.

Problem polega na tym, że większość ludzi żywi przekonanie, iż prawdziwa nauka jest zbyt trudna i skomplikowana, by mogli ją zrozumieć. Ale moim zdaniem nie mają racji. W istocie badanie fundamentalnych praw rządzących wszechświatem wymaga poświęcenia mnóstwa czasu, którego ludzie na ogół nie mają; zresztą świat szybko przestałby funkcjonować, gdybyśmy wszyscy zajęli się fizyką teoretyczną. Niemniej większość jest w stanie zrozumieć i docenić jej podstawowe idee, jeśli zostaną przedstawione jasno, bez użycia równań, co uważam za w pełni możliwe, i co z wielką satysfakcją robiłem przez całe życie.

Pisałem już wcześniej o swoim życiu, ale warto, bym teraz, gdy rozmyślam o mojej fascynacji wielkimi pytaniami, niektóre z tych rzeczy przypomniał. Niezwykłe było dla mnie to, że mogłem prowadzić badania w zakresie fizyki teoretycznej. Nasz obraz wszechświata zmienił się znacznie w ciągu ostatnich pięćdziesięciu lat i jestem szczęśliwy, że w jakiejś mierze się do tego przyczyniłem. Do najwspanialszych aspektów ery kosmicznej należy nowa perspektywa, jaką uzyskała ludzkość. Gdy patrzymy na Ziemię z kosmosu, widzimy siebie jako całość. Widzimy jedność, a nie podziały. Ten prosty obraz ma jednak mocną wymowę — wszyscy żyjemy na jednej planecie.

Pragnę dołączyć swój głos do tych, którzy wzywają do natychmiastowego działania, by rozwiązać zasadnicze problemy, przed jakimi stanęła nasza globalna społeczność. Wybiegając myślą w przyszłość, mam nadzieję, że nawet kiedy mnie już nie będzie, ludzie u władzy wykażą dostatecznie wiele kreatywności, odwagi i zdolności przywódczych. Oby sprostali konieczności obierania zrównoważonych celów rozwoju i w swych działaniach kierowali się nie interesem własnym, lecz nas wszystkich. Mam pełną świadomość, jak cenny jest czas. Liczy się każda chwila. Należy podjąć niezbędne kroki już teraz.

*

Urodziłem się dokładnie trzysta lat po śmierci Galileusza i chętnie napawam się myślą, że ta zbieżność dat zadecydowała o tym, jak potoczyło się moje naukowe życie. Jednakże, według moich szacunków, tego samego dnia urodziło się około dwustu tysięcy innych dzieci; doprawdy nie wiadomo, czy którekolwiek z nich zainteresowało się później astronomią.

Dzieciństwo spędziłem w wysokim, wąskim domu w stylu wiktoriańskim w dzielnicy Highgate w Londynie, który moi rodzice kupili bardzo tanio podczas drugiej wojny światowej, gdy wszyscy spodziewali się, że Londyn zostanie zrównany z ziemią przez bombardowania. Faktycznie raz rakieta V2 spadła kilka domów dalej. W tym czasie matka ze mną i moją siostrą przebywała poza Londynem, a mój ojciec szczęśliwie nie ucierpiał. Potem całe lata w dole ulicy ział ogromny lej bombowy, w którym często bawiłem się z moim przyjacielem, Howardem. Przypatrywaliśmy się skutkom eksplozji z tą samą ciekawością, jaka cechowała mnie przez całe moje późniejsze życie.

W 1950 roku miejsce pracy mojego ojca zostało przeniesione na północne obrzeża Londynu, do nowo zbudowanego National Institute for Medical Research w Mill Hill, zatem moja rodzina przeprowadziła się do pobliskiego miasta St Albans, słynącego ze swej katedry. Tam zapisano mnie do szkoły średniej dla dziewcząt (High School for Girls), która wbrew swej nazwie przyjmowała także chłopców w wieku do dziesięciu lat. Później poszedłem do St Albans School. Pod względem ocen lokowałem się z reguły mniej więcej w połowie klasy — to była bardzo zdolna klasa — a jednak koledzy nadali mi ksywę „Einstein”, być może zatem dostrzegli we mnie zadatki na coś więcej. Gdy miałem dwanaście lat, jeden z moich przyjaciół założył się z innym przyjacielem o torebkę cukierków, że nic ze mnie nie będzie.

W St Albans miałem sześciu czy siedmiu bliskich przyjaciół. Pamiętam, jak toczyłem z nimi długie dyskusje i spory na przeróżne tematy, od zdalnie sterowanych modeli po religię. Jedną z głębokich kwestii, jakie poruszaliśmy, było pochodzenie wszechświata i to, czy potrzebny był Bóg, aby go stworzyć i nadać mu bieg. Dowiedziałem się w owym czasie, że światło dochodzące od odległych galaktyk jest przesunięte ku czerwonemu krańcowi widma, co miałoby oznaczać, iż wszechświat się rozszerza. Byłem jednak pewien, że ten efekt musi mieć jakieś inne wytłumaczenie. Może światło w drodze do nas się męczy i dlatego staje się bardziej czerwone? Zasadniczo niezmienny i wieczny wszechświat wydawał mi się czymś znacznie bardziej naturalnym. (Dopiero później, po odkryciu mikrofalowego promieniowania tła nieba, gdy od dwóch lat pracowałem nad doktoratem, uświadomiłem sobie, że się myliłem).

Zawsze bardzo interesowało mnie, jak działają rozmaite mechanizmy, i często rozbierałem je, by się przekonać, co jest w środku, ale z reguły nie udawało mi się ich potem z powrotem złożyć. Moja sprawność manualna pozostawała daleko w tyle za umiejętnościami teoretycznymi. Ojciec rozbudzał we mnie zainteresowanie nauką i bardzo mu zależało, bym poszedł na Oksford lub Cambridge. On sam studiował w University College w Oksfordzie, sądził więc, że powinienem się starać dostać właśnie tam. W owym czasie University College nie miało żadnego stypendialnego miejsca z matematyki, nie miałem zatem innego wyjścia, tylko ubiegać się o stypendium z nauk przyrodniczych. Ku mojemu zaskoczeniu przyznano mi je.

Dominującą postawą u tych, którzy studiowali wtedy w Oksfordzie, była głęboka awersja do pracy. Miałeś albo mieć świetne wyniki bez wkładania w to wysiłku, albo pogodzić się ze swoimi ograniczeniami i zakończyć studia z najniższą oceną. Stanowiło to dla mnie zachętę, by robić jak najmniej. Nie jestem wcale z tego dumny — opisuję jedynie moje ówczesne nastawienie, podzielane przez większość studentów. Jedną z konsekwencji choroby była diametralna zmiana mojego podejścia. Gdy człowiek staje wobec perspektywy przedwczesnej śmierci, uświadamia sobie, jak wiele rzeczy chciałby jeszcze w życiu zrobić, zanim się ono skończy.

Skoro nie przykładałem się do pracy, planowałem przebrnąć przez egzamin końcowy, opuszczając wszelkie pytania wymagające wiedzy o faktach, a skupiając się na fizyce teoretycznej. Ale w nocy przed egzaminem nie mogłem zasnąć i w rezultacie nie poszło mi bardzo dobrze. Jako że byłem na granicy pomiędzy oceną celującą i bardzo dobrą, komisja postanowiła ze mną porozmawiać, by ustalić ostateczny stopień. Podczas rozmowy egzaminatorzy zapytali o moje plany na przyszłość. Odparłem, że zamierzam pracować naukowo, i jeśli wypadnę celująco, pójdę do Cambridge, a jeśli tylko bardzo dobrze, pozostanę w Oksfordzie. Dali mi ocenę celującą.

Na czas długich wakacji po moich egzaminach końcowych kolegium oferowało pewną liczbę niewysokich grantów podróżnych. Pomyślałem sobie, że będę miał tym większą szansę na otrzymanie takiego grantu, im dalszy wyjazd zaproponuję, powiedziałem zatem, że chcę pojechać do Iranu. I tak latem 1962 roku wyruszyłem w podróż, najpierw pociągiem do Stambułu, następnie do Erzuerum we wschodniej Turcji, a potem do Tabrizu, Teheranu, Isfahanu, Shiraz i Persepolis, starożytnej stolicy królów perskich. W drodze powrotnej ja i mój towarzysz podróży, Richard Chiin, przeżyliśmy trzęsienie ziemi Bouin-Zahra, potężny kataklizm o sile 7,1 w skali Richtera, który pochłonął ponad dwanaście tysięcy ofiar. Musiałem być wtedy gdzieś blisko epicentrum, ale nie zdawałem sobie z niczego sprawy, ponieważ źle się czułem, jadąc właśnie autobusem po irańskich drogach, które były bardzo wyboiste.

Następne kilka dni spędziliśmy w Tabrizie, gdzie ja dochodziłem do zdrowia po ciężkiej czerwonce i złamaniu żebra, którego doznałem w autobusie, gdy rzuciło mną o oparcie z przodu, a ja wciąż nie wiedziałem, że to trzęsienie, bo żaden z nas nie rozumiał współpasażerów krzyczących w języku farsi. Dopiero w Stambule dowiedzieliśmy się, co się wydarzyło. Wysłałem pocztówkę do moich rodziców, którzy niepokoili się o mnie od dziesięciu dni, ponieważ ostatnią rzeczą, której się ode mnie dowiedzieli, było to, że jadę w rejon kataklizmu w dniu, kiedy do niego doszło. Pomimo trzęsienia ziemi dobrze wspominam pobyt w Iranie. Wielka ciekawość świata może człowieka narazić na niebezpieczeństwo, ale to był prawdopodobnie jedyny raz w moim życiu, kiedy tak rzeczywiście było.

W wieku dwudziestu lat w październiku 1962 roku przybyłem do Cambridge na wydział matematyki stosowanej i fizyki teoretycznej. Chciałem pracować pod kierunkiem Freda Hoyle’a, najsłynniejszego w owym czasie brytyjskiego astronoma. Określam go jako astronoma, ponieważ kosmologii nie uznawano wtedy za pełnoprawną dziedzinę nauki. Jednakże Hoyle miał już wystarczająco dużo studentów i ku mojemu ogromnemu rozczarowaniu przydzielono mnie do Dennisa Sciamy, o którym nic wcześniej nie słyszałem. Ale być może dobrze się stało, że nie dostałem się do Hoyle’a, ponieważ byłbym zmuszony bronić jego teorii stanu stacjonarnego, co byłoby zadaniem trudniejszym niż obecne negocjowanie brexitu. Na początek przeczytałem kilka starych podręczników traktujących o ogólnej teorii względności, bo — jak zawsze — pociągały mnie wielkie pytania.

Ci z was, którzy oglądali film, w którym Eddie Redmayne gra bardziej przystojną wersję mnie, zapewne pamiętają, że w trakcie trzeciego roku w Oksfordzie zauważyłem, że zacząłem się stawać coraz bardziej niezdarny. Raz czy dwa razy się przewróciłem, nie wiedząc dlaczego, i stwierdziłem, że nie jestem już w stanie prawidłowo wiosłować. Stało się oczywiste, że coś jest ze mną nie w porządku, i byłem mocno niezadowolony, gdy lekarz nakazał mi, bym przestał pić piwo.

Zima po moim przyjeździe do Cambridge była bardzo mroźna. W domu w St Albans podczas przerwy bożonarodzeniowej dałem się namówić matce, żeby pójść się poślizgać na pobliskim jeziorze, pomimo iż wiedziałem, że mogę nie dać rady. Faktycznie upadłem jak długi i miałem ogromne trudności, by stanąć z powrotem na nogi. Matka zauważyła, że coś mi jest, i zabrała mnie do lekarza.

Spędziłem kilka tygodni w St. Bartholomew Hospital w Londynie, gdzie poddano mnie wielu testom. W 1962 roku testy były bardziej prymitywne niż są obecnie. Z ramienia pobrano mi próbkę mięśnia. Powtykano we mnie rozmaite elektrody i do kręgosłupa wstrzyknięto płyn kontrastowy, a następnie lekarze obserwowali na ekranie rentgenowskim, jak przemieszcza się on w górę i w dół podczas pochylania łóżka. Nie powiedzieli wprost, co mi dolega, ale mogłem się domyślić, że chodzi o coś bardzo paskudnego, i nie zadawałem żadnych pytań. Z rozmów, jakie prowadzili między sobą, wywnioskowałem, że to, cokolwiek „to” było, może się jedynie pogorszyć, a oni nic nie mogą zrobić poza aplikowaniem mi witamin. W rzeczy samej lekarz, który przeprowadzał testy, postawił na mnie krzyżyk i nigdy więcej go nie widziałem.

Już nie pamiętam dokładnie, kiedy się wreszcie dowiedziałem, że rozpoznano u mnie stwardnienie zanikowe boczne (ALS — amyotrophic lateral sclerosis), jedną z postaci choroby neuronu ruchowego, w której komórki nerwowe w mózgu i w rdzeniu kręgowym obumierają, a następnie zabliźniają się, czyli twardnieją. Dowiedziałem się również, że ludzie z tą chorobą stopniowo tracą sprawność ruchową, przestają mówić, jeść i w końcu oddychać.

Moja choroba wydawała się postępować błyskawicznie. Co zrozumiałe, wpędziło mnie to w depresję i nie widziałem sensu, by dalej pracować nad doktoratem, ponieważ nie wiedziałem, czy będę żył na tyle długo, by go ukończyć. Ale gdy mój stan się częściowo ustabilizował, entuzjazm badawczy powrócił. Po tym, jak zredukowałem swoje oczekiwania do zera, każdy kolejny dzień stanowił dar od losu i zacząłem doceniać wszystko, co mam. Tam, gdzie jest życie, jest i nadzieja.

Oczywiście była też młoda kobieta imieniem Jane, którą poznałem na jednym z przyjęć. Była głęboko przekonana, że wspólnie przezwyciężymy moją przypadłość. Jej determinacja była dla mnie źródłem nadziei. Zaręczyny podniosły mnie na duchu i zdałem sobie sprawę, że skoro mamy się pobrać, muszę skończyć doktorat, aby móc się zatrudnić na uczelni. I jak zawsze napędzały mnie wielkie pytania. Zabrałem się ostro do pracy, która sprawiała mi wielką satysfakcję.

Aby mieć się z czego utrzymać podczas studiów, wnioskowałem o stypendium badawcze w Gonville and Caius College. Ku mojemu wielkiemu zaskoczeniu wybrano mnie i odtąd już cały czas byłem stypendystą w Caius. Stanowiło to punkt zwrotny w moim życiu, gdyż oznaczało, że mogę kontynuować swoje badania mimo postępującej niesprawności oraz że Jane i ja będziemy mogli się pobrać, co uczyniliśmy w lipcu 1965 roku. Nasze pierwsze dziecko, Robert, urodziło się po dwóch latach małżeństwa. Drugie, Lucy, trzy lata później, a trzecie, Timothy, w 1979 roku.

Jako ojciec starałem się wpoić dzieciom, jak ważne jest stawianie pytań — zawsze. Mój syn, Tim, opowiedział raz w jednym z wywiadów, jak kiedyś zadał pytanie, które, jak sądzę, uważał wtedy za nieco głupie. Chciał wiedzieć, czy wokół nas znajduje się wiele maleńkich wszechświatów. Powiedziałem mu, aby nigdy nie obawiał się występować z jakąś ideą lub hipotezą, choćby nie wiadomo, jak durna (to jego określenie, nie moje) mogła się ona wydawać.

*

Wielkim pytaniem w kosmologii na początku lat sześćdziesiątych XX wieku było: Czy wszechświat miał początek? Wielu naukowców instynktownie odrzucało tę ideę, gdyż uważali, że początek wszechświata byłby miejscem, gdzie załamuje się nauka. Trzeba by odwoływać się do religii i ręki Boga, aby wyjaśnić, jak do tego doszło. To było ewidentnie pytanie natury fundamentalnej i dlatego właśnie było dla mnie ważne ukończenie doktoratu.

Roger Penrose wykazał wcześniej, że gdy tylko umierająca gwiazda skurczy się do pewnej wartości promienia, nieuchronnie będzie się kurczyć dalej, w wyniku czego powstanie osobliwość, to znaczy punkt, w którym czas i przestrzeń się kończą. Zdałem sobie sprawę, że skoro niewątpliwie wiemy już, iż nic nie jest w stanie zapobiec skolapsowaniu masywnej zimnej gwiazdy pod wpływem własnej grawitacji do punktu osobliwego o nieskończonej gęstości, podobne argumenty można zastosować do ekspansji wszechświata. W tym przypadku byłem w stanie udowodnić, że istnieją osobliwości, gdzie czasoprzestrzeń ma swój początek.

W 1970 roku, kilka dni po narodzinach mojej córki Lucy, doznałem olśnienia. Kładąc się pewnego wieczoru do łóżka, co przez moją ułomność zajmowało mi wiele czasu, uświadomiłem sobie, że mogę do czarnych dziur zastosować teorię struktur kauzalnych, którą sformułowałem na potrzeby twierdzeń o osobliwościach. Jeśli obowiązuje ogólna teoria względności i gęstość energii jest dodatnia, horyzont zdarzeń — powierzchnia graniczna czarnej dziury — ma tę właściwość, że jego pole wzrasta za każdym razem, gdy do czarnej dziury wpadnie kolejna porcja materii lub promieniowania. Ponadto jeśli dwie czarne dziury zderzą się i połączą ze sobą, to powierzchnia horyzontu zdarzeń wokół powstałej w ten sposób pojedynczej czarnej dziury jest większa niż suma powierzchni horyzontów zdarzeń obu czarnych dziur, które uczestniczyły w kolizji.

To była złota era, kiedy rozwiązaliśmy większość zasadniczych problemów w teorii czarnych dziur, zanim jeszcze uzyskano jakiekolwiek obserwacyjne potwierdzenie ich istnienia. W istocie poczyniliśmy tak wielkie postępy przy użyciu klasycznej ogólnej teorii względności, że w 1973 roku po opublikowaniu napisanej wspólnie z George’em Ellisem książki The Large Scale Structure of Space-Time [Wielkoskalowa struktura czasoprzestrzeni] nie bardzo miałem co robić. Wcześniej wraz z Penrose’em wykazaliśmy, że ogólna teoria względności załamuje się w osobliwościach, zatem narzucającym się kolejnym krokiem byłaby unifikacja ogólnej teorii względności — opisującej zjawiska w bardzo dużej skali — z mechaniką kwantową — opisującą zjawiska w bardzo małej skali. W szczególności ciekawiło mnie, czy mogą istnieć atomy, których jądro byłoby maleńką pierwotną czarną dziurą zachowaną od początku wszechświata. Moje badania ujawniły głębokie, zaskakujące powiązania między grawitacją a termodynamiką, nauką o cieple, i rozwiązały paradoks, o którym bezskutecznie dyskutowano od trzydziestu lat: Jak promieniowanie pozostałe po kurczącej się czarnej dziurze może unieść pełną informację o materii, z której ona powstała? Odkryłem, że informacja ta nie jest tracona, ale nie da się jej odzyskać w jakiejkolwiek użytecznej postaci — podobnie jak z dymu i popiołu pozostałych po spalonej encyklopedii nie odzyskamy książki.

Aby znaleźć odpowiedź, postanowiłem obliczyć, jak pola kwantowe lub cząstki rozpraszają się na czarnej dziurze. Spodziewałem się, że część fali padającej zostanie pochłonięta, a pozostała część ulegnie rozproszeniu. Ale ku mojemu ogromnemu zaskoczeniu stwierdziłem coś, co miało charakter emisji pochodzącej od samej czarnej dziury. Z początku sądziłem, że musiałem popełnić jakiś błąd w obliczeniach. Ale o tym, że do takiej emisji faktycznie dochodzi, przekonało mnie to, że była ona dokładnie tym, czego było trzeba do utożsamienia pola powierzchni horyzontu zdarzeń z entropią czarnej dziury. Entropia ta, stanowiąca miarę nieuporządkowania układu, opisywana jest prostym wzorem

w którym występuje pole powierzchni horyzontu oraz trzy fundamentalne stałe przyrody — prędkość światła c, stała grawitacji Newtona G i stała Plancka ℏ. Owa emisja termiczna czarnej dziury nazywana jest obecnie promieniowaniem Hawkinga i jestem dumny z tego, że ją odkryłem.

W 1974 roku wybrano mnie do Royal Society. Wybór ten był zaskoczeniem dla członków mojego wydziału z uwagi na mój młody wiek i to, że byłem zaledwie asystentem. Jednak w ciągu trzech lat dostałem awans na profesora. Moje badania nad czarnymi dziurami dały mi nadzieję, że odkryjemy teorię wszystkiego, co stanowiło dla mnie bodziec do dalszej pracy.

W tym samym roku mój przyjaciel, Kip Thorne, zaprosił mnie wraz z rodziną oraz grupą badaczy zajmujących się ogólną teorią względności do California Institute of Technology (Caltech). Od czterech lat używałem napędzanego ręcznie wózka inwalidzkiego, jak również niebieskiego elektrycznego wózka na trzech kołach, który poruszał się z prędkością wolno jadącego roweru i którym czasem nielegalnie przewoziłem pasażerów. Podczas pobytu w Kalifornii mieszkaliśmy w należącym do Caltechu domu w stylu kolonialnym nieopodal kampusu, gdzie mogłem po raz pierwszy przez cały czas korzystać z wózka elektrycznego. Zapewniało mi to dość dużą niezależność, zwłaszcza że w Stanach Zjednoczonych budynki i chodniki są znacznie bardziej przystosowane pod względem dostępu dla niepełnosprawnych niż w Wielkiej Brytanii.

Gdy w 1975 roku powróciliśmy z Caltechu, początkowo byłem dość przybity. W Anglii wszystko wydało mi się ogromnie zaściankowe i krępujące ludzką aktywność w porównaniu z amerykańską postawą „to da się zrobić”. W owym czasie wszędzie było pełno martwych drzew, porażonych przez holenderską chorobę wiązu, a w całym kraju raz po raz wybuchały strajki. Niemniej nastrój poprawiał mi się, gdy moja praca przynosiła efekty, a w 1979 roku zostałem profesorem matematyki na katedrze Lucasa piastowanej wcześniej przez Isaaca Newtona i Paula Diraca.

W latach siedemdziesiątych zajmowałem się głównie czarnymi dziurami, lecz ponownie zainteresowałem się kosmologią, gdy wysunięto koncepcję, że wszechświat w początkach swojej ewolucji przeszedł przez fazę inflacji, gwałtownej ekspansji, podczas której jego rozmiary zwiększały się eksponencjalnie, podobnie jak ceny w Wielkiej Brytanii wobec perspektywy brexitu. Przez pewien czas pracowałem również z Jimem Hartle’em i wspólnie zaproponowaliśmy teorię początku wszechświata, której nadaliśmy nazwę „model bez granic”.

Na początku lat osiemdziesiątych mój stan nadal się pogarszał i doznawałem trwających dość długo napadów krztuszenia się, ponieważ wskutek osłabienia mięśni krtani w trakcie posiłków jedzenie dostawało się do płuc. W 1985 roku podczas wyjazdu do CERN, Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych w Szwajcarii, nabawiłem się zapalenia płuc. Był to krytyczny moment w moim życiu. Pospiesznie przewieziono mnie do szpitala kantonalnego w Lucernie i podłączono do aparatury napowietrzającej. Lekarze powiedzieli Jane, że sprawy zaszły tak daleko, iż nic nie da się już zrobić, i zaproponowali jej, że odłączą mnie od aparatury, bym umarł. Ale Jane stanowczo się sprzeciwiła i zorganizowała przewiezienie mnie karetką powietrzną do Addenbrooke Hospital w Cambridge.

Jak możecie sobie wyobrazić, był to dla mnie bardzo ciężki okres, ale na szczęście dzięki usilnym staraniom lekarzy z Addenbrooke zostałem przywrócony do stanu, w jakim byłem przed wizytą w Szwajcarii. Ponieważ jednak moja krtań nadal przepuszczała jedzenie i ślinę do płuc, konieczne stało się przeprowadzenie tracheotomii. Większość z was zapewne wie, że po takiej operacji traci się zdolność mówienia. Głos jest czymś bardzo ważnym u człowieka. Jeśli jest bełkotliwy — jak mój wówczas — ludzie często myślą, że jesteś umysłowo upośledzony i tak się do ciebie odnoszą. Przed tracheotomią moja mowa była tak niewyraźna, że jedynie ci, którzy dobrze mnie znali, mogli mnie zrozumieć, w tym moje dzieci. Przez jakiś czas po tracheotomii jedynym sposobem, w jaki mogłem się porozumiewać, było literowanie słów, litera po literze, przez uniesienie brwi, gdy ktoś wskazał właściwą literę na karcie z alfabetem.

Na szczęście pewien informatyk z Kalifornii, Walt Woltosz, dowiedziawszy się o moich problemach, przysłał mi napisany przez siebie program komputerowy o nazwie Equalizer. Umożliwiał on wybieranie za pomocą trzymanego w ręku przycisku całych słów z szeregu menu na monitorze zamontowanym na moim wózku. Od tamtego czasu metoda ta została znacznie udoskonalona. Obecnie używam stworzonego przez firmę Intel syntezatora mowy o nazwie Acat, którym steruję za pośrednictwem maleńkiego czujnika w okularach rejestrującego ruchy moich policzków. Jest on połączony z telefonem komórkowym, co zapewnia mi dostęp do Internetu. Mogę śmiało twierdzić, że jestem najlepiej skomunikowanym człowiekiem na świecie. Niemniej zachowałem sobie oryginalne urządzenie, po części dlatego, że nie znam innego, które by tak dobrze układało słowa w zdania, a po części dlatego, że do tej pory utożsamiam się z tym głosem, pomimo jego amerykańskiego akcentu.

Idea napisania popularnonaukowej książki o wszechświecie przyszła mi po raz pierwszy do głowy w 1982 roku, mniej więcej w czasie, gdy pracowałem nad hipotezą wszechświata bez granic. Pomyślałem wtedy, że mógłbym w ten sposób zarobić trochę pieniędzy, co pomoże mi opłacić szkołę dla moich dzieci i sprostać wzrastającym kosztom opieki nade mną, jednak głównym powodem była chęć pokazania, jak daleko, moim zdaniem, doszliśmy w poznaniu wszechświata — że być może jesteśmy już bardzo blisko kompletnej teorii opisującej wszechświat jako całość i wszystko, co w nim istnieje. Niezależnie od tego, jak ważne jest zadawanie pytań i znajdowanie na nie odpowiedzi, czułem, że jako naukowiec jestem zobowiązany zakomunikować światu to, co ustaliliśmy.

Jakże adekwatnie, pierwsze wydanie Krótkiej historii czasu ukazało się w prima aprilis, 1 kwietnia 1988 roku. W rzeczy samej książka miała początkowo nosić tytuł „Od Wielkiego Wybuchu do czarnych dziur: krótka historia czasu”. Ostatecznie postanowiono go skrócić, a cała reszta jest historią.

Zupełnie nie spodziewałem się, że Krótka historia czasu tak dobrze będzie się sprzedawać. Niewątpliwie przyczyniła się do tego przemawiająca do wszystkich opowieść o tym, jak pomimo mojej choroby udało mi się zostać fizykiem teoretycznym i znanym autorem. Jeśli nawet nie każdy ją doczytał do końca bądź wszystko z niej zrozumiał, to przynajmniej zmierzył się z jednym z wielkich pytań ludzkiej egzystencji i dowiedział się, że żyjemy we wszechświecie podlegającym racjonalnym prawom, które dzięki nauce możemy odkryć i zrozumieć.

W kręgach naukowych jestem po prostu jednym z wielu fizyków, lecz w oczach opinii publicznej zyskałem status bodaj najbardziej znanego uczonego na świecie. Stało się tak po części dlatego, że naukowcy, z wyjątkiem Einsteina, nie cieszą się taką popularnością jak gwiazdy rocka, a po części dlatego, że wpasowałem się w stereotyp ułomnego geniusza. Nie mogę się ukryć, zakładając perukę i ciemne okulary — wózek inwalidzki od razu zdradza, kim jestem. Bycie powszechnie znaną i łatwo rozpoznawalną osobą ma swoje plusy i minusy, niemniej plusy znacznie przeważają nad minusami. Mój widok wydaje się autentycznie cieszyć ludzi. Przed największą widownią wystąpiłem, otwierając w 2012 roku Igrzyska Paraolimpijskie w Londynie.

Prowadziłem niezwykłe życie na tej planecie, a jednocześnie przemierzałem wszechświat, posługując się własnym umysłem i prawami fizyki. Dotarłem do najdalszych krańców naszej Galaktyki, penetrowałem czarną dziurę, potem podążyłem wstecz aż do początku czasu. Na Ziemi przeżywałem wzloty i upadki, okresy burzliwe i spokojne, sukcesy i cierpienie. Bywałem zarówno biedny, jak i bogaty. Moje ciało było sprawne, a potem unieruchomione. Raz mnie chwalono, raz krytykowano, ale nigdy nie ignorowano. Miałem ogromny przywilej, że poprzez moje badania przyczyniłem się do poznania wszechświata. Ale to byłby zaiste pusty wszechświat, gdyby nie było w nim ludzi, których kocham i którzy mnie kochają. Bez nich cała jego cudowność nic by dla mnie nie znaczyła.

O czym marzyłeś jako dziecko i czy to marzenie się spełniło?

Chciałem zostać wielkim uczonym. Jednakże w szkole nie byłem bardzo dobrym uczniem i rzadko lokowałem się wyżej niż w połowie klasy. Moje wypracowania wyglądały nieporządnie, a mój charakter pisma był niezbyt ładny. Za to miałem dobrych szkolnych przyjaciół. I rozmawialiśmy o wszystkim, w szczególności o tym, jak powstał wszechświat. Tak zrodziło się moje marzenie i miałem ogromne szczęście, że się potem spełniło.

A na dobitek wszystkiego, to, że nam, ludziom, którzy w gruncie rzeczy jesteśmy jedynie skupiskami fundamentalnych cząstek przyrody, udaje się poznawać prawa, jakim podlegamy zarówno my, jak i cały wszechświat, stanowi nasz wielki triumf. Chciałbym się podzielić z wami ekscytacją, jaką wzbudzają we mnie te wielkie pytania, oraz entuzjazmem, z jakim podchodziłem do moich poszukiwań.

Mam nadzieję, że pewnego dnia odpowiemy na wszystkie te pytania. Jednakże na naszej planecie jest wiele innych wyzwań, inne wielkie pytania, na które koniecznie trzeba znaleźć odpowiedź. Będzie to wymagało nowego pokolenia, które wykaże zainteresowanie i zaangażowanie, jak również będzie obeznane z nauką. Jak wyżywić nieustannie przyrastającą ludność świata? Zapewnić czystą wodę, produkować odnawialną energię, leczyć choroby i zapobiegać im oraz spowolnić globalne ocieplanie się klimatu? Mam nadzieję, że nauka i technika dostarczą tu odpowiedzi, ale będą też potrzebni ludzie, jednostki mające odpowiednią wiedzę i pojmujące istotę problemów, aby wdrożyć te rozwiązania. Walczmy o to, by każda kobieta i każdy mężczyzna mogli wieść zdrowe i bezpieczne życie, pełne rozmaitych sposobności i miłości. Wszyscy jesteśmy podróżnikami w czasie, razem zdążającymi ku przyszłości. Ale musimy zjednoczonym wysiłkiem uczynić tę przyszłość miejscem, w którym naprawdę chcielibyśmy być.

Bądźmy dzielni, bądźmy ciekawi, bądźmy zdeterminowani, pokonajmy przeciwności. Jesteśmy do tego zdolni.

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki