Stephen Hawking Kratki odgovori na velika pitanja

Stephen Hawking Kratki odgovori na velika pitanja

biblioteka STRUČNO POPULARNA glavni urednik: Drago Glamuzina izvršna urednica: Sandra Ukalović Stephen Hawking Kratki odgovori na velika pitanja izdavač: V.B.Z. d.o.o 10010 Zagreb, Dračevička 12 tel: +385 (0)1 6235 419 faks: +385 (0)1 6235 418 e-mail: info@vbz.hr www.vbz.hr za izdavača: Mladen Zatezalo urednik knjige: Stjepan Ravić lektura i korektura: Franko Lotić grafički urednik: Siniša Kovačić grafička priprema: V.B.Z. studio, Zagreb tisak: GZH d.o.o., Zagreb siječanj 2021.

Stephen Hawking Kratki odgovori na velika pitanja s engleskoga prevela Iva Karabaić stručni redaktor doc. dr. sc. Dario Hrupec 2021.

biblioteka STRUČNO POPULARNA naslov izvornika: Stephen Hawking BRIEF ANSWERS TO THE BIG QUESTIONS copyright 2018 by Spacetime Publication Limited All rights reserved. copyright 2021. za hrvatsko izdanje: V.B.Z. d.o.o., Zagreb Sva prava pridržana. CIP zapis je dostupan u računalnome katalogu Nacionalne i sveučilišne knjižnice u Zagrebu pod brojem 001087879. ISBN 978-953-52-0331-5 (MU)

SADRŽAJ Riječ izdavača 7 Predgovor: Eddie Redmayne 9 Uvod: Prof. Kip S. Thorne 13 ZAŠTO MORAMO POSTAVLJATI VELIKA PITANJA 23 1. Postoji li Bog? 41 2. Kako je sve počelo? 53 3. Postoje li u svemiru i druga inteligentna bića osim nas? 73 4. Možemo li predvidjeti budućnost? 89 5. Što je u crnoj rupi? 99 6. Je li moguće putovati kroz vrijeme? 117 7. Hoćemo li preživjeti na Zemlji? 133 8. Trebamo li kolonizirati svemir? 149 9. Hoće li nas umjetna inteligencija nadmudriti? 163 10. Kako bismo trebali oblikovati budućnost? 175 Pogovor: Lucy Hawking 187 Zahvale 191

Riječ izdavača Mnogi znanstvenici, poduzetnici iz tehnološkog sektora, čelni ljudi iz poslovnog svijeta, politički lideri i javnost redovito su pitali Stephena Hawkinga što misli o velikim pitanjima suvremenog svijeta. Stephen je imao golemu osobnu arhivu odgovora uobličenih u govore, intervjue i eseje. Ova se knjiga temelji na tom osobnom arhivu, a u trenutku njegove smrti bila je u procesu stvaranja. Završena je u suradnji s njegovim kolegama sa sveučilišta, obitelji i Zakladom Stephena Hawkinga. Postotak od autorskih prava bit će darovan u dobrotvorne svrhe.

PREDGOVOR Eddie Redmayne Kada sam se prvi put susreo sa Stephenom Hawkingom, zapanjili su me njegova iznimna snaga i njegova ranjivost. Odlučan pogled u očima u kombinaciji s nepokretnim tijelom bio mi je poznat iz mojih istraživanja upravo sam bio odigrao ulogu Stephena u filmu Teorija svega i proveo nekoliko mjeseci proučavajući njegov rad i vrstu njegova hendikepa, pokušavajući razumjeti kako se koristiti svojim tijelom da bih prikazao napredovanje bolesti motoričkih neurona tijekom vremena. Pa ipak, kada sam konačno upoznao Stephena, ikonu, znanstvenika iznimnog talenta, čiji je glavni način komunikacije bio putem kompjuteriziranog glasa uz par iznimno izražajnih obrva, oborio me s nogu. Kada nastupi tišina sklon sam nervozi pa govorim previše, dok je Stephen apsolutno shvaćao snagu tišine, snagu osjećaja kao da vas proučavaju. Usplahiren, odlučio sam porazgovarati s njim o tome kako su naši rođendani udaljeni samo nekoliko dana, što nas svrstava u isti 9

KRATKI ODGOVORI NA VELIKA PITANJA horoskopski znak. Nekoliko trenutaka kasnije Stephen je odgovorio: Ja sam astronom. Nisam astrolog. Inzistirao je da ga zovem Stephen i da mu se prestanem obraćati kao profesoru. A lijepo su mi rekli... Prilika da glumim Stephena bila je iznimna. Ulozi me privukla dvojnost Stephenova izvanjskog trijumfa u njegovu znanstvenom radu i unutarnja borba protiv bolesti motoričkih neurona koja je počela u njegovim ranim dvadesetima. To je bila jedinstvena, složena, bogata priča o ljudskom nastojanju, obiteljskom životu, golemom znanstvenom postignuću i čistom prkosu u suočavanju sa svim preprekama. Želeći dočarati inspiraciju, htjeli smo prikazati čvrstoću karaktera i hrabrost koja je postojala u Stephenovu životu, a pokazivali su je i on i oni koji su se brinuli o njemu. No bilo je jednako važno pokazati i onu stranu gdje je Stephen bio čisti šoumen. Najavu za film završio sam trima slikama na koje sam se referirao. Jedna je bila Einsteinova s isplaženim jezikom, jer postoji slična zaigrana fora s Hawkingom. Druga je bila džoker u špilu karata, zato što sam osjećao da Stephen uvijek drži ljude u šaci. Treća je bila James Dean. To je moj dojam koji sam stekao nakon što sam ga vidio iskra i humor. Najveći pritisak u glumljenju žive osobe jest taj što ćete morati polagati račune za svoju izvedbu čovjeku kojega igrate. U Stephenovu slučaju bila je riječ i o polaganju računa njegovoj obitelji, koja je tijekom priprema za film bila iznimno velikodušna prema meni. Prije odlaska na projekciju Stephen mi je rekao: Reći ću ti što mislim. Dobro. Ili ono drugo. Odgovorio sam da ako bude ono drugo, možda jednostavno može reći ono drugo i poštedjeti me detalja pokude. Stephen je velikodušno rekao da je uživao u filmu. Dirnuo ga je, no dobro je poznata i njegova izjava da misli kako je trebalo biti više fizike, a manje osjećaja. To nije moguće osporiti. 10

Predgovor Nakon Teorije svega ostao sam u kontaktu s Hawkingovom obitelji. Dirnulo me kad su me zamolili da čitam na Stephenovom pogrebu. To je bio nevjerojatno tužan, ali sjajan dan, pun ljubavi i radosnih sjećanja i svjedočenja o ovom čovjeku, najhrabrijem od svih, koji je poveo svijet u svoju znanost i svoju borbu da se ljude s oštećenjima prizna i pruže im se prave prilike da uspiju. Izgubili smo istinski predivan um, zadivljujućeg znanstvenika i najzabavnijeg čovjeka kojega sam ikada imao priliku sresti. No kao što je njegova obitelj rekla u vrijeme Stephenove smrti, njegovo djelo i nasljeđe živjet će dalje, stoga vas s tugom, ali i velikim zadovoljstvom uvodim u ovu zbirku Stephenovih zapisa o različitim i fascinantnim temama. Nadam se da ćete uživati u njegovim zapisima i, da citiram Baracka Obamu, nadam se da se Stephen dobro zabavlja gore među zvijezdama. S ljubavlju, Eddie 11

UVOD Prof. Kip S. Thorne Sa Stephenom Hawkingom upoznao sam se u srpnju 1965. u Londonu, u Engleskoj, na konferenciji o općoj relativnosti i gravitaciji. Stephen je bio usred svojeg doktorskog studija na Sveučilištu u Cambridgeu. Ja sam upravo dovršio svoj na Sveučilištu Princeton. Po konferencijskim su kuloarima kružile glasine da je Stephen smislio uvjerljiv argument kako je naš svemir zasigurno stvoren u nekom određenom trenutku u prošlosti. Ne može biti beskonačno star. Dakle, uz stotinjak ljudi, nagurao sam se u dvoranu koja je bila predviđena za četrdeset kako bih čuo Stephenovo izlaganje. Ušao je uz pomoć štapa, a u govoru je malo gutao slogove, no inače je pokazivao tek umjerene znakove bolesti motoričkih neurona koja mu je dijagnosticirana samo dvije godine ranije. Bilo je jasno da nije utjecala na njegov um. Njegova se lucidna argumentacija oslanjala na Einsteinove jednadžbe opće teorije relativnosti te na astronomska opažanja da se naš 13

KRATKI ODGOVORI NA VELIKA PITANJA svemir širi, kao i na nekoliko jednostavnih pretpostavki koje su se činile vrlo vjerojatno istinitima, a koristio se i nekim novim matematičkim metodama koje je nedavno razvio Roger Penrose. Kombinirajući sve to na načine koji su bili pametni, moćni i privlačni, Stephen je iznio svoj zaključak: naš svemir zasigurno je počeo u nekoj vrsti singularnosti, ugrubo prije deset milijardi godina. (U sljedećem će desetljeću Stephen i Roger udruženim snagama krenuti dalje da potvrde, još uvjerljivije, taj singularni početak vremena te da se u središtu svake crne rupe nalazi singularnost, gdje vrijeme završava.) Sa Stephenova predavanja 1965. izašao sam silno impresioniran. Ne samo njegovom argumentacijom i zaključkom, nego, još važnije, njegovom sposobnošću uvida i kreativnošću. Stoga sam ga potražio i u razgovoru s njim nasamo proveo sat vremena. Bio je to početak prijateljstva koje je trajalo cijeloga života, prijateljstva koje se nije temeljilo samo na zajedničkim znanstvenim interesima, nego i na izrazitoj obostranoj naklonosti, nevjerojatnoj sposobnosti da se međusobno razumijemo kao ljudi. Uskoro smo provodili više vremena razgovarajući o svojim životima, ljubavima, pa čak i smrti, nego o znanosti, premda je naša znanost i dalje tvorila velik dio spone što nas je povezivala. U rujnu 1973. poveo sam Stephena i njegovu suprugu Jane u Rusiju, u Moskvu. Unatoč zahuktalom Hladnom ratu, još od 1968. provodio sam svake druge godine otprilike mjesec dana u Moskvi, surađujući na istraživanju s članovima skupine pod vodstvom Jakova Borisoviča Zeldoviča. Zeldovič je bio sjajan astrofizičar, a usto otac ruske hidrogenske bombe. Zbog povjerljivosti nuklearnih podataka nije smio putovati u Zapadnu Europu ili Ameriku. Žudio je za raspravama sa Stephenom, a kako on nije mogao otići Stephenu, mi smo došli k njemu. U Moskvi je Stephen svojim uvidima oborio s nogu Zeldoviča i stotine drugih znanstvenika, a zauzvrat je i sam naučio ponešto od 14

Uvod Zeldoviča. Najnezaboravnije je bilo poslijepodne koje smo Stephen i ja proveli sa Zeldovičem i njegovim doktorandom Aleksejem Starobinskim u Stephenovoj sobi u Hotelu Rusija. Zeldovič je na intuitivan način objasnio zapanjujuće otkriće do kojega je bio došao, a Starobinski ga je rastumačio matematički. Da bi se crna rupa rotirala potrebna joj je energija. To smo već znali. Crna rupa, objašnjavali su, može se koristiti svojom energijom rotacije kako bi stvarala čestice, a te će čestice odletjeti noseći sa sobom energiju rotacije. To je bilo novo i iznenađujuće ali ne strašno iznenađujuće. Kada neki objekt ima kinetičku energiju, priroda obično pronađe način da ju izvuče. Već smo znali druge načine izvlačenja energije rotacije crne rupe; ovo je samo bio nov, doduše neočekivan, način. E sada, izvanredna vrijednost razgovorā poput ovoga jest što mogu pokrenuti tok misli u novim smjerovima. Tako je bilo i sa Stephenom. Mozgao je o otkriću Zeldoviča i Starobinskog nekoliko mjeseci, sagledavajući ga iz jedne pa zatim iz druge perspektive, dok jednoga dana u Stephenovu umu nije bljesnuo istinski radikalan uvid: nakon što se crna rupa prestane vrtjeti, ona i dalje može emitirati čestice. Može zračiti pa i zrači kao da je crna rupa bila vruća, poput Sunca, doduše ne tako jako vruća, više blago topla. Što je rupa masivnija, temperatura joj je niža. Rupa masivna poput Sunca ima temperaturu 0,00000006 kelvina, 0,06 milijuntih dijelova stupnja iznad apsolutne nule. Formula za izračun ove temperature danas je uklesana u Stephenov nadgrobni spomenik u Westminsterskoj opatiji u Londonu, gdje njegov pepeo počiva između Isaaca Newtona i Charlesa Darwina. Ova Hawkingova temperatura crne rupe i njezino Hawkingovo zračenje (kako ih se počelo nazivati) bili su istinski radikalna možda najradikalnija otkrića teorijske fizike u drugoj polovici 20. stoljeća. Otvorila su nam oči prema dubokim poveznicama između 15

KRATKI ODGOVORI NA VELIKA PITANJA opće relativnosti (crnih rupa), termodinamike (fizike topline) i kvantne fizike (stvaranja čestica gdje ih ranije nije bilo). Primjerice, dovele su Stephena do toga da pokaže kako crna rupa ima entropiju, što znači da negdje u crnoj rupi ili oko nje postoji enormni nered. On je zaključio da je iznos entropije (logaritam iznosa nereda rupe) proporcionalan iznosu površine crne rupe. Stephenova formula za entropiju urezana je u njegovu spomen-ploču na koledžu Gonville and Caius u Cambridgeu, gdje je radio. U prošlih četrdeset pet godina Stephen i stotine drugih fizičara svim su silama nastojali razumjeti točnu prirodu nereda crne rupe. To je pitanje koje nastavlja stvarati nove uvide o spoju kvantne teorije s općom relativnosti to jest, o pogrešno shvaćenim zakonima kvantne gravitacije. Ujesen 1974. Stephen je doveo svoje doktorande i svoju obitelj (suprugu Jane i njihovo dvoje djece, Roberta i Lucy) u Pasadenu u Kaliforniji na godinu dana kako bi on i njegovi studenti mogli sudjelovati u intelektualnom životu mojeg sveučilišta, Kalifornijskog tehnološkog instituta (Caltech), i spojiti se, privremeno, s mojom istraživačkom skupinom. To je bila slavna godina, vrhunac onoga što će se poslije nazivati zlatnim dobom istraživanja crnih rupa. Tijekom te godine Stephen, njegovi studenti, kao i neki od mojih, trudili su se da dublje razumiju crne rupe, baš kao što sam činio i ja u određenoj mjeri. No Stephenova prisutnost i njegovo vodstvo u našoj zajedničkoj grupi koja je istraživala crne rupe dali su mi slobodu da krenem u novom smjeru o kojem sam promišljao već više godina: gravitacijskim valovima. Postoje samo dvije vrste valova koji mogu putovati kroz svemir i donositi nam informacije o jako udaljenim objektima: elektromagnetski valovi (među kojima su vidljiva svjetlost, rendgensko zračenje, gama-zračenje, mikrovalovi, radiovalovi...) i gravitacijski valovi. 16

Uvod Elektromagnetski valovi sastoje se od promjenjivih električnih i magnetskih polja koja putuju brzinom svjetlosti. Kada naiđu na nabijene čestice, kao što su elektroni u radijskim ili televizijskim antenama, oni zatitraju te čestice naprijed-natrag, ostavljajući u tim česticama informacije koje nose sa sobom. Te se informacije mogu pojačati i prenijeti na zvučnik ili na televizijski ekran kako bi ih ljudi razumjeli. Gravitacijski valovi su, prema Einsteinu, titranje zakrivljenosti prostora: oscilacijsko širenje i sažimanje prostora. Rainer (Rai) Weiss je 1972. na MIT-u (Massachusetts Institute of Technology) bio razvio detektor gravitacijskih valova u kojemu su zrcala što vise u uglovima i završecima vakuumske cijevi u obliku slova L, u jednom kraku razdvojeni širenjem prostora, a u drugom kraku sabijeni sažimanjem prostora. Rai je predložio korištenje laserskih zraka kako bi se izmjerio oscilacijski obrazac tog širenja i sažimanja. Laserska zraka mogla je izvući informaciju gravitacijskog vala, a signal je potom mogao biti pojačan i ubačen u računalo kako bi ga ljudi shvatili. Istraživanje svemira elektromagnetskim teleskopima (elektromagnetsku astronomiju) začeo je Galileo Galilei kada je izgradio mali optički teleskop, usmjerio ga prema Jupiteru i otkrio četiri najveća Jupiterova mjeseca. Tijekom sljedećih četiristo godina elektromagnetska je astronomija potpuno revolucionirala naše razumijevanje svemira. Moji studenti i ja počeli smo 1972. razmišljati što bismo mogli saznati o svemiru koristeći se gravitacijskim valovima: počeli smo razvijati viziju astronomije gravitacijskih valova. S obzirom na to da su gravitacijski valovi oblik zakrivljenosti prostora, najsnažnije ih stvaraju objekti koji su i sami u cijelosti ili djelomično načinjeni od zakrivljenosti prostorvremena što se, naročito, odnosi na crne rupe. Gravitacijski su valovi, kako smo zaključili, idealan način za istraživanje i testiranje Stephenovih uvida o crnim rupama. 17

KRATKI ODGOVORI NA VELIKA PITANJA Općenitije, činilo nam se, gravitacijski su valovi toliko radikalno različiti od elektromagnetskih valova da je bilo gotovo sigurno da će stvoriti vlastitu, novu revoluciju u našem shvaćanju svemira koja bi možda mogla biti usporediva sa silnom elektromagnetskom revolucijom što je uslijedila nakon Galileija ako bi se te neuhvatljive valove moglo detektirati i opažati. No to je bilo veliko ako: prema našim procjenama, gravitacijski valovi koji oplahuju Zemlju toliko su slabi da se zrcala na krajevima Weissova detektora u obliku slova L ne bi pomicala natrag-naprijed relativno jedno prema drugom za više od 1/100 promjera protona (što znači 1/10 000 000 veličine atoma), čak i da je udaljenost zrcala nekoliko kilometara. Izazov mjerenja tako sitnih pomaka bio je golem. Dakle, tijekom te slavne godine, sa Stephenom i svojom istraživačkom grupom, združenima na Kalifornijskom tehnološkom institutu, proveo sam velik dio svojeg vremena istražujući izglede za uspjeh detekcije gravitacijskog vala. Stephen mi je u tome pomagao jer su nekoliko godina ranije on i njegov student Gary Gibbons osmislili vlastiti detektor gravitacijskih valova (koji nisu nikada sagradili). Ubrzo nakon Stephenova povratka u Cambridge moje je istraživanje počelo sazrijevati zahvaljujući mojoj cjelovečernjoj intenzivnoj raspravi s Raijem Weissom u njegovoj hotelskoj sobi u gradu Washingtonu. Postao sam uvjeren da su izgledi za uspjeh dovoljno veliki da bih trebao posvetiti većinu svoje karijere i istraživanja svojih budućih studenata kako bi pomogao Raiju i ostalim eksperimentatorima da dođu do naše vizije gravitacijskog vala. A ostatak je, kako se kaže, povijest. Dana 14. rujna 2015. LIGO detektori gravitacijskih valova (izgrađeni zahvaljujući projektu u kojemu je sudjelovalo tisuću sudionika, a čiji smo Rai, Ronald Drever i ja suosnivači, a Barry Barish ga je organizirao, okupio i vodio) registrirali su svoje prve gravitacijske valove. Uspoređujući obrasce valova s predviđanjima računalnih simulacija, 18

Uvod naša je istraživačka grupa zaključila da su ti valovi nastali u sudaru dviju masivnih crnih rupa, udaljenih 1,3 milijarde svjetlosnih godina od Zemlje. To je bio početak astronomije gravitacijskih valova. Naša je grupa u području gravitacijskih valova postigla ono što je Galilei učinio za elektromagnetske valove. Uvjeren sam da će se sljedećih nekoliko desetljeća iduća generacija astronoma gravitacijskih valova koristiti ovim valovima ne samo da bi testirala Stephenove zakone fizike crnih rupa, nego i detektirala i pratila gravitacijske valove od singularnog rođenja našega svemira te time testirala ideje Stephena i drugih o tome kako je naš svemir nastao. Tijekom naših slavnih godina 1974. i 1975., dok sam ja drhtao nad gravitacijskim valovima, a Stephen predvodio našu zajedničku skupinu u istraživanju crnih rupa, on je došao do spoznaje koja je bila radikalnija od njegova otkrića Hawkingova zračenja. Iznio je uvjerljivu, gotovo neoborivu, potvrdu da, kada se crna rupa stvara, a potom posve ispari emitirajući zračenje, informacija koja je upala u crnu rupu ne može iz nje izaći. Ta je informacija neizbježno izgubljena. Ta je spoznaja radikalna zato što zakoni kvantne fizike jednoglasno inzistiraju na tome da informacija nikad ne može biti posve izgubljena. Dakle, ako je Stephen bio u pravu, crne rupe narušavaju najfundamentalniji zakon kvantne mehanike. Kako je to moguće? Isparavanjem crne rupe ravnaju kombinirani zakoni kvantne mehanike i opće relativnosti pogrešno shvaćeni zakoni kvantne gravitacije; i tako, zaključio je Stephen, buran brak relativnosti i kvantne fizike mora dovesti do uništenja informacija. Velika većina teorijskih fizičara smatra ovaj zaključak neprihvatljivim. Vrlo su skeptični. I tako se već četrdeset četiri godine bore s tim takozvanim paradoksom gubitka informacija. Ta je bitka itekako vrijedna truda i muke koji su u nju bili uloženi, jer je taj paradoks moćan ključ 19

KRATKI ODGOVORI NA VELIKA PITANJA razumijevanja zakona kvantne gravitacije. Stephen je 2003. pronašao način na koji informacija može pobjeći tijekom isparavanja rupe, no to nije smirilo sukobe teoretičara. Stephen nije dokazao da informacija bježi, stoga se bitka nastavlja. U svojoj eulogiji za Stephena, na polaganju njegova pepela u Westminsterskoj opatiji, ovjekovječio sam uspomenu na tu borbu ovim riječima: Newton nam je dao odgovore. Hawking nam je dao pitanja. Hawkingova pitanja sama po sebi nastavljaju davati doprinos, stvarajući prijelomnice desetljećima poslije. Kada konačno svladamo zakone kvantne gravitacije i do kraja shvatimo rađanje našega svijeta, to bi uvelike moglo biti Hawkingova zasluga. Baš kao što su slavne godine 1974. i 1975. bile tek početak mojega traganja za gravitacijskim valovima, isto su tako bile tek početak Stephenove potrage da do detalja razumije zakone kvantne gravitacije i ono što ti zakoni kažu o pravoj prirodi informacije crne rupe i nereda, kao i o pravoj prirodi singularnog rođenja našeg svemira i pravoj prirodi singularnosti u crnim rupama pravoj prirodi rođenja i smrti vremena. To su velika pitanja. Jako velika. Oduvijek se klonim velikih pitanja. Nemam dovoljno vještina, mudrosti ili samopouzdanja da se njima pozabavim. Nasuprot tome, Stephena su uvijek privlačila velika pitanja, bez obzira na to jesu li bila duboko ukorijenjena u njegovu znanost ili ne. On je imao nužne vještine, mudrost i samopouzdanje. Ova je knjiga kompilacija njegovih deset odgovora na velika pitanja, odgovora na kojima je radio do samog kraja svojeg života. 20

Uvod Stephenovi odgovori na šest velikih pitanja duboko su ukorijenjeni u njegovu znanost (Postoji li Bog? Kako je sve počelo? Možemo li predvidjeti budućnost? Što je u crnoj rupi? Je li moguće putovati kroz vrijeme? Kako bismo trebali oblikovati budućnost?). Ovdje ćete ga pronaći kako dubinski razlaže pitanja koja sam ukratko opisao u svojem uvodu, ali i mnogo, mnogo više od toga. Njegovi odgovori na preostala četiri velika pitanja ne mogu naći čvrst temelj u njegovoj znanosti (Hoćemo li preživjeti na Zemlji? Postoje li u svemiru i druga inteligentna bića osim nas? Trebamo li kolonizirati svemir? Hoće li nas umjetna inteligencija nadmudriti?). U svakom slučaju, njegovi odgovori pokazuju duboku mudrost i kreativnost, što smo i očekivali. Nadam se da će vam njegovi odgovori biti poticajni i puni uvida baš kao što su bili i meni. Uživajte! Kip S. Thorne, srpanj 2018. 21

ZAŠTO MORAMO POSTAVLJATI VELIKA PITANJA

Ljudi su oduvijek htjeli odgovore na velika pitanja. Odakle smo došli? Kako je nastao svemir? Kakvo je značenje i plan iza svega toga? Ima li još nekoga u svemiru? Pogledi na stvaranje svijeta kakvi su bili u prošlosti danas se čine manje relevantnima i vjerojatnima. Zamijenio ih je čitav niz varijacija na temu koje se može nazivati samo praznovjerjem, od New Agea do Zvjezdanih staza. No prava znanost može biti mnogo neobičnija od znanstvene fantastike te pružati mnogo više zadovoljstva. Ja sam znanstvenik. I to znanstvenik koji je duboko fasciniran fizikom, kozmologijom, svemirom i budućnošću ljudskoga roda. Moji su mi roditelji odgojem usadili nepokolebljivu radoznalost te da, poput svojeg oca, istražujem i pokušavam odgovoriti na brojna pitanja koja nam znanost postavlja. Proveo sam život putujući svemirom u svojem umu. Kroz teorijsku fiziku tražio sam odgovore na neka veličanstvena 25

KRATKI ODGOVORI NA VELIKA PITANJA pitanja. U jednom trenutku pomislio sam da vidim kraj fizike kakvu znamo, no sada smatram da će se čarolija otkrića nastaviti i dugo nakon što mene više ne bude. Blizu smo nekima od tih odgovora, ali do njih još nismo došli. Problem je što većina ljudi smatra da je prava znanost preteška i prekomplicirana da bi je razumjeli. No ja ne mislim da je tako. Da bi se istraživalo temeljne zakone što upravljaju svemirom potrebno je izdvojiti vrijeme koje većina ljudi nema; svijet bi u kratkom vremenu stao kada bi se svi pokušavali baviti teorijskom fizikom. No većina ljudi može razumjeti i prihvatiti osnovne ideje ako su one prikazane na jasan način, bez formula, a to je po mojem uvjerenju moguće i uživao sam pokušavajući to raditi cijeloga svog života. Ovo je sjajno vrijeme za život i istraživanja u teorijskoj fizici. Naša slika svemira jako se promijenila u zadnjih pedeset godina, a ja sam sretan ako sam dao doprinos. Jedno od velikih otkrića vezanih za starost svemira upravo je perspektiva koju je ljudski rod time dobio o sebi. Kada iz svemira promatramo Zemlju, vidimo se kao cjelinu. Vidimo jedinstvenost, a ne podjele. To je tako jednostavna slika sa snažnom porukom; jedan planet, jedna ljudska vrsta. Želim dati svoj glas onima koji traže trenutačnu akciju vezanu za ključne izazove naše globalne zajednice. Nadam se da će u kretanju prema naprijed, čak i kada mene ovdje više ne bude, ljudi koji imaju moć biti u stanju pokazati kreativnost, hrabrost i vodstvo. Dajmo im da se uzdignu do izazova ciljeva održivog razvoja i djeluju ne zbog vlastitog, nego zajedničkog interesa. Itekako sam svjestan vrijednosti vremena. Uhvatite trenutak. Djelujte sada. 26

Zašto moramo postavljati velika pitanja Pisao sam o svojem životu i prije, no neka od mojih ranih iskustava vrijedi ponoviti dok razmišljam o svojoj cjeloživotnoj fascinaciji velikim pitanjima. Rođen sam točno tristo godina nakon Galileijeve smrti i volim zamišljati da je ta slučajnost imala utjecaja na to kako se moj znanstveni život odvijao. Međutim, prema mojoj procjeni, tog se dana rodilo oko dvjesto tisuća druge djece; ne znam je li se bilo koje od njih kasnije zainteresiralo za astronomiju. Odrastao sam u londonskom Highgateu, u visokoj i uskoj viktorijanskoj kući koju su moji roditelji kupili vrlo jeftino u vrijeme Drugoga svjetskog rata, kada su svi ostali smatrali kako će London u bombardiranjima biti sravnjen sa zemljom. Zapravo, raketa V-2 pala je nekoliko kuća od naše. U to sam vrijeme s majkom i sestrom bio drugdje, a moj otac, nasreću, nije stradao. Godinama sam se običavao igrati sa svojim prijateljem Howardom na mjestu niz cestu gdje je bila pala bomba. Istraživali smo posljedice eksplozije s istom radoznalošću kakva me poticala cijeloga života. Očevo radno mjesto prebačeno je 1950. na sjeverni rub Londona, u novoizgrađeni Nacionalni institut za medicinska istraživanja na Mill Hillu, tako da se moja obitelj preselila u obližnje gradsko središte St. Albans. Upisali su me u djevojačku gimnaziju, koja je, unatoč svojem nazivu, primala dječake do dobi od deset godina. Poslije sam pohađao srednju školu St. Albans. Nikad nisam bio bolji od razrednog prosjeka razred je bio jako pametan no moji su mi kolege dali nadimak Einstein, dakle, po svoj su prilici vidjeli naznake nečeg boljeg. Kada sam imao dvanaest godina, jedan od mojih prijatelja okladio se s drugim prijateljem u vrećicu bombona da od mene nikad neće biti ništa. 27

KRATKI ODGOVORI NA VELIKA PITANJA U St. Albansu sam imao šest-sedam bliskih prijatelja i sjećam se kako sam s njima nadugačko vodio rasprave i argumentacije o svemu, od modela na daljinsko upravljanje do religije. Jedno od velikih pitanja o kojima smo raspravljali bilo je postanak svemira te je li bio potreban Bog da ga stvori i pokrene. Bio sam načuo da se svjetlost iz udaljene galaksije pomiče prema crvenom kraju spektra, a to je trebalo upućivati na to da se svemir širi. No bio sam siguran da mora postojati još neki razlog za to pomicanje. Možda se svjetlost umorila i pocrvenjela na svojem putu prema nama? Suštinski nepromjenjiv i vječan svemir činio se mnogo prirodnijim. (Tek godinama kasnije, nakon otkrića kozmičkog mikrovalnog pozadinskog značenja i dvije godine doktorskog istraživanja, shvatio sam da sam bio u krivu.) Uvijek me je jako zanimalo kako stvari funkcioniraju, a običavao sam ih rastavljati da vidim kako rade, no nisam bio tako dobar u njihovu ponovnom sklapanju. Moje praktične sposobnosti nikad se nisu podudarale s mojim teorijskim kvalitetama. Otac je poticao moje zanimanje za znanost i vrlo je gorljivo htio da idem na Oxford ili Cambridge. On je pohađao University College na Oxfordu, stoga je smatrao da bih se ondje trebao upisati. U to vrijeme University College nije imao stipendiste za matematiku, stoga nisam imao mnogo opcija nego pokušati dobiti stipendiju za prirodne znanosti. Na vlastito iznenađenje, bio sam uspješan. U to je vrijeme na Oxfordu prevladavao vrlo negativan stav prema radu. Od vas se očekivalo da budete briljantni bez ikakva truda ili da prihvatite svoja ograničenja i diplomirate prolaznom ocjenom. To sam shvatio kao poziv da ne radim mnogo. Ne ponosim se time, samo opisujem svoj tadašnji stav, koji je dijelila i većina mojih kolega studenata. Jedan od rezultata moje bolesti sve je to promijenio. Kada se suočite s mogućnošću rane smrti, to vas natjera da shvatite kako postoji mnogo stvari koje još želite napraviti prije kraja života. 28

Zašto moramo postavljati velika pitanja Zbog toga što nisam bio mnogo radio, planirao sam proći završni ispit izbjegavajući pitanja koja su zahtijevala bilo kakvo činjenično znanje i umjesto toga fokusirati se na probleme teorijske fizike. Ali cijelu noć uoči ispita nisam mogao zaspati, pa ga i nisam baš dobro odradio. Bio sam na granici između odličnog i vrlo dobrog, a ispitivači su trebali odlučiti koju ću ocjenu dobiti. U razgovoru su me profesori pitali za buduće planove. Odgovorio sam da se želim baviti istraživanjem. Ako mi daju višu ocjenu, otići ću na Cambridge. Ako mi daju nižu, ostat ću na Oxfordu. Dali su mi višu. Tijekom dugih praznika nakon završnog ispita, koledž je ponudio određen broj skromnih stipendija za putovanje. Mislio sam da će moji izgledi da dobijem jednu od njih biti veći ako kažem da daleko putujem, stoga sam izjavio da želim u Iran. U ljeto 1962. zaputio sam se onamo ukrcavši se na vlak za Istanbul, zatim za Erzurum u današnjoj istočnoj Turskoj, a potom Tabriz, Teheran, Isfahan, Širaz i Perzepolis, prijestolnicu drevnih perzijskih kraljeva. Na povratku sam, zajedno sa suputnikom Richardom Chiinom, u Bujin-Zahranskskom okrugu doživio potres jačine 7,1 po Richteru u kojemu je stradalo više od 12 000 ljudi. Zacijelo sam bio u blizini epicentra, ali toga nisam bio svjestan jer sam bio bolestan i putovao sam autobusom koji je poskakivao po iranskim cestama koje su tada bile vrlo neravne. Proveli smo nekoliko dana u Tabrizu dok sam se opravljao od ozbiljne dizenterije i slomljenog rebra koje sam zaradio u autobusu, poletjevši prema sjedalu ispred sebe, još uvijek ne znajući za katastrofu jer nisam razumio farsi. Tek kada smo stigli do Istanbula, saznali smo što se zapravo dogodilo. Poslao sam razglednicu svojim roditeljima, koji su deset dana proveli u tjeskobnom iščekivanju jer je zadnje što su čuli od mene bilo da sam na dan potresa otišao iz Teherana u pogođenu regiju. Unatoč potresu, sačuvao sam mnogo dragih sjećanja na vrijeme 29

KRATKI ODGOVORI NA VELIKA PITANJA provedeno u Iranu. Snažna znatiželja o svijetu može čovjeka dovesti u nevolju, ali na mene se to odnosilo vjerojatno samo tada u cijelom životu. Imao sam dvadeset godina kada sam, u listopadu 1962., stigao u Cambridge na odsjek za primijenjenu matematiku i teorijsku fiziku. Prijavio sam se za rad s Fredom Hoyleom, u to vrijeme najslavnijim britanskim astronomom. Kažem astronomom, jer kozmologija tada baš i nije bila prihvaćena kao pravovaljano znanstveno područje. Međutim, Hoyle je već imao dovoljno studenata tako da su me, na moje veliko razočaranje, dodijelili Dennisu Sciami, za kojega dotada nisam bio čuo. No na kraju se to pokazalo dobrim, s obzirom na to da bih kod Hoylea bio uvučen u obranu njegove teorije stalnog stanja, što je zadatak koji bi bio teži nego ispregovarati Brexit. Počeo sam svoj rad čitajući stare udžbenike o općoj relativnosti kao i uvijek, privučen vrlo velikim pitanjima. Kao što su neki od vas možda vidjeli u filmu u kojemu Eddie Redmayne igra naročito zgodnu verziju mene, na svojoj trećoj godini u Oxfordu uočio sam kako postajem sve nespretniji. Jedanput-dvaput sam pao i nije mi bilo jasno zašto, a primijetio sam i da više ne mogu dobro veslati. Postalo mi je jasno da nešto nije u redu, a kada mi je liječnik rekao da je vrijeme da se ostavim piva, bio sam pomalo razočaran. Zima nakon mog dolaska u Cambridge bila je jako hladna. Bio sam kod kuće na božićnim praznicima kada me majka nagovorila da odem na klizanje na jezero u St. Albansu, premda sam znao da nisam u najboljem stanju. Pao sam i jedva sam se uspio ustati. Moja je majka shvatila da nešto nije u redu i odvela me liječniku. Proveo sam tjedne u londonskoj bolnici St. Bartholomew i za to vrijeme obavio sam mnoštvo pretraga. Te su pretrage 1962. bile ponešto primitivnije nego danas. Iz ruke mi je bio uzet uzorak mišića, ubadali su me elektrodama, a u kralježnicu su mi ubrizgali kontrastno sredstvo, 30

Zašto moramo postavljati velika pitanja nakon čega su ga liječnici na rendgenu promatrali kako se uzdiže i spušta dok su naginjali krevet. Nikad mi zapravo nisu rekli što nije u redu, ali mogao sam pretpostaviti da je prilično loše pa nisam ni htio pitati. Iz razgovora liječnika razabrao sam da se to, što god to bilo, može samo pogoršati te da ne mogu napraviti ništa nego mi davati vitamine. Zapravo, liječnik koji je proveo pretrage digao je ruke od mene i nikad ga više nisam vidio. U nekom sam trenutku zasigurno saznao da je riječ o amiotrofičnoj lateralnoj sklerozi (ALS), bolesti motoričkih neurona u kojoj živčane stanice mozga i leđne moždine atrofiraju, a zatim propadaju. Doznao sam i to da ljudi s tom bolešću postupno gube sposobnost kontroliranja svojih pokreta, govora, jedenja, a naposljetku i disanja. Činilo mi se da bolest brzo napreduje. Razumljivo je da sam postao deprimiran i nisam mogao vidjeti svrhu nastavka svog doktorskog istraživanja jer nisam znao hoću li poživjeti dovoljno dugo da ga dovršim. No potom se napredovanje usporilo, a moj se entuzijazam za rad obnovio. Nakon što su mi očekivanja bila svedena na nulu, svaki je novi dan postajao bonus i počeo sam cijeniti sve ono što sam imao. Dok je života, ima i nade. Naravno, postojala je i mlada žena, koja se zvala Jane, a upoznao sam je na jednoj zabavi. Bila je vrlo odlučna u tome da se zajednički možemo boriti protiv mojeg stanja. Njezina mi je uvjerenost dala nadu. Zaruke su mi obodrile duh i shvatio sam da, ako se želimo vjenčati, moram dobiti posao i završiti svoj doktorat. Kao i uvijek, velika pitanja bila su mi pogonsko gorivo. Počeo sam naporno raditi i uživao sam u tome. Kako bih se mogao financirati tijekom studija, javio sam se za istraživačku stipendiju koledža Gonville and Caius. Na moje veliko iznenađenje, dobio sam ju i sve otada pripadam tom koledžu. Ta je stipendija bila prekretnica u mome životu. Značila je da mogu nastaviti 31

KRATKI ODGOVORI NA VELIKA PITANJA s istraživanjima unatoč svojoj sve većoj nemoći. A značila je i to da se Jane i ja možemo vjenčati, što smo i učinili u srpnju 1965. godine. Naše prvo dijete, Robert, rodilo se kada smo bili u braku oko dvije godine. Naše drugo dijete, Lucy, rodilo se otprilike tri godine kasnije. Naše treće dijete, Timothy, rodit će se 1979. godine. Kao otac uvijek nastojim usaditi važnost postavljanja pitanja, uvijek. Moj sin Tim jednom je u nekom intervjuu ispričao priču o pitanju koje je, kako mi se čini, u to vrijeme smatrao pomalo luckastim. Htio je znati postoji li mnogo sitnih svjetova koji su razasuti naokolo. Rekao sam mu da se nikad ne boji doći s idejom ili hipotezom koliko god se budalastom (njegova riječ, ne moja) ona može činiti. Veliko pitanje u kozmologiji početkom 1960-ih bilo je ima li svemir početak? Mnogi su se znanstvenici nagonski suprotstavljali toj ideji jer su smatrali da bi trenutak stvaranja trebao biti ishodište propasti znanosti. Čovjek bi se u tom slučaju trebao uteći vjeri i Božjoj ruci da bi odredio kako je svemir nastao. To je očito bilo fundamentalno pitanje i upravo ono što mi je trebalo da završim svoju doktorsku disertaciju. Roger Penrose pokazao je da, kada se umiruća zvijezda sažme do određenog promjera, ondje se zasigurno mora pojaviti singularnost, točka u kojoj se prostor i vrijeme okončavaju. Dakako, razmišljao sam, već znamo kako ništa ne može spriječiti golemu hladnu zvijezdu da se ne uruši pod vlastitom gravitacijom dok ne dosegne singularnost beskonačne gustoće. Shvatio sam da bi se slični argumenti mogli primijeniti i na širenje svemira. U tom bih slučaju mogao pokazati da postoje singularnosti u kojima je prostorvrijeme imalo svoj početak. 32