Ваш регион:
^
Лента новостей
Разделы сайта
Все новости
Новости Поиск Темы
ОК
Применить фильтр
Вы можете фильтровать ленту,
выбирая только интересные
вам разделы.
Идёт загрузка

Черные дыры, искусственный интеллект и бозон Хиггса: научные сомнения Стивена Хокинга

8 января, 16:15 UTC+3

К 75-летию физика ТАСС публикует подборку заблуждений, оспоренных самим ученым

Поделиться
Материал из 1 страницы
Стивен Хокинг

Стивен Хокинг

© EPA/FACUNDO ARRIZABALAGA

Английский физик-теоретик Стивен Хокинг вызывает уважение тем, что не только много лет сопротивляется смертельной болезни, но и решает сложнейшие интеллектуальные проблемы.

Но уважение вовсе не означает, что мнения Хокинга всегда верны.

О черных дырах и серии научных противоречий, связанных с их теорией, неоднозначности искусственного интеллекта, и открытии, которое обошлось Хокингу в $100.  

"Это все равно что ловить черного кота в темной комнате"

"Черная дыра" постоянно изображается художниками как угольно-черная сфера, окруженная водоворотом материи. Это красиво, но неверно: хотя собственные размеры черной дыры могут быть весьма немалыми, внешне она выглядит буквально "никак".

Как можно рассчитывать найти черную дыру, если по самому ее определению она вообще не излучает свет? Это все равно что ловить черного кота в темной комнате. … Я очень много занимался черными дырами, и вся моя работа пойдет насмарку, если вдруг окажется, что черные дыры не существуют Стивен Хокинг "Краткая история времени"

Она может гравитационно исказить свет галактик за ней – примерно так же, как пузырек в стекле искажает изображение того, что находится за стеклом. Но пузырек, по крайней мере, имеет размер, а видимый размер черной дыры – бесконечно мал.

Все, что пересекает горизонт событий черной дыры, находится как бы в колодце пространственно-временного континуума, который не виден со стороны. Черные дыры могут быть вычислены, но обнаружить их можно лишь по ряду косвенных признаков, которые, по выводам математиков и астрофизиков, ассоциируются именно с черной дырой.

Спор о Лебеде

В начале 1970-х годов одним из кандидатов в черные дыры был объект Лебедь X-1. Предположительно, он представляет собой двойную звезду, в которой одна ее составляющая, являясь черной дырой, постепенно высасывает массу из другой, яркой звезды. В результате этого процесса возникает сверхмощное рентгеновское излучение, по которому Лебедь X-1 и был обнаружен в 1964 году.

В 1975 году Хокинг и другой известный астрофизик Кип Торн поспорили о природе Лебедя X-1. Хокинг, вопреки своим теориям, настаивал на том, что объект не является черной дырой.

В начале 1990-х годов, когда существование черной дыры в системе Лебедь X-1 уже не вызывало сомнений, Хокинг признал поражение и в качестве "подарка победителю" подписал Торна на эротический журнал Penthouse (чем сильно возмутил прогрессивную жену Торна).

От информационного парадокса к информационному тупику

Но с этого момента проблемы с черными дырами только начались.

Термодинамическая теория черных дыр, в начале 1970-х годов принесшая Хокингу первую славу, породила "информационный парадокс", решения которого до сих пор не найдено.

Математика, описывающая черную дыру, предполагает, что все ее характеристики вытекают строго из ее массы, независимо от того, какие частицы (или античастицы) она поглотила. Согласно этой модели, в черной дыре вся физическая информация исчезает (что нарушает закон ее сохранения).

В 1974 году Стивен Хокинг предложил свое решение парадокса, известное как "излучение Хокинга". В упрощенной форме, он предположил, что на горизонте событий черной дыры образуются так называемые "спутанные пары" элементарных частиц. Впоследствии пара разделяется, после чего одна ее "половина" уходит в черную дыру (и либо остается там навсегда, либо отправляется в "параллельную вселенную"), а вторая — возвращается в нашу вселенную в виде теплового "излучения Хокинга", по сути, неся в себе "новую" информацию. Согласно этой теории, "старая" информация, с одной стороны, навсегда исчезает в черной дыре, но при этом закон ее сохранения не нарушается.

В 1997 году это предположение послужило основой для нового, более серьезного пари, заключенного Хокингом и Кипом Торном против физика-теоретика Джона Прескилла. Прескилл наставал на том, что информация в черной дыре все-таки не исчезает. В 2004 году Хокинг официально признал поражение от Прескилла, и предложил новую концепцию "видимого горизонта событий", при которой черная дыра все-таки может отдавать поглощенную информацию.

В 2014 году Хокинг был вынужден снова вернуться к разработке вопроса об информации в черной дыре, на этот раз в связи с тем, что другие исследователи на основе его выкладок сделали вывод о возможном существовании у горизонта событий т. н. "файрволла" — зоны с особыми свойствами пространства, в которой образуются частицы с колоссальной энергией. Но "файрвол" также противоречил основам квантовой механики, и Хокинг попытался снять парадокс.

Для этого он опубликовал заметку на две страницы, в которой сообщил, что горизонт событий черной дыры может быть не четким, а размытым, и задерживать информацию не навечно, а только на время. Согласно публикации, информация не исчезает, но возвращается с "излучением Хокинга" в "расщепленном" и перемешанном виде, из-за чего не может быть расшифрована. А значит, черные дыры в привычном смысле вообще не существуют. Через месяц шведский физик Сабин Хоссенфелдер вернула пошатнувшуюся астрофизику в равновесие, предположив, что "излучение Хокинга" возникает за счет рождения пар частиц по две одновременно, но это был месяц сильного стресса для научного сообщества.

Гипотеза Хокинга о рандомном характере излучения черной дыры также в скоро времени была оспорена.

"Испаряющиеся" черные дыры и потеря массы

Три года назад теория Хокинга получила удар с другой стороны.

Согласно предположениям физика, "излучение Хокинга" постепенно истощает черную дыру, отнимая у нее массу, и в конце концов любая черная дыра испаряется в мировое пространство, все быстрее и все интенсивнее, после чего взрывается. Побочным следствием этой теории стал вывод о том, что в черную дыру может превратиться не любое тело, а только астрономического масштаба.

Время существования черной дыры пропорционально кубу ее массы, и скажем, черная дыра массой в 1000 тонн сможет существовать всего лишь 84 секунды. И если микроскопические черные дыры и существовали на заре вселенной, то их уже давно нет.

Но в 2014 году американский космолог Лора Мерсини-Хатон продемонстрировала возможность того, что потеря массы за счет "радиации Хокинга" будет так высока, что черная дыра не схлопнется в сингулярность, а "испарится" до своего возникновения. Возникновение черных дыр "общепризнанным" способом – через гравитационный коллапс – в этом случае становится вообще невозможным.

В январе и декабре 2016 году Хокинг и его соавторы Малкольм Перри и Эндрю Строминжер опубликовали две статьи, где предприняли попытку устранить накопленные противоречия, предложив, в том числе, новые законы сохранения.

Но на организованной Мерсини-Хатон летом 2015 года конференции по "информационному парадоксу" (где в том числе выступал и Хокинг) научное сообщество не смогло прийти ни к какому общему мнению не только о путях решения задачи, но и о самой природе проблем теории черных дыр, и статьи Хокинга только усилили впечатление, что сложившаяся за последние полвека теория "черных дыр" находится в тупике.

И если черные дыры все-таки окажутся плодом математического воображения, то перед научным сообществом встанет еще более серьезный вопрос – чем же тогда являются все те объекты, которые мы считали черными дырами, включая квазары и центр нашей собственной Галактики.

Опасен ли искусственный интеллект?

Стивен Хокинг также на протяжении многих лет был известен как решительный сторонник исследований в области искусственного интеллекта (ИИ) и как алармист, предупреждавший о возможности "бунта машин".

В январе 2015 года он подписал открытое письмо с призывом многократно увеличить исследования в области искусственного интеллекта (письмо было составлено финансируемой холдингом Элона Маска неправительственной организацией Future Life). Однако уже 19 октября 2016 года Хокинг сделал заявление в совершенно ином тоне. Одновременно с Хокингом почти в том же ключе выступил и его со-подписант Элон Маск.

"Экономические" опасения бывших адвокатов искусственного интеллекта были связаны с развернувшейся в 2015-2016 годах массовой дискуссией о возможности полной автоматизации и алгоритмизации производства.

Опасения, что миллиарды людей останутся без работы – вот про что на самом деле осторожные заявления Хокинга. Но для лидеров научного прогресса уместнее говорить не о том, как роботы оставят людей без работы, а о том, как следует менять структуру общества с учетом этих возможностей, и чем заняться людям в новом мире, когда роботы возьмут на себя большую часть привычных задач. Ведь это не первый и не второй раз в истории, когда прогресс избавляет миллионы от устаревших форм труда. 

Открытие стоимостью в $100

Бозон Хиггса (или "квант поля Хиггса") элементарная частица, открытие которой было предсказано физиком Питером Хиггсом в 1964 году.

Хокинг по неизвестной причине не любил теорию Хиггса, еще когда она была чистой теорией, и в какой-то момент поспорил с физиком Гордоном Кейном на $100, что бозон Хиггса никогда не будет открыт экспериментально.

Кейн занимался поиском способов обнаружения бозона Хиггса. Метод Кейна (и его коллег) сработал на Большом адронном коллайдере 14 марта 2013 года. Хиггс получил Нобелевскую премию, Кейн – $100, а разочарованный Хокинг заявил, что физика стала намного менее интересной и что бозон Хиггса несет в себе угрозу уничтожения Вселенной от распада квантового вакуума.

В этих опасениях он не одинок, но по счастью, если Вселенная погибнет, она погибнет со скоростью света, и мы просто не заметим собственной гибели.

 

Юрий Аммосов

* мнение редакции может не совпадать с мнением автора

При подготовке статьи была использована информация из следующих источников: physicsworld.com, nature.com, iflscience.com, futureoflife.org, livescience.com, cosmosmagazine.com

Показать еще
Поделиться
Новости smi2.ru
Новости smi2.ru
Загрузка...
Реклама
Новости партнеров
Реклама