3 398
Стивен Хокинг, физик Кембриджского университета и автор бестселлеров, который путешествовал по космосу в инвалидном кресле, размышляя о природе гравитации и происхождении Вселенной и становясь эмблемой человеческой решимости и любопытства, умер в начале среды в своем доме в Кембридж, Англия. Ему было 76 лет.
Его смерть была подтверждена представителем Кембриджского университета.
«Он захватил общественное воображение и вызвал любовь к себе десятков миллионов людей во всем мире», — сказал Мичио Каку, профессор теоретической физики в Городском университете Нью-Йорка.
Доктор Хокинг сделал это в основном благодаря своей книге «Краткая история времени: от большого взрыва до черных дыр», опубликованной в 1988 году. Она была продана 10 миллионным тиражом и вдохновила на документальный фильм Эррола Морриса. Фильм о жизни Хокинга«Теория всего» в 2014 году был номинирован на несколько премий «Оскар», а Эдди Редмайн, который играл доктора Хокинга, выиграл «Оскар» за лучшего актера.
С научной точки зрения, д-р Хокинг больше всего запомнился открытием, настолько странным, что его можно выразить в виде дзэн-коана: Когда черная дыра не черная? Когда она взрывается.
В равной степени удивительно то, что у него вообще была карьера. Будучи аспирантом в 1963 году, он узнал, что у него боковой амиотрофический склероз, нервно-мышечное заболевание, известное также как болезнь Лу Герига. Ему оставалось жить всего несколько лет.
Болезнь уменьшила его физический контроль до изгибания пальца и добровольных движений глаз, но оставила его умственные способности нетронутыми.
Он продолжал становиться лидером своего поколения в изучении гравитации и свойств черных дыр, бездонных гравитационных ям, настолько глубоких и плотных, что даже свет не может их избежать.
Эта работа привела к поворотному моменту в современной физике, когда доктор Хокинг приступил к применению квантовой теории, странных законов, которые управляют субатомной реальностью, к черным дырам. В длинном и сложном расчете доктор Хокинг обнаружил, что черные дыры — эти мифологические аватары космической гибели — вовсе не были черными.
Фактически, он обнаружил, что в конечном итоге они будут выгорать, просачиваться из радиации и частиц и, наконец, взорвуться и будут исчезать в течение эонов.
Никто, включая доктора Хокинга, сначала не верил, что частицы могут выйти из черной дыры. «Я не искал их вообще», — вспоминал он в интервью в 1978 году. «Я просто споткнулся о них. Я был довольно раздражен.»
Этот расчет в тезисе, опубликованном в 1974 году в журнале Nature под названием «Взрывы черной дыры», приветствуется учеными как первая великая веха в борьбе за то, чтобы найти единую теорию природы — для соединения гравитации и квантовой механики, эти воюющие описания больших и малых, чтобы объяснить Вселенную, которая кажется странней, чем кто-либо думал.
Открытие излучения Хокинга, как известно, перевернуло представление о черных дырах. Он превратил их от эсминцев к создателям — или, по крайней мере, к переработчикам — и вырвал мечту о последней теории в странном, новом направлении.
«Вы можете спросить, что случится с тем, кто прыгает в черную дыру», — сказал доктор Хокинг в интервью в 1978 году. «Я, конечно, не думаю, что он выживет.»
«С другой стороны, — добавил он, — если мы отправим кого-то прыгнуть в черную дыру, ни он, ни его составляющие атомы не вернутся, но его массовая энергия вернется. Может быть, это относится ко всей Вселенной.»
Деннис В. Сьяма, космонавт и советник доктора Хокинга в Кембридже, назвал тезис Хокинга «самой красивой страницей в истории физики».
В 2002 году доктор Хокинг сказал, что он хотел, чтобы формула радиации Хокинга была выгравирована на его надгробной плите.
Он был человеком, который раздвинул границы в своей интеллектуальной жизни, а также и в своей профессиональной и личной жизни. Он путешествовал по миру на научные встречи, посещая все континенты, включая Антарктику; писал бестселлеры о своей работе; был женат дважды; у него родилось трое детей.
Он отпраздновал свой 60-й день рождения, поднявшись на воздушном шаре. На той же неделе он также разбил свое электрическое кресло-коляску, пробираясь за угол в Кембридже, сломав ногу.
В апреле 2007 года, спустя несколько месяцев после своего 65-летнего юбилея, он принял участие в полете с нулевой гравитацией на борту специально оборудованного для создания невесомости Boeing 727. Это была прелюдия к надежде на полет в космос с компанией VirginGalactic Ричарда Брэнсона на борту SpaceShipTwo.
На вопрос, почему он так рисковал, доктор Хокинг сказал:
«Я хочу показать, что люди не должны ограничиваться физическими недостатками, пока они сильны духом».
Доктор Хокинг был для многих источником вдохновения. Он никогда не позволял своему физическому состоянию омрачать его умственные способности, и это был его дар.
«Каким триумфом была его жизнь», — сказал Мартин Рис, космолог из Кембриджского университета, астроном королевства Великобритании и давний коллега доктора Хокинга.
«Его имя будет жить в анналах науки; миллионы людей расширили свои космические горизонты благодаря его бестселлерам; и даже больше, во всем мире, были вдохновлены уникальным примером достижения успеха во всех отношениях — проявлением удивительной силы воли и решимости».
Стивен Уильям Хокинг родился в Оксфорде, Англия, 8 января 1942 года — 300 лет спустя, (как он любил указывать) после смерти Галилея, который начал изучать гравитацию. Его мать, бывшая Изобель Уокер, отправилась в Оксфорд, чтобы избежать бомб, которые падали ночами во время бомбандировки Лондона. Его отец, Фрэнк Хокинг, был выдающимся исследователем-биологом.
Старший из четырех детей, Стивен был посредственным учеником в школе Сент-Олбанс в Лондоне, хотя его врожденный блеск был признан одноклассниками и учителями.
Позже, в Университетском колледже, Оксфорд, он так хорошо изучил математику и физику, что редко консультировался с книгой или делал заметки. По его оценке, он проработал тысячу часов работы за три года или один час в день. «Ничто не казалось стоящим для приложения усилий», — сказал он.
Единственным предметом, который он нашел захватывающим, была космология, потому что, по его словам, это касалось «большого вопроса: откуда появилась Вселенная?»
По окончании он перебрался в Кембридж. Однако, прежде чем он смог начать свое исследование, он был поражен тем, что его исследовательский советник, доктор Сьяма, стал называть «эту ужасную вещь».
Молодой Хокинг несколько раз испытывал слабость и приступы падения. Вскоре после его 21-го дня рождения, в 1963 году, врачи сказали ему, что у него боковой амиотрофический склероз. Они сказали, что ему оставалось жить меньше трех лет.
Его первым ответом была тяжелая депрессия. Ему снилось, что он будет казнен, сказал он. Затем, вопреки разным причинам, болезнь стабилизировалась. Хотя он постепенно терял контроль над своими мышцами, он все еще мог ходить на короткие расстояния и выполнять простые задачи, хотя и кропотливо, как одевание и раздевание. Он почувствовал новую цель.
«Когда вы сталкиваетесь с возможностью ранней смерти, — вспоминал он, — это заставляет вас осознавать, что жизнь стоит того, чтобы жить, и что есть много вещей, которые вы хотите сделать».
В 1965 году он женился на Джейн Уайлд, студентки лингвистики. Теперь, по его собственным словам, у него не только было «что-то, чтобы жить»; он также должен был найти работу, которая дала ему стимул серьезно работать над его докторской степенью.
Его болезнь, однако, лишила его способности записывать длинные цепи уравнений, которые являются инструментами роботы космолога. Характерно, что он превратил этот гандикап в силу, собирая свои силы для смелых скачков мысли, которые в его поздние годы он часто оставлял для других кодифицировать на правильном математическом языке.
По необходимости он сосредоточился на проблемах, которые можно было атаковать через «картины и диаграммы», приняв геометрические методы, которые были разработаны в начале 1960-х годов математиком Роджером Пенроузом и коллегой из Кембриджа Брэндоном Картером для изучения общей теории относительности, теории Эйнштейна силы тяжести.
Черные дыры являются естественным предсказанием этой теории, которая объясняет, как массовое и энергетическое пространство прогибается, как спящий человек заставляет матрац провисать. Световые лучи будут изгибаться, когда они пересекают гравитационное поле.
Слишком много массы или энергии в одном месте может привести к провалу пространства без конца; объект, который был достаточно плотным, как массивная коллапсирующая звезда, мог обернуть вокруг себя, как плащ волшебника, и исчезнуть, сжимаясь внутри до бесконечной плотности, называемой сингулярностью, космическим тупиком, где известные законы физики сломаются — это черная дыра.
Сам Эйнштейн считал это абсурдным, когда ему указывали на такую возможность.
Однако, используя Космический телескоп Хаббл и другие сложные инструменты наблюдения и анализа, астрономы определили сотни объектов, которые слишком массивны и темны, чтобы быть чем угодно, кроме черных дыр, в том числе сверхмассивный в центре Млечного Пути. Согласно нынешней теории, Вселенная должна содержать еще миллиарды.
В рамках своей докторской диссертации, в 1966 году доктор Хокинг показал, что когда вы снимаете фильм о расширяющейся вселенной назад, вы обнаружите, что такая особенность должна существовать когда-то в космической истории; в пространстве и времени, то есть должно было быть начало. Он, доктор Пенроуз и состав коллег, опубликовали ряд теорем о поведении черных дыр и о страшной судьбе всего, что попало в них.
Этот прорыв Хокинга вызвал споры с израильским физик-теоретиком Якобом Бекенштейном о том, что черные дыры, можно сказать, энтропия, термодинамическая мера беспорядка. Доктор Бекенштейн сказал, что они могут, указывая на близкую аналогию между законами, которые Доктор Хокинг и его коллеги получили для черных дыр, и законами термодинамики.
Доктор Хокинг сказал нет. Чтобы иметь энтропию, черная дыра должна иметь температуру. Но теплые предметы, от лба до звезды, излучают смесь электромагнитного излучения, в зависимости от их точных температур. Ничто не могло избежать черной дыры, и поэтому ее температура должна была быть нулевой. ” Я был очень доволен Бекенштейном», — вспоминал Доктор Хокинг.
Чтобы решить этот вопрос, д-р Хокинг решил исследовать свойства черных дыр размером с атом. Это, однако, потребовало добавления квантовой механики, парадоксальных правил атомарного и субатомного мира к гравитации, подвиг, который никогда не был достигнут. Друзья перевернули страницы учебников квантовой теории, так как доктор Хокинг сидел неподвижно, глядя на них месяцами.
Когда ему в итоге удалось сделать расчет в голове, он с удивлением обнаружил, что частицы и излучение извергаются из черных дыр. Доктор Хокинг убедился, что его расчет был правильным, когда он понял, что уходящее излучение будет иметь тепловой спектр, характерный для тепла, излучаемого любым теплым телом, от звезды до лихорадочного лба. Доктор Бекенштейн был прав.
Доктор Хокинг даже понял способ объяснить, как частицы могут выйти из черной дыры. Согласно квантовым принципам, пространство вблизи черной дыры будет изобиловать «виртуальными» частицами, которые будут вспыхивать в виде пар соответствующих частиц и античастиц — подобно электронам и их злым двойным противоположностям, позитронам — из энергии, заимствованной из дыры интенсивного гравитационного поля. Затем они встретились и уничтожили друг друга в мгновение ока, погасив долг за их краткое существование. Но если одна из пар попала в черную дыру, другая могла бы свободно бродить и стать настоящей. Казалось бы, он исходит из черной дыры и отнимает у нее энергию.
«У людей ошибочное впечатление, что математика — это просто уравнения. На самом деле, уравнения — всего лишь скучная часть математики.»
«Самое важное в радиации Хокинга — это то, что он показывает, что черная дыра не отрезана от остальной части вселенной», — сказал доктор Хокинг.
Это также означало, что черные дыры имели температуру и имели энтропию. В термодинамике энтропия является мерой потери тепла. Но это также мера объема информации — количество бит — необходимое для описания того, что находится в черной дыре. Любопытно, что количество бит пропорционально площади поверхности черной дыры, а не ее объему, что означает, что объем информации, которую вы могли бы влить в черную дыру, ограничен ее площадью, а не, как можно было бы наивно думать, ее объемом.
Этот результат стал лакмусовой бумажкой для теории струн и других претендентов на теорию квантовой гравитации. Это также привело к размышлениям о том, что мы живем в голографической вселенной, в которой трехмерное пространство является своего рода иллюзией.
Эндрю Стромингер, теоретик из Гарварда, сказал о голографической теории: «Если это действительно так, это глубокое и красивое свойство нашей вселенной, но не очевидное».
Открытие излучения черной дыры также привело к 30-летнему спору о судьбе вещей, попавших в черную дыру.
Д-р Хокинг первоначально сказал, что подробная информация что попала в нее, будет потеряна навсегда, потому что частицы, выходящие, будут полностью случайными, стирая любые образцы, присутствовавшие при первом попадании. Перефразируя жалобу Эйнштейна о случайности, присущей квантовой механике, Доктор Хокинг сказал: «Бог не только играет в кости с вселенной, но и иногда бросает их туда, где их невозможно увидеть».
Многие физики частиц заявили, что это нарушает принцип квантовой физики, в котором говорится, что информация всегда сохраняется и может быть восстановлена. Леонард Сассскинд, физик из Стэнфорда, который продолжал спорить в течение десятилетий, сказал: «Стивен правильно понял, что если это будет так, это приведет к падению значительной части физики в XX веке».
В другом случае он охарактеризовал доктора Хокинга как «одного из самых упрямых людей в мире; нет, он самый беспризорный человек во вселенной. Доктор Хокинг ухмыльнулся.
Д-р Хокинг признал свое поражение в 2004 году. Любая информация, попадающая в черную дыру, вернется, когда она взрывается. Одно из следствий, он, к сожалению, заметил, что нельзя использовать черные дыры, чтобы убежать в другую вселенную. «Мне жаль разочаровывать поклонников научной фантастики, — сказал он.
Доктор Хокинг видел исследование космоса как необходимое условие долговременного выживания человечества. «Жизнь на Земле все больше рискует быть уничтоженной катастрофой, такой как внезапная глобальная ядерная война», — сказал он в 2007 году.
Однако, несмотря на его уступку, информационный парадокс, как известно, стал одной из самых горячих и глубоких тем в теоретической физике. Физики говорят, что они все еще не знают, как информация попадает в черные дыры или выходит из нее.
Рафаэль Буссо из Калифорнийского университета в Беркли и бывший студент доктора Хокинга сказал, что нынешние дебаты подняли «еще на несколько вырезов» его оценку «потрясающей величины» оригинального открытия доктора Хокинга.
В 1974 году доктор Хокинг был избран членом Королевского общества, старейшей научной организации в мире; в 1982 году он был назначен на кафедру математики в Кембридже, должность, которую когда-то занимал Исаак Ньютон. «Говорят, что это стул Ньютона, но, очевидно, он был изменен», — любил он бросить вызов.
Доктор Хокинг также ежегодно посещал Калифорнийский технологический институт в Пасадене, который стал вторым домом. В 2008 году он поступил в Периметр Института теоретической физики в Ватерлоо, Онтарио, в качестве приглашенного исследователя.
Окончив черные дыры, доктор Хокинг устремил свой взгляд на происхождение Вселенной и устранил эту странную сингулярность в начале времен от моделей космологии. Если бы законы физики могли сломаться там, они могли бы разрушиться повсюду.
На встрече в Ватикане в 1982 году он предположил, что в окончательной теории не должно быть места или времени, когда законы нарушались даже в самом начале. Он назвал понятие «безграничным» предложением.
С Джеймсом Хартлом из Института теоретической физики в Санта-Барбаре, штат Калифорния, доктор Хокинг представлял историю Вселенной как сферу, подобную Земле. Космическое время соответствует широте, начиная с нуля на Северном полюсе и продвигаясь на юг.
Хотя время началось там, Северный полюс не был чем-то особенным; там применялись те же законы, как и везде. Спросив, что произошло до Большого взрыва, доктор Хокинг сказал, было похоже на то, что было в миле к северу от Северного полюса — это было не какое-либо место, или любое время.
К тому времени теория струн, которая, наконец, объясняла как гравитацию, так и другие силы и частицы природы, как крошечные микроскопически вибрирующие струны, как заметки на скрипке, была ведущим кандидатом на «теорию всего».
В «Краткой истории времени» д-р Хокинг пришел к выводу, что «если мы обнаружим полную теорию» вселенной, «она должна со временем быть понятной в широком принципе всеми, а не только несколькими учеными».
Он добавил: «Тогда мы все, философы, ученые и простые люди, сможем принять участие в обсуждении того, почему мы и вселенная существуют».
«Если мы найдем ответ на этот вопрос, — продолжил он, — это было бы окончательным триумфом человеческого разума, потому что тогда мы узнали бы разум Бога».
До 1974 года доктор Хокинг все еще мог прокормить себя и встать с постели. По настоянию Джейн он каждую ночь тащил себя, протягивая руку, поднимаясь по лестнице в спальню в своем доме в Кембридже, чтобы сохранить оставшийся мышечный тонус. После 1980 года уход был дополнен медсестрами.
Доктор Хокинг сохранил некоторый контроль над своей речью до 1985 года. Но в поездке в Швейцарию он заболел пневмонией. Врачи спросили Джейн, хочет ли она, чтобы его жизнеобеспечение отключилось, но она сказала «нет». Чтобы спасти его жизнь, врачи вставили дыхательную трубку. Он выжил, но потерял голос.
Некоторое время казалось, что он сможет общаться только, указывая на отдельные буквы на доске алфавита. Но когда компьютерный эксперт, Уолтер Вольтос, услышал о состоянии доктора Хокинга, он предложил ему программу, которую он написал под названием Эквалайзер. Нажимая переключатель с его неподвижными пальцами, доктор Хокинг смог просмотреть меню, содержащее все буквы и более 2500 слов.
Слово за словом — и, при необходимости, письмо по букве — он мог создавать предложения на экране компьютера и отправлять их на синтезатор речи, который озвучил для него. Весь аппарат был приспособлен к его моторизованной инвалидной коляске.
Даже когда он слишком слаб, чтобы двигаться пальцем, он общался через компьютер с помощью инфракрасного луча, который он активировал, подергивая правую щеку или моргнув глазом. Система была расширена, чтобы позволить ему открывать и закрывать двери в своем кабинете, а также пользоваться телефоном и интернетом без помощи.
Хотя он в среднем говорил менее 15 слов в минуту, доктор Хокинг обнаружил, что он мог говорить через компьютер лучше, чем до того как он потерял голос. Его единственная жалоба, по его словам, заключалась в том, что синтезатор речи, изготовленный в Калифорнии, дал ему американский акцент.
Его решение написать «Краткую историю времени» было вызвано, по его словам, желанием поделиться своим волнением об «открытиях, которые были сделаны во вселенной», с «публикой, которая заплатила за исследование». Он хотел сделать идеи настолько доступными, чтобы книга могла продаваться в аэропортах.
Он также надеялся заработать достаточно денег, чтобы заплатить за образование своих детей. Он это сделал. Необычный успех книги сделал его богатым, героем для людей с ограниченными возможностями, и еще более знаменитым.
На протяжении многих лет средства массовой информации следили за его движениями и деятельностью, от посещения Белого дома до встречи с болельщиками Далласских ковбоев и сообщали о его мнениях по поводу всего.
Отвечая на вопрос журнала New Scientist, о чем он думал больше всего, доктор Хокинг ответил:
«Женщины. Это полная тайна.»
В 1990 году доктор Хокинг и его жена развелись после 25 лет брака; Джейн Хокинг писала о своих годах вместе в двух книгах: «Музыка для перемещения звезд: жизнь со Стивеном Хокином» и «Путешествие к бесконечности: моя жизнь со Стивеном». Последнее стало основой фильма «Теория всего» в 2014 году.
В 1995 году он женился на Элейн Мейсон, медсестре, которая заботилась о нем с момента его приступа пневмонии. Она была замужем за Дэвидом Мейсоном, инженером, который привязал синтезатор речи Хокинга к инвалидной коляске.
В 2004 году британские газеты сообщили, что полиция Кембриджа расследует утверждения о том, что Элейн злоупотребляла доктором Хокином, но никаких обвинений не предъявлялось, и доктор Хокинг отверг обвинения. Они согласились развестись в 2006 году.
В среду утром его дети, Роберт, Люси и Тим, опубликовали следующее заявление:
«Мы глубоко огорчены тем, что наш любимый отец скончался сегодня. Он был великим ученым и необыкновенным человеком, чья работа и наследие будут жить в течение многих лет. Его мужество и настойчивость с его блеском и юмором вдохновляли людей по всему миру. Однажды он сказал: «Это не было бы большой частью вселенной, если бы она не была домом для людей, которых вы любите». Мы будем скучать по нему всегда.»
Среди его многочисленных почестей доктор Хокинг был назначен командующим Британской империей в 1982 году. Летом 2012 года он сыграл главную роль в открытии Паралимпийских игр в Лондоне. Единственное, чего не хватало, было Нобелевская премия, и его объяснение этому было характерно: «Нобеля дают только теоретические работы, которые были подтверждены наблюдением. Мне очень трудно наблюдать за тем, над чем я работал».
Доктор Хокинг был сильным сторонником исследования космоса, заявив, что он необходим для долгосрочного выживания человечества. «Жизнь на Земле все больше рискует быть уничтоженной катастрофой, такой как внезапная глобальная ядерная война, генетически модифицированный вирус или другие опасности, о которых мы еще не думали», — сказал он аудитории в Гонконге в 2007 году.
Однако ничто не вызвало столько фуроров, как его все более резкие замечания о религии. Одним из притязаний безграничного предложения для доктора Хокинга было то, что нет необходимости привлекать ни к чему кроме универсума, как Бог, чтобы объяснить, как это началось.
В «краткой истории времени» он ссылался на” разум Бога“, но в” Великом дизайне», книге 2011 года, которую он написал с Леонардом Млодиновым, он был более мрачным о религии. «Нет необходимости призывать Бога, чтобы зажечь голубую сенсорную бумагу“, — писал он, ссылаясь на британский термин для взрывателя фейерверка, — и установить вселенную.”
Он пошел дальше в интервью в этом году в The Guardian , сказав: «Я рассматриваю мозг как компьютер, который перестанет работать, когда его компоненты потерпят неудачу. Для разрушенных компьютеров нет рая или загробной жизни; это сказочная история для тех, кто боится темноты».
Проведя большую часть своей жизни, сражаясь с черными дырами и космической гибелью, доктор Хокинг не боялся темноты.
«Их называют черными дырами, потому что они связаны с опасениями людей быть уничтоженными или поглощенными», — сказал он однажды интервьюеру. «У меня нет страхов быть брошенным в них. Я их понимаю. Я чувствую в некотором смысле, что я их хозяин.»
nytimes.com