Рубрика: Бизнес

943

Рейтинг статьи: 4.3529

Стивен родился здоровым мальчишкой. Казалось бы, что в семье медиков проблемы со здоровьем ему не грозят, но природа решила распорядиться иначе. Началось всё в университете с легкого дискомфорта при движении, слабости в мышцах и потери сознания. Изабель убедила сына в необходимости обследования, в результате ему был поставлен диагноз, который очень быстро обездвиживает всё тело, а спустя пару лет, приводит к смерти, — боковой амиотрофический склероз.

К счастью, врачи ошиблись в своих пессимистичных прогнозах. Недуг прогрессировал не слишком быстро, — прошло почти 10 лет лет до того момента, как Стивен оказался в инвалидном кресле. Позже стало трудно говорить внятно, на лекциях требовался помощник, который мог понять и передать слова Хокинга его студентам. А после воспаления лёгких и трахеостомии в 1985 году говорить и вовсе не представлялось возможным. Благодаря передовым технологиям удалось вернуться к общению с помощью синтезатора речи, продолжить свою научную деятельность и преподавание.

“Излучение Хокинга”

Болезнь не стала помехой для выдающегося ума. Стивен Хокинг обосновал не одну теорию о чёрных дырах и устоях Вселенной. Одна из теорий даже названа его именем, в ней он поставил под сомнение статичное состояние черной дыры, которая, как считалось ранее, не излучает “информацию”, а лишь поглощает её.

Стивен доказал с помощью расчетов необходимость рассматривать применительно к чёрным дырам не только стандартную теорию тяготения, но и квантовую. Именно в квантовой механике появляется вероятность, что чёрные дыры могут излучать энергию с выделением тепла, при этом теряя свою собственную, а это означает, что чёрные дыры способны полностью испаряться.

Внезапная болезнь и научный прорыв

На последнем курсе обучения в Оксфорде Стивен заметил, что у него появились проблемы с координацией движений. Обратившись к врачу, он получил полушутливый совет поменьше пить.

Будучи студентом уже Кембриджа, однажды он упал, катаясь на коньках, и не смог подняться. Мать отвела его к семейному врачу, тот посоветовал пройти полное обследование. Как гром среди ясного неба прозвучал диагноз — боковой амиотрофический склероз. 21-летнему Стивену врачи давали не больше двух лет жизни.

Тем не менее даже прогрессирующая болезнь не помешала ему работать. В 1965 Хокинг стал исследователем при Кембриджском университете. Он работал при Институте теоретической астрономии, а также Институте астрономии, преподавал на кафедрах физики и математики.

В конце 1960-х его здоровье резко ухудшилось — самостоятельно передвигаться он больше не мог, поэтому пересел в инвалидную коляску.

И даже это не помешало ему упорно работать над своими теориями о происхождении Вселенной.

Физика и космология

Закон всемирного тяготения прекрасно решает задачи физики для объяснения движения всех тел и их притяжения друг к другу. Время в нём — вполне конкретная величина, но данный закон не вдается в подробности, почему сила притяжения зависит от массы тел и от расстояния между ними. Именно поэтому в игру вступает теория относительности, которая утверждает, что это происходит из-за искажения самого времени и пространства за счёт энергии этих тел.

Согласно теории этернализма, к которой был привержен и Стивен Хокинг, все, что когда-либо было или ещё только будет, — по-настоящему уже есть, но не «здесь и сейчас», а на расстоянии определённого времени и пространства от «здесь и сейчас». В его понимании, черные дыры – это не место в одном лишь пространстве, а скорее точка в системе координат пространство-время, некое материальное состояние всех вещей, но во времени.

В итоге, применив квантовую механику «бесконечно малого мира» к необъятным просторам Вселенной, Стивен Хокинг вместе с другими учеными вывел теорию, что у Вселенной нет одной единственной истории, как в классической картине мира, но все вероятные пути развития событий существуют одновременно. Человечество находится в отдельно взятой Вселенной, где есть возможность его существования,– а значит, все принципы этой Вселенной соответствуют возможности наличия планет, жизни и разума. И из всех теорий развития событий вперёд выходят те, которые могут привести к созданию человечества.

Научная сфера

Основные интересы Хокинга были связаны с космологией, квантовой механикой и теорией струн. Он внес существенный вклад в развивавшуюся теорию Большого взрыва. Сформировал космологическую модель, которая гласила о том, что Вселенная возникла из микроточки. Им также была выдвинута и описана гипотеза, что черные дыры могут не только поглощать, но и излучать материю («излучение Хокинга»).

Это интересно: Черные дыры, что это такое?

В 1971 году ученый предположил существование микроскопических черные дыр, масса которых может равняться триллионам килограмм и не превосходить объема одной микрочастицы. Погрузившись в это направление науки, Хокинг стал утверждать, что андронный коллайдер способен создавать микроскопические черные дыры.

В 1981 году он предположил, что, хотя Вселенная не имеет ограничений, она имеет конечный размер в пространстве-времени.

Документальные фильмы Хокинга о Вселенной

Стивен Хокинг был выдающимся ученым и преподавателем, за свою жизнь он провёл очень много лекций о тайнах Вселенной, он умел грамотно и доступно объяснять сложные вещи как человеку сведущему, так и простому обывателю. Именно эта его способность в полной мере проявлена в 4 документальных фильмах.

• «Инопланетяне» — в этом фильме Хокинг делится мыслями о том, что инопланетяне существуют, выдвигает теории о том, где их можно встретить, и что они из себя представляют. Можем ли мы понять, что это именно они?
• «Путешествия во времени» — ещё один фильм, в котором Стивен Хокинг вместе с тремя добровольцами пытаются разобраться, возможно ли перемещаться во времени. Если да, то как открыть “портал”? А ещё, возможно ли взять время под контроль.
• «Рассказ обо всем». Часть 1 и 2 — здесь рассказана история Вселенной от момента ее возникновения, к созданию нашего мира и всего, что есть в нем и вне его, до далекого будущего и гибели Вселенной.

“Краткая история времени”

Кроме фильмов Стивен Хокинг применил свою способность говорить просто о сложных вещах и в книгах. В книге «От Большого взрыва до черных дыр» он рассказывает о том, как появилась Вселенная, о том, где берёт своё начало пространство и время, о появлении и существовании чёрных дыр, о теории суперструн и о некоторых проблемах в математике.

Всё это Хокинг рассказывает на страницах своей книги очень доступно, упомянув лишь одну единственную формулу, хотя их не один десяток для описания каждого явления. Книга получила огромную популярность, за 20 лет её купили более 20 миллионов человек.

“Черные дыры и молодые Вселенные”

Вторая книга Хокинга, которую он создавал с 1976 по 1992 год, включает в себя его эссе на разные темы: размышления о детстве, о философии науки, о Вселенной, которую Хокинг так боготворил.

Все эссе были написаны в разное время на протяжении 16 лет, каждая из них была актуальна на указанный момент времени. В них можно проследить, как менялся уровень знаний Стивена, и что приводило его к тем или иным выводам.

Некоторые размышления были написаны, как конспект для прочтения перед аудиторией, но впоследствии становились отдельными трудами.

Хокинг был не согласен с тем, что Вселенная – это непостижимая и непредсказуемая тайна, к которой можно только прикоснуться. Он был уверен в том, что все её законы упорядочены, пусть ученые и не могут их до конца изучить. Поэтому все эссе в данной книге написаны с учётом того, что знание есть и нужно стремиться постигнуть его, чтобы стать повелителями Вселенной, понять, наконец, как устроен наш мир и как он появился на свет.

“Мир в ореховой скорлупе”

Данная книга стала иллюстрированным продолжением самой первой книги Хокинга. Она раскрывает суть научных открытий, которые были сделаны ранее. Стивен не ожидал, что его “Краткая история времени” завоюет такую популярность, а люди будут просить продолжения. Хокинг был в то время занят исследованиями и не хотел писать, но позже он решил создать книгу, которая будет более проста для понимания.

Он изменил структуру и линейную логику изложения, где каждая следующая мысль следует из предыдущей. При таком подходе люди часто не дочитывали до самых интересных идей, так как в какой-то момент застревали на одной из глав. В новой книге Стивен постарался сделать так, чтобы каждая глава была привязана лишь к основной мысли и не зависела от остальных. Так и появилась структура, при которой читатель может прочитать 1 и 2 главы, как основные, а после изучить остальные в произвольном порядке, следуя подсказкам.

За время, прошедшее до написания данной книги, Хокинг достиг значительного прогресса на пути изучения Вселенной, но движение к познанию не окончено, что даёт почву для будущих трудов. При создании этой книги у автора было много помощников, которые помогали воплотить мысли Хокинга в иллюстрациях, понятных простому обывателю.

Синтезатор вместо голоса.

0 В начале 1980-х годов профессор Хокинг и профессор Джим Хартл предложили модель Вселенной, которая не имеет космических границ и времени. Именно эта модель и описывается в ставшей мировым бестселлером (продано 25 миллионов экземпляров по всему миру) «Краткой истории времени». Однажды на встрече Королевского сообщества Хокинг прервал лекцию известного астрофизика Фреда Хойла, чтобы указать ему на ошибку в ответе, до того как задача была решена. Когда профессор спросил, каким образом Хокинг заметил ошибку, он сказал: «Просто я уже решил задачу в уме». Мир признал его гением, но и это признание не могло вернуть ему здоровья. В 1985 году его подкосило воспаление лёгких — болезнь, которая часто становится смертельной при диагнозе Хокинга. Учёный выкарабкался и на этот раз, но из-за проведённой операции навсегда лишился возможности говорить.

0 «Я поднимал бровь, когда кто-то показывал мне подряд карточки с алфавитом. Это было очень медленно. Я не мог вести беседу и, конечно же, не мог написать научную работу, — вспоминал Хокинг. — К счастью, у меня всё ещё достаточно сил в руке, чтобы нажимать и отпускать маленький выключатель. Этот выключатель соединён с компьютером, на экране которого всё время движется курсор. Он помогает мне выбирать слова из списка, возникающего на экране. Слова, которые я уже выбрал, отображаются в верхней части экрана. Когда я построил фразу полностью, я посылаю её в звуковой синтезатор. Синтезатор, которым я пользуюсь, довольно старый, ему 13 лет. Но я очень привязался к нему».

“Кратчайшая история времени”

В 2005 году Стивен Хокинг пришел к необходимости переиздания своей первой научно-популярной книги, дополнил ее новыми открытиями и обновлениями при поддержке американского физика Леонарда Млодинова. В ней также говорится о появлении Вселенной, чёрных дырах, теории суперструн, развитии теории относительности и квантовой механике, но более развернуто, нежели в первой части. В заключительной части были описаны взаимодействия, на которых всё основано, а также были сделаны попытки создания объединённой теории.

Кроме того, в данной книге описаны результаты исследований спутника COBE и телескопа Хаббл.

В русском издании “Кратчайшей истории” 2014 года приведены малоизвестные заметки о жизни и выводах А. Эйнштейна, Г. Галилея, И. Ньютона.

Как Хокинг проиграл подписку на «Пентхаус».

0 С годами болезнь оставляла Стивену Хокингу всё меньше возможностей. В последние годы подвижность осталась лишь в мимической мышце щеки, напротив которой закреплён датчик. С его помощью физик управляет компьютером, позволяющим ему общаться с окружающими. После операции в 1985-м и потери речи у Хокинга постепенно ухудшились отношения с супругой. В 1990 году, после четверти века совместной жизни, они стали жить раздельно, а затем развелись. И в 1995 году учёный… женился на своей сиделке. Брак с Элайн Мэсон продлился 11 лет, после чего физик разошёлся и с этой своей пассией.
«А похоже, этот парень парализован только сверху», — с некоторой завистью стали писать о личной жизни Хокинга вполне здоровые мужчины, не имеющие успеха у дам. Ещё в 1974 году Стивен Хокинг и его коллега Кип Торн сошлись в споре природы объекта Лебедь X-1 и природы его излучения. Хокинг был уверен, что объект не является чёрной дырой, Торн был уверен в обратном. В 1990 году Хокинг признал, что был не прав и вручил Торну его выигрыш — годовую подписку на мужской журнал «Пентхаус». Для Хокинга, лауреата всех мыслимых и немыслимых наград (за исключением, пожалуй, Нобелевской премии), подобное отношение к науке совершенно нормально.

“Джордж и тайны Вселенной”

Стивен Хокинг стремился вызвать интерес к изучению Вселенной и её тайн у всех людей, поэтому много времени он уделил популяризации научных исследований. Именно поэтому в большинстве его книг нет сложных расчётов и формул, они написаны доступным языком. Учёный позаботился и о молодом поколении будущих Ньютонов и Эйнштейнов, вместе со своей дочерью Люси и бывшим аспирантом Кристофом Гальфаром Хокинг написал в 2007 году книгу для детей о путешествии Джорджа и его друзей во Вселенной.

В этой динамичной и забавной книге представлены идеи о многих занимательных предметах, доступные для понимания детей, — черных дырах, квазарах, астероидах, галактиках и параллельных Вселенных. Книга рассчитана на юного читателя среднего школьного возраста и помогает ему с помощью приключений Джорджа и его друзей больше узнать о законах физики, о мире, в котором мы живём, о том, какие законы им управляют.

Авторы старались писать наиболее реалистично, поэтому в данной книге нет магии, а единственный волшебный предмет — компьютер “Космос”, помогающий компании открывать двери в любую точку Вселенной. Все эти приключения стали возможными для Джорджа, благодаря знакомству с его новыми соседями — Анни и Эриком. Анни простая девочка, увлекающаяся балетом, а Эрик — её отец, учёный-космолог, который постигает тайны Вселенной. Благодаря им, жизнь юного одинокого Джорджа изменилась в одночасье и наполнилась яркими открытиями.

Болезнь

С ранних детских лет Стивен был здоровым мальчиком, даже в юности его не беспокоили никакие недуги. Но в молодости с ним случилось несчастье. У молодого Стивена обнаружили страшную болезнь – боковой амиотрофический склероз.

Диагноз прозвучал, как приговор. Симптомы заболевания развивались с огромной скоростью. В результате будущий гений науки остался полностью парализованным. Несмотря на это, на фото Стивен Хокинг всегда предстает с доброй улыбкой. Будучи прикованным к инвалидному креслу, Стивен не останавливался в умственном развитии, занимался самообразованием, штудировал научную литературу, посещал семинары. Парень боролся каждую минуту. Его моральный дух помог в 1974 году получить постоянное членство в Лондонском королевском обществе.

В 1985 году Стивен Хокинг перенес операцию на гортани, которой невозможно было избежать из-за осложнившейся пневмонии. С тех пор Стивен полностью перестал разговаривать, но продолжал активно контактировать с коллегами при помощи синтезатора речи, разработанного его друзьями – инженерами Кембриджского университета — специально для него.

Некоторое время Хокинг мог шевелить указательным пальцем правой руки. Но и эта способность со временем утратилась. Подвижной осталась единственная мимическая мышца щеки. Сенсор, установленный напротив этой мышцы, помог Стивену в управлении компьютером, с помощью которого он мог общаться с окружающими его людьми.

Почему некоторые пациенты с болезнью двигательного нейрона живут долго?

На самом деле боковой амиотрофический склероз поражает не только моторные нейроны. В ходе научных исследований выявлено, что около 10 процентов пациентов, страдающих заболеванием БАС, имеют проблемы с функциональной активностью некоторых отделов мозга (зачастую в лобной и височной долях), в которых отсутствуют двигательные нейроны (иными словами, мотонейроны).

По некоторым предположениям, у Хокинга не нарушена работа диафрагмы (а также глотательной функции мышц), потому как заболевание было выявлено в ранней форме. Лео Маккласки говорит о том, что в его практике были случаи, когда подобная патология идентифицировалась у некоторых людей в 16-летнем возрасте, и они проживали до 60-65 лет. Тем не менее закономерно подтвержденного объяснения (с медицинской точки зрения) их долголетия до сих пор нет.

Несмотря на тяжелый недуг, биография Стивена Хокинга наполнена радужными событиями, научными открытиями и достижениями. Страшное заболевание не сломило Стивена, только чуть изменило течение жизни. Практически полностью парализованный Стивен Хокинг не видел преград в собственном недуге, вёл полноценную насыщенную работой жизнь.

Однажды Хокинг совершил настоящий подвиг. Он согласился испытать на себе условия пребывания в невесомом пространстве, совершив полет на специально оборудованном летательном аппарате. Это событие, произошедшее в 2007 году, полностью видоизменило представление Стивена Хокинга об окружающем мире. Ученый поставил себе цель – покорить космос не позднее 2009 года.

Личная жизнь

Не смотря на все трудности в жизни, Стивен Хокинг сумел создать семью и воспитать троих детей вместе со своей женой Джейн Уайлд, с которой он прожил в браке 25 лет. Они познакомились ещё в университете, когда Стивен только-только узнал о своей болезни. Именно Джейн смогла возродить в нём желание жить и исследовать, не смотря на страшные предсказания врачей о скоропостижной смерти. Семейная жизнь стала мощным стимулом для исследователя, ведь нужно было продолжать работу, содержать жену и будущих детей.

14 июля 1965 года Стивен и Джейн стали мужем и женой, тогда Хокинг ещё мог ходить. К 1967 году его уже не должно было быть на свете, но судьба распорядилась иначе, именно в этот год у молодых Хокингов родился сын Роберт, а спустя 3 года, дочь Люси, в 1979 еще один сын Тимоти. Забота о детях полностью оказалась в руках жены Стивена, которая к тому же поддерживала и его самого.

После операции на гортань в 1985 году и очередной борьбы за жизнь, Хокингу понадобился круглосуточный профессиональный уход, для этого были наняты три медсестры.

Спустя 25 лет совместной жизни Стивен и Джейн разошлись, но на отношения с детьми это не повлияло. Позже Хокинг заключил брак со своей сиделкой Элайн Мэйсон. Вместе они прожили 11 лет и в 2006 году подали на развод.

Часть первая: Восхождение легенды Хокинга

Многие называют его «современным Эйнштейном». Работа Хокинга в области космологии и теоретической физике не имеет равных среди современников. В дополнение к своей работе над гравитационными сингулярностями и квантовой механикой, он также обнаружил, что черные дыры излучают радиацию (так называемое излучение Хокинга). Ко всему прочему, Хокинг стал культурной иконой, регулярно появляясь на телевизионных шоу, читая публичные лекции, издавая научно-популярные книги, в которых рассказывает о своих теориях в доступном и удобочитаемом формате.

Физики обнаружили слияние черных дыр, которые не должны существовать

Когда родился Стивен Хокинг

Хокинг родился 8 января 1942 года (в 300-ю годовщину со дня смерти Галилея) в Оксфорде, Англия. Его родители, Фрэнк и Изабель Хокинг, учились в Оксфордском университете, где Фрэнк изучал медицину, а Изабель философию, политику и экономику. Сначала пара жила в Хайгейте, пригороде Лондона, но впоследствии перебралась в Оксфорд, подальше от взрывов и чтобы родить своего ребенка в безопасности.

В 1950 году семья снова переехала, в этот раз в Сент-Олбанс, Хартфордшир, поскольку отец Стивена стал заведующим кафедрой паразитологии в Национальном институте медицинских исследований. Пребывая там, семья приобрела репутацию очень интеллигентных, но несколько эксцентричных людей. Они жили скромно, жили в большом, суматошном доме, за которым следили мало, и лицо каждого члена семьи постоянно скрывала книжка.

Молодой Стивен Хокинг.

Где учился Хокинг

Хокинг начал свое обучение в школе Байрон Хаус, где и столкнулся с трудностями, пытаясь научиться читать (позже он обвинит в этом «прогрессивные методы» школы). Будучи в Сент-Олбанс, восьмилетний Хокинг несколько месяцев посещал старшую школу Сент-Олбанс для девочек (в которой тогда разрешалось учиться юным мальчишкам). В сентябре 1952 года его на год зачислили в школу Рэдлетт, но большую часть своих подростковых лет он проведет в Сент-Обанс из-за финансовых трудностей семьи.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.

Именно там Хокинг приобрел много друзей, с которыми играл в настольные игры, делал фейерверки, моделировал самолеты и катера и подолгу разговаривал на разные темы, от религии до экстрасенсорного восприятия. В 1958 году, с помощью учителя математики Дикрана Тахта, Хокинг и его друзья построили компьютер из частей часов, старого телефонного коммутатора и других списанных в утиль компонентов.

Не проявляя поначалу особых успехов в учебе, Хокинг демонстрировал значительный интерес к научным предметам, за что и получил прозвище «Эйнштейн». Вдохновляемый своим учителем Тахта, он решил изучать математику в университете. Отец, правда, рассчитывал, что его сын поступит в Оксфорд на медицинский, но поскольку в то время там нельзя было заниматься математикой, Хокинг решил изучать физику и химию.

Поступление Хокинга в Оксфорд.

В какой институт поступил Стивен Хокинг

В 1959 году, когда ему было всего 17, Хокинг сдал вступительный экзамен в Оксфорд и был удостоен стипендии. Первые полтора года ему было скучно и одиноко, поскольку он был значительно моложе своих сверстников, а вся учеба была «до смешного простой». Во второй и третий год Хокинг попытался сблизиться со сверстниками и стал популярным студентом, вступил в колледжский лодочный клуб и заинтересовался классической музыкой и научной фантастикой.

Когда пришло время последнего экзамена, Хокинг выступил не лучшим образом. Вместо того чтобы отвечать на все вопросы, он решил сосредоточиться на вопросах по теоретической физике и отбросить те, что требовали фактических знаний. В результате он получил балл, который поместил его между первым и вторым показателем. Нуждаясь в первоклассном отличии для плановой аспирантуры по космологии в Кембридже, он был вынужден сдавать устный экзамен.

Взрывы, которые невозможно представить: физики предсказали как погибнет наша Вселенная

Обеспокоенный тем, что его считали ленивым и трудным студентом, Хокинг описал свои будущие планы на собеседовании так: «Если вы присудите мне первую ступень, я пойду в Кембридж. Если вторую, мне придется остаться в Оксфорде, поэтому я рассчитываю, что получу первую». Впрочем, к Хокингу относились лучше, чем он думал, поэтому он получил степень бакалавра первого класса, что позволило ему продолжить научную работу в Тринити-Холле, Кембридж, в октябре 1962 года.

Старых фотографий Стивена Хокинга не очень много.

В первый год докторантуры Хокинг столкнулся с трудностями. Он выяснил, что его знаний математики недостаточно для работы в области общей теории относительности и космологии, поэтому его руководителем стал Деннис Уильям Сциама (один из основателей современной космологии), а не астроном Фред Хойл (которого он надеялся привлечь).

Диагноз Хокинга

Во время обучения в аспирантуре Хокингу поставили диагноз раннего бокового амиотрофического склероза (БАС, ALS). Во время последнего года обучения в Оксфорде он упал с лестницы. Также появились трудности с греблей и местами становилась неразборчивой речь. Узнав о своем диагнозе в 1963 году, Хокинг впал в депрессию и решил, что нет смысла продолжать учебу.

Свадьба.

Но вскоре его мировоззрение изменилось, поскольку болезнь прогрессировала медленнее, чем предсказывали врачи, — изначально ему давали два года. Подбадриваемый Сциамой, он вернулся к своей работе и приобрел неслыханную дерзость и наглость. Он публично оспорил работу Фреда Хойла и его студента Джаянта Нарликара во время лекции в июне 1964 года.

Когда Хокинг только стал аспирантом, в сообществе физиков держались споры о преобладающих теориях современной физики на тему создания Вселенной: Большого Взрыва и устойчивого состояния. В первой — Вселенная была зачата в процессе гигантского взрыва, который породил всю известную материю. Во второй — новая материя постоянно создавалась по мере расширения Вселенной. Хокинг скоро присоединился к дебатам.

Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.

Вдохновленный теоремой Роджера Пенроуза о пространственно-временной сингулярности — точке, в которой величины, используемые для измерения гравитационного поля небесного тела, становятся бесконечными — в центре черных дыр, Хокинг применил аналогичный подход ко всей Вселенной и написал об этом в 1965 году. В 1966 году Хокинг получил докторскую степень по космологии.

Примерно в тот же период Хокинг встретил свою первую жену Джейн Уайлд. Встретил незадолго перед тем, как ему поставили диагноз БАС, но их отношения только укреплялись со временем. Пара поженилась 14 июля 1966 года. Позже Хокинг скажет, что эти отношения с Уайлд дали ему «то, ради чего жить».

Докторская десертация

В своей докторской диссертации, которую он написал в сотрудничестве с Пенроузом, Хокинг применил существование сингулярностей к тому, что и Вселенная могла начаться с такой. Их совместное эссе — «Сингулярности и геометрия пространства-времени» — получило престижную премию Адамса в том же году и другие награды.

В 1970 году Хокинг стал приглашенным профессором Калифорнийского технологического института (Калтеха). Примерно в то же время он и Пенроуз опубликовали доказательство, которое включало общую теорию относительности и теорию физической космологии, разработанную Александром Фридманом.

Почему наша Вселенная такая странная и существуют ли законы физики?

Согласно доказательству, если Вселенная действительно следовала модели общей теории относительности — и обладала положительной, нулевой и отрицательной кривизной пространства-времени, — она должна была начаться с сингулярности. В сущности, Вселенная существовала как гравитационная сингулярность — точка с бесконечной плотностью, вмещавшая всю массу и пространство-время Вселенной, прежде чем квантовые флуктуации привели к ее быстрому расширению в процессе Большого Взрыва.

Геометрия вселенной.

Также в 1970 году Хокинг предположил то, что стало известно как второй закон динамики черных дыр. Вместе с Джеймсом Бардином и Брэндоном Картером он предложил четыре закона механики черных дыр, проведя аналогию с термодинамикой. Эти законы утверждали следующее: для стационарной черной дыры горизонт имеет постоянную гравитацию поверхности; для возмущений стационарных черных дыр изменение энергии связано с изменением площади, моментом импульса и электрического заряда; площадь горизонта является, предполагая слабое энергетическое условие, неубывающей функцией времени; невозможно сформировать черную дыру с исчезающей гравитацией поверхности.

В 1971 году он выпустил эссе под названием «Черные дыры в общей теории относительности», в котором высказал предположение, что площадь черных дыр может никогда не уменьшаться, а следовательно на количество излучаемой ими энергии можно наложить определенные ограничения. Это Эссе получило награду Hawking the Gravity Research Foundation Award в январе того года.

Почему физики считают, что мы живем в Мультивселенной?

В 1973 году была опубликована первая книга Хокинга, которую он написал во время свои постдокторантских исследований с Джорджем Эллисом. Названная «Крупномасштабная структура пространства-времени», эта книга описывала основание самого пространства и природу его бесконечного расширения, используя дифференциальную геометрию для изучения последствий общей теории относительности Эйнштейна.

Хокинг был избран членом Королевского общества в 1974 году, через несколько недель после заявления об излучении Хокинга.

Награды и титулы Стивена Хокинга

Середина — конец 1970-х переживали рост интереса к черным дырам, а также ученых, с ними связанных. Публичный профиль Хокинга начал расти и получать нарастающее академическое и общественное признание, он стал появляться в печати и на телевидении, получать многочисленные награды и почетные титулы.

В конце 1970-х Хокинг был избран Лукасовским профессором математики в Кембриджском университете. Его вступительная лекция на этой должности называлась «Виден ли конец теоретической физики». Во время этой речи он предложил N=8 супергравитацию — квантовую теорию поля, которая включала гравитацию в 8 суперсимметрий — как ведущую теорию для решения множества нерешенных проблем физики.

Заходите в наш специальный Telegram-чат. Там всегда есть с кем обсудить новости из мира высоких технологий.

Продвижение Хокинга совпало с кризисом в его здоровье, поэтому он был вынужден нанять сиделку. В то же время начал меняться его подход к физике, становиться все более интуитивным и спекулятивным, не настаивающим на математических доказательствах.

К 1981 году Хокинг решил сосредоточиться на космологической теории инфляции и происхождении Вселенной. Инфляционная теория — которую предложил Алан Гут в том же году — утверждала, что после Большого Взрыва Вселенная сначала расширяться очень быстро, а потом темпы ее расширения замедлились. В ответ на это Хокинг представил работу, в которой предположил, что этой границы — начало вселенной — может и вовсе не быть.

Хокинг провел немало семинаров выступлений.

Летом 1982 года вместе с коллегой Гэри Гиббонсом Хокинг организовал трехнедельный семинар под названием «Самая ранняя Вселенная» в Кембриджском университете. С Джимом Хартлом, американским физиком и профессором физики в Калифорнийском университете, он предположил, что во время самого раннего периода Вселенной (так называемой эпохи Планка) у Вселенной не было границ пространства-времени.

Cостояния Хартла — Хокинга

В 1983 году они опубликовали эту модель, известную как состояния Хартла — Хокинга. Среди прочего, модель говорила, что до Большого Взрыва время не существовало, а значит понятие начала Вселенной само по себе бессмысленно. Она также заменила изначальную сингулярность Большого Взрыва регионом, похожим на Северный полюс, поскольку в случае с Северным полюсом никто не может по нему путешествовать, ведь это точка, в которой сходятся линии, и у нее нет границы.

Физики полагают, что наша цивилизация падет в течение десятилетий. Но почему?

Из этого предложения вытекала замкнутая вселенная со множеством экзистенциальных последствий, в том числе и на тему существования Бога. Впрочем, Хокинг не исключал существование Бога, обращаясь к нему в метафорическом смысле, объясняя загадки Вселенной. Однако часто говорил, что в существовании Бога нет необходимости для объяснения происхождения Вселенной или существования единой теории поля.

В 1982 году он также начал работу над книгой, в которой попытался донести природу вселенной доступно для широкой публики. Это привело к тому, что он подписал контракт с Bantam Books на издание «Краткой истории времени», первый проект которой был издан в 1984 году.

После нескольких редакций, окончательный проект был опубликован в 1988 году и был встречен мощной критикой. Книгу перевели на много языков, и она до сих пор остается бестселлером (было продано около 9 миллионов копий).

Религиозные и политические взгляды

Хокинг был атеистом и даже приводил аргумент в пользу своей позиции: “Бог не мог создать Вселенную за семь дней, так как у него не было времени, ведь до Большого Взрыва времени не существовало”. Учёный мог возводить теории, некоторые из которых существовали лишь гипотетически, но вероятность существования Бога он отрицал.

В политике Хокинг был приверженцем левых взглядов, ратующих за социальное равенство и улучшение жизни наименее обеспеченных слоев общества.

Стивен Хокинг был против войны и агрессии в любом её проявлении. Весной 1968 года состоялся марш против войны на территории Вьетнама, в котором он принял участие.

Войну в Ираке 2003 года Хокинг считал преступлением против человечества и был в числе несогласных на антивоенных мероприятиях. Кроме этого, Хокинг пропустил важную конференцию в Израиле из-за того, что был не согласен с политикой этого государства в отношении палестинцев.

Несмотря на выдающиеся способности в области физики, Хокинг сторонился своих коллег, которые разрабатывали и совершенствовали ядерное оружие. Вёл активную борьбу с преобразованием климата и поддерживал идеи всеобщего здравоохранения. Хокинг был ярым противником коммерциализации медицины и даже выступал в суде против Джереми Ханта — автора данной идеи в Великобритании.

Инвалидная коляска и трое детей.

На столе лежала начатая диссертация… А нужна ли она теперь? Хокинг решил: обязательна нужна. Он должен успеть сделать хоть что-то из того, что задумал. И началась гонка со временем, когда тело с каждым днём слушалось всё хуже и хуже. В разгар этой борьбы Хокинг познакомился с очаровательной девушкой Джейн и влюбился. Он захотел не просто прожить дольше, он захотел создать семью. Но разве может красавица ответить взаимностью полностью погружённому в физику очкарику, приговорённому врачами? Джейн Уайлд не просто ответила, она стала его музой и помощницей. Но чтобы жениться на Джейн, Стивену Хокингу нужно было сделать две вещи — получить работу, для чего нужно было закончить диссертацию, добившись учёной степени, и не умереть.

0 В 1965 году, согласно вердикту врачей, Стивена Хокинга ждали похороны. Молодой учёный заменил их на свадьбу, на которую пришёл своими ногами, пусть и опираясь на трость. Он не мог победить свою болезнь, но дрался с ней отчаянно. В 1967 году она заставила его взять костыли, Хокинг ответил ей рождением первенца. Он был уже прикован к инвалидной коляске, но у них с Джейн родились дочь и ещё один сын. Стивен Хокинг путешествовал по всему миру, работал с учёными разных стран. Его научные работы поражали так же, как его мужество. В 1973 году Хокинг приехал в СССР, где обсуждал проблемы чёрных дыр с ведущими советскими специалистами в этой области Яковом Зельдовичем и Алексеем Старобинским.

Цитаты

Многие высказывания Хокинга стали афоризмами и не теряют своей актуальности, например его фраза: “Перспектива рано умереть заставила меня понять, что жизнь стоит того, чтобы ее прожить.” — стала для многих девизом по жизни, особенно для тех, кто имеет какие-либо трудности со здоровьем.

Другое высказывание: ”Главный враг знания — не невежество, а иллюзия знания.” — помогает исследователям не останавливаться на пути познания, всегда ставить под сомнение свои выводы, и вновь двигаться вперёд.

А фраза: “Я заметил, что даже те люди, которые утверждают, что все предрешено и что с этим ничего нельзя поделать, смотрят по сторонам, прежде чем переходить дорогу.” — помогает людям осознать важность личной ответственности за свою жизнь.

Подобных высказываний Хокинг привёл за свою жизнь не один десяток, все они наполнены глубоким смыслом.

Смерть

Дух исследователя не утихал в Стивене Хокинге до самой смерти, несмотря на уже преклонный возраст и значительные проблемы со здоровьем, он продолжал выдвигать и обосновывать всё новые и новые теории, побывал в невесомости и даже планировал полет в космос.

Учёный умер в возрасте 76 лет 14 марта 2021 года, прожив намного дольше, чем предсказывали в его давней молодости врачи. Причиной смерти стали осложнения диагноза всей его жизни, в этот момент он находился в Кембридже. Хокинг был кремирован в Вестминстерском аббатстве в Лондоне и похоронен рядом с могилами Ньютона и Дарвина в Кембридже.

Стивен Хокинг в молодости

Он родился во время Второй мировой войны 8 января 1942 года в Оксфорде: семья переехала сюда, спасаясь от немецких бомбежек Лондона. Семья Стивена Хокинга состояла из папы Фрэнка Хокинг, мамы Изабель Хокинг, двух младших сестер Мэри и Филиппа и приемного брата Эдварда. С самых юных лет Стивен интересовался космосом, больше всего его интересовало, как устроена Вселенная и как она возникла. Впрочем, такие вопросы задает себе и окружающим, наверное, каждый человек в детстве и юности, однако для Стивена это стало призванием.

Молодой человек, почувствовав интерес к физике, поступил в Оксфордский университет, в котором ничем особым себя не проявил, учился без особого интереса и закончил его в 1962 году, получив звание бакалавра. По окончании университета он решил продолжить образование в Кембридже по специальности теоретическая астрономия.

“Вселенная Хокинга”

В своем последнем труде Стивен Хокинг утверждает существование параллельных Вселенных, очень похожих на нашу. Эта теория заставляет астрономов искать свидетельства их существования.

В 1980-х годах Хокинг вместе с американским астрофизиком Джеймсом Хантом разработал новую теорию возникновения Вселенной, которая объясняла, как это произошло. Для объяснения они обратились к квантовой механике, чтобы понять, как Вселенная могла возникнуть из ничего. Выстраивая свою теорию, ученые пришли к выводу, что Большой взрыв создал, пожалуй, не одну единственную Вселенную, а бесконечное их множество.

В соответствии с их теорией, некоторые Вселенные очень похожи на нашу, но возможно имеют другой итог развития событий или другие законы физики. В соответствии с математической частью теории такое возможно. Но тут возникает парадокс в том, что мы не можем понять, какими особенностями наша Вселенная обладает в отличие от других. Именно этот парадокс и пытается разрешить Хокинг в своей последней работе совместно с профессором Томасом Хертогом из Бельгии. Они приходят к другой теории — теории струн, согласно которой мы можем считать нашу Вселенную типовой и применять её закономерности к другим возможным мирам. Их наличие ещё предстоит доказать.

Часть вторая: Излучение Хокинга

Новые работы Стивена Хокинга

Дальнейшая работа Хокинга в области стрел времени привела к публикации в 1985 году теории, что если его предположение об отсутствии границы (у черной дыры — как отсутствие границы у северного полюса: это пересечение линий) верно, то когда Вселенная прекратит расширяться и коллапсирует, время пойдет вспять. Позже он отказался от этой теории после того, как независимые вычисления ее оспорили, но она обеспечила ценный взгляд на возможную связь времени и расширения космоса.

В 1990-х годах Хокинг продолжал публиковать и читать лекции о своих теориях относительно физики, черных дыр и Большого Взрыва. В 1993 году он стал одним из редакторов книги по евклидовой квантовой гравитации вместе с Гари Гиббонсом, над этой теорией они работал в конце 70-х. Согласной этой теории, гравитационное поле черной дыры можно оценить с помощью функционального интегрального подхода, таким образом, избежав сингулярностей.

Изучение черных дыр было главной задачей Хокинга.

В том же году был опубликован сборник популярных эссе, интервью и бесед под названием «Черные дыры и молодые вселенные». В 1994 году Хокинг и Пенроуз прочитали серию из шести лекций в Институте Ньютона в Кембридже, которые позже были опубликованы под названием «Природа пространства и времени».

Личная жизнь Стивена Хокинга

В 90-х в личной жизни Хокинга тоже произошли серьезные изменения. В 1990 он и Джейн Хокинг начали бракоразводный процесс после множества лет напряженных отношений, связанных с его инвалидностью, постоянным присутствием опекунов и его статусом знаменитости. В 1995 году Хокинг женился на Элейн Мейсон, которая много лет была его сиделкой.

В 2000-х Хокинг выпустил много новых книг и переизданий старых. Среди них «Мир в ореховой скорлупке» (2001), «Кратчайшая история времени» (2005) и «Бог создал целые числа» (2006). Вместе с Джимом Хартлом из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и ЦЕРН Хокинг начал разработку новых космологических теорий.

Одной из самых интересных стала «космология сверху-вниз», согласно которой Вселенная имела не одно, а много уникальных изначальных состояний, а значит пытаться вывести современное состояние Вселенной из единого изначального состояния нецелесообразно. В соответствии с квантовой механикой, такая космология подразумевает, что настоящее «выбирает» прошлое из суперпозиции множества возможных историй.

Физики придумали как спасти кота Шредингера

При этом теория также предложила возможное решение «вопроса тонкой настройки», который адресован к возможности существования жизни лишь при определенным образом сложившихся физических ограничениях. Предлагая эту новую модель космологии, Хокинг открыл возможность того, что жизнь может быть намного более разнообразной, чем думали раньше.

В 2006 году Хокинг и его вторая жена Элейн Мейсон тихо развелись, а Хокинг возобновил тесные отношения с его первой женой Джейн, его детьми (Робертом, Люси и Тимоти) и внуками. В 2009 году он ушел с поста Лукасовского профессора математики, поскольку того требовали правила Кембриджского университета. Хокинг продолжил работу в качестве научного директора отделения прикладной математики и теоретической физики Кембриджского университета, где и работает до сих пор, не собираясь на пенсию.

Излучение Хокинга и информационный парадокс черных дыр

В начале 70-х Хокинг начал работу над «теоремой об отсутствии волос». Основываясь на уравнениях гравитации и электромагнетизма Эйнштейна — Максвелла в общей теории относительности, теория утверждала, что все черные дыры можно полностью охарактеризовать тремя наблюдаемыми извне классическими параметрами: массой, электрическим зарядом и угловым моментом.

Хокинг и микрогравитация (Vomit Comet)

По такому сценарию, вся другая информация о материи, которая образовала черную дыру или падает в нее (для которой используются «волосы» как метафора), «исчезает» за горизонтом событий черной дыры и, следовательно, сохраняется, но будет недоступна для внешних наблюдателей.

В 1973 году Хокинг ездил в Москву и виделся с советскими учеными Яковом Зельдовичем и Алексеем Старобинским. В ходе дискуссий с ними об их работе, они показали ему, как принцип неопределенности приводит к тому, что черные дыры должны излучать частицы. Это поставило под вопрос второй закон термодинамики черной дыры Хокинга (то есть черные дыры не могут становиться меньше), поскольку за счет энергии они должны терять и массу.

Все самые свежие новости из мира высоких технологий вы также можете найти в Google News.

Более того, это поддерживало теорию, выдвинутую Якобом Бекенштейном, аспирантом Университета Джона Уилера, что черные дыры должны иметь конечную ненулевую температуру и энтропию. Все это противоречило «теореме об отсутствии волос». Хокинг вскоре пересмотрел свою теорему, показав, что когда учитываются квантово-механические эффекты, оказывается, что черные дыры испускают тепловое излучение определенной температуры.

В 1974 году Хокинг представил свои выводы и показал, что черные дыры излучают радиацию. Этот эффект стал известен как «излучение Хокинга» и сначала был противоречивым. Но к концу 70-х и после публикации дальнейших исследований открытие было признано в качестве существенного прорыва в области теоретической физики.

Минусы теории Хокинга

Тем не менее одним из следствий такой теории было то, что черные дыры постепенно теряют массу и энергию. Из-за этого черные дыры, которые теряют больше массы, чем приобретают, должны сжиматься и в конечном счете исчезать — сейчас это явление известно как «испарение» черной дыры.

В 1981 году Хокинг предположил, что информация в черной дыре необратимо теряется, когда черная дыра испаряется, что стало известно как «информационный парадокс черной дыры». Он утверждал, что физическая информация может навсегда исчезнуть в черной дыре, позволяя множеству физических состояний приходить к единому.

Теория оказалась спорной, поскольку нарушала два фундаментальных принципа квантовой физики. Квантовая физики утверждает, что полная информация физической системы — состояние ее материи (масса, положение, спин, температура и т. п.) — закодирована в ее волновой функции до тех пор, пока функция не коллапсирует. Это, в свою очередь, приводит к двум другим принципам.

Первый — квантовый детерминизм — утверждает, что — учитывая настоящую волновую функцию — будущие изменения уникально определяются оператором эволюции. Второй — обратимость — утверждает, что оператор эволюции имеет обратную сторону, а значит прошлые волновые функции также уникальны. Сочетание этих принципов приводит к тому, что информация о квантовом состоянии материи всегда должна сохраняться.

Хокинг в Белом доме на вручении Медали свободы

Предположив, что информация исчезает после испарения черной дыры, Хокинг по сути создал фундаментальный парадокс. Если черная дыра может испаряться, тем самым приводя к исчезновению всей информации о квантовой волновой функции, тогда информация может быть в принципе утрачена навсегда. Этот вопрос стал предметом дискуссий среди ученых и остается практически нерешенным по сей день.

И все же к 2003 году среди физики сложился определенный консенсус на тему того, что Хокинг был неправ о потере информации в черной дыре. На лекции в Дублине в 2004 году он признал, что проиграл пари на эту тему Джону Прескиллу из Калтеха (которое заключил в 1997 году), но описал собственное и несколько спорное решение проблемы парадокса: возможно, черные дыры могут иметь больше чем одну топологию.

В центре огромной галактики обнаружена самая большая черная дыра

В работе 2005 года, которую он опубликовал на эту тему — «Потеря информации в черных дырах», — он утверждал, что информационный парадокс объясняется изучением всех альтернативных историй вселенных, когда информационная потеря в одной с черными дырами компенсируется в другой без них. В итоге в январе 2014 года Хокинг назвал информационный парадокс черной дыры своей «крупнейшей ошибкой».

higgs-and-hawking-at-collider

В дополнение к расширению нашего понимания черных дыр и космологии с применением ОТО и квантовой механики, Стивен Хокинг также сыграл важную роль в привлечении к науке широкой аудитории. За свою долгую научную карьеру он также опубликовал много популярных книг, много путешествовал и читал лекции, появлялся на телешоу и в фильмах.