Основоположник квантовой космологии

Стивен Хокинг (Stephen William Hawking) — всемирно известный английский физик-теоретик и писатель, который всю свою жизнь посвятил космологии и астрофизике. Последние годы своей жизни он был директором по научным исследованиям Центра теоретической космологии Кембриджского университета.

      Cтивен Хокинг посвятил свою жизнь изучению космологии и квантовой гравитации. Ему удалось доказать, что Вселенная подчиняется общей теории относительности Эйнштейна, и вывести законы механики черных дыр. И все это несмотря на неизлечимую болезнь - боковой амиотрофический склероз, который у него выявили ещё в 1963 году.

Практически полностью парализованный, говоривший при помощи синтезатора речи этот необыкновенный учёный, изучал проблемы происхождения Вселенной, в частности, теорию возникновения мира и теорию чёрных дыр.

       Хокингу принадлежит авторство крупных открытий в теории «черных дыр», создание теории квантовой гравитации. Помимо множества официальных наград, медалей и премий, Хокинг — владелец титулов «самый известный ученый после Эйнштейна», «величайший физик современности» и «основоположник квантовой космологии».

       Он первым изложил космологическую теорию, в которой были объединены представления общей теории относительности и квантовой механики.

      Хокинг родился 8 января 1942 года в Оксфорде. В этот город переехали из Лондона его родители, поскольку там было безопаснее, чем в столице (с немцами существовала договоренность, что они не будут бомбить Оксфорд и Кембридж, взамен отказа англичан от авианалетов на Гейдельберг и Гёттинген).

      Его отец, Фрэнк, занимался научной и активной исследовательской деятельностью, мама была секретарём медучреждения. Стремление к науке мальчик перенял у родителей, которые окончили Оксфордский университет. Мама Стивена, Изабель, изучала философию, отец учился на медицинском факультете. Она была родом из семьи доктора, где, кроме неё, было ещё семеро детей. Несмотря на бедность, её родители сумели оплатить обучение дочери в Оксфорде. Встреча Изабель с Фрэнком произошла в самом начале войны.

        У него было две родных сестры и сводный брат Эдвард (он был усыновлен, когда Стивену исполнилось 14 лет).

Мальчишкой он очень любил разбирать игрушки, все время пытался понять, по какому принципу они работают. Повзрослев, он начал увлекаться разными моделями кораблей и заводным поездом. Юный Хокинг разбирал их и изучал каждую деталь.

  В 1950 г. семейство переезжает в городок Сент-Олбанс, расположенный в 30 км от Лондона.  В 1-й класс Стивен пошел в 1952, в школу Сент-Олбанса для девочек, куда также брали и мальчиков. Интересно, что первая жена Стивена Джейн также обучалась в этом заведении. По её воспоминаниям, описанным в книге «Быть Хокингом» (2007), детей Хокингов в школу привозили «на допотопном лондонском такси». Поскольку это свидетельствовало про большую бедность, чтобы избежать насмешек сверстников, дети прятались на полу наёмной машины.

     В 13 лет Хокинг-старший захотел перевести сына в частную Вестминстерскую школу, одну из престижнейших в стране. Из-за бедности, единственным для Стивена шансом там обучаться, был выигрыш гранта. Но во время проверки знаний на получение стипендии, мальчик заболел. Позже учёный утверждал, что получил в школе Сент-Олбанса отличное образование, которое, возможно, «даже лучше, чем в Вестминстере».

        В школе Стивен учился хорошо. Самым скучным предметом для него была физика, так как все физические процессы для него были понятны и давно раскрыты. Химия для школьника была более интересной, так как на её уроках «постоянно что-то взрывается». Ещё школьником Стивена начинает интересовать вопрос «откуда мы произошли?».

       Все отпуска, вплоть до 16-летия Стивена, семья проводила в цыганской повозке в окрестностях Осмингтон Миллз, городка на морском побережье. Детям Хокинги из армейских носилок смастерили двухэтажные кровати, а сами ночевали в палатке.

         Получив среднее образование, будущий учёный, не раздумывая, поступил в Оксфордский университет. Выбор был очевиден, ведь Хокинг с родителями жил в Оксфорде.

На 1 и 2-м курсах Хокинг чувствовал себя довольно одиноко. Невысокого роста (1,65 м), он являлся одним из самых юных студентов, ведь многие его сокурсники уже успели отслужить в армии. На 3-м курсе для большей социализации и расширения круга общения, парень вступил в студенческий Гребной клуб и стал рулевым.

      Преподаватели заметили его сообразительность и хорошую обучаемость, и предложили ему преподавать математику третьекурсникам. Удивительным является факт того, что Стивен, преподавая дисциплину, параллельно сам изучал её, опережая однокурсников на несколько недель.

     В 1962-м, со степенью бакалавра, Хокинг прибывает в Кембридж как аспирант.

       В возрасте 21 года Стивен начинает замечать скованность в движениях: он спотыкается, не справляется с завязыванием шнурков. С тревожными симптомами молодой парень попадает в больницу, где после ужасных анализов ему сообщают, что у него неизлечимое заболевание – «боковой амиотрофический склероз». Это болезнь моторного нейрона, приводящая к параличу. Диагноз звучал, как приговор: в 1963-м врачи «отмерили» парню чуть больше 2 лет жизни.

       На протяжении жизни болезнь парализовала Хокинга. С конца 1960-х он начинает постоянно пользоваться коляской.

       Речь его постепенно ухудшалась, становилась невнятной. В 1985 году он заболел пневмонией. Срочная трахеостомия (операция на горле) обеспечила поступление воздуха в дыхательные пути, но после нее Хокинг потерял способность говорить.

 Друзья презентовали ему синтезатор речи. Указательным пальцем правой руки, сохранившем подвижность, с помощью ручного манипулятора он осуществлял навигацию по синтезатору. Мысли Хокинга озвучивались механическим голосом, но учёный признавался, что он ему нравится, хоть и имеет американский акцент. Когда палец утратил подвижность, Хокинг смог общаться с окружающими благодаря подвижной мимической мышцы на щеке, где был установлен датчик, управляющий компьютером.

   Хокинг сохранял чувство юмора, иронизировал по поводу своего состояния. Перед началом лекции, к примеру, мог сообщить: «Может, я не так хорошо выгляжу, как вам хотелось бы, но постараюсь компенсировать это интересными научными новостями».

 Прогнозируемые врачами 2 года жизни он превратил в 55, наполненных плодотворной работой. Он стал настоящим медицинским феноменом.

      Научным руководителем у одаренного аспиранта был Деннис Шама. Он поддерживал Стивена, считая, что тот способен на карьеру ньютоновского значения. В 1966 Хокинг в Trinity College Кембриджа защитил диссертацию и удостоился ученой степени Доктора философии (Ph.D.).

  После удачной научной работы «Свойства расширяющихся вселенных» за Хокингом закрепился имидж талантливого новичка.

      С 1968 он 4 года работает в Институте теоретической астрономии, после год занимается исследованиями в Институте астрономии. С 1973 в течение 2 лет работает на кафедре Кембриджского университета (прикладная математика и теоретическая физика), после читал студентам теорию гравитации, а с 1977 занимал должность профессора гравитационной физики.

 В 1973 астрофизик приезжал в СССР и обговаривал с Я. Зельдовичем и А. Старобинским теоретические вопросы чёрных дыр. Приезжал Хокинг также и на научное мероприятие по квантовой теории гравитации, которое проходило в столице в 1981. Академик В. Рубаков вспоминает, что британец был «светлым человеком, с которым было приятно общаться, хотя и сложно».

        В 1974 году Хокинга включили в число членов Лондонского королевского общества. Через 5 лет его сделали Лукасовским профессором Кембриджского университета (Лукасовский профессор математики — именная профессура в Кембриджском университете. Учреждена в 1663 году преподобным Лукасом Генри (1610—1663), английским священником и политиком, выпускником Кембриджского университета, членом парламента в 1640—1648 годах. Официально утверждена указом короля Карла II 18 января 1664 года.). Примечательно то, что занимал он эту почётную должность вплоть до 2009 года.

          С 1979 года и на протяжении 30 лет учёный трудился в Кембриджа, где числился в штате как Лукасовский профессор, изучающий математику.

          В 2007 году Хокинг основал собственный Центр космологии при Кембридже.

        Стивен Хокинг не только занимался фундаментальной наукой, но и активно её популяризовал. Его первое научно-популярное произведение «Краткая история времени» (1988) разошлось более 10 млн. экземплярами. Книга была переведена на 40 языков и входила в список наиболее популярных книг. Её называют уникальным бестселлером всех времён и народов. Однако многие эту книгу, по утверждению экспертов, не читают, а просто покупают, чтобы казаться умными.

Свой успех автор комментировал так: «Я не хвастаюсь, я хочу отметить, насколько нам интересна наша Вселенная».

     Далее последовали книги, также ставшие бестселлерами: «Черные дыры и молодые вселенные» (1993), «Мир в ореховой скорлупке» (2001), «Теория всего» (2006) и др., всего 17 книг. В соавторстве с дочерью Люси сочинил истории о приключениях непоседы Джорджа.

          В 2013 году Стивен написал книгу о себе, назвав её «Моей краткой историей».

     Через год после окончания школы Стив узнал об ужасной болезни, которая его настигла. Парню был поставлен  диагноз — боковой амиотрофический склероз. Доктора сказали, что прожить Стиву удастся не больше 3 лет.

         Но Стив не впал в депрессию. Он, провожая 1963 год, на новогодней вечеринке встретил красавицу Джейн Уальд, в которую безумно влюбился. Так как чувства были взаимными, состоялась свадьба 14 июля 1965 года. На следующий день состоялось венчание Стива и Джейн.

    Инвалидной коляской Стивен стал пользоваться на заре 1960-х годов. На свадьбе же он пользовался обычной поддерживающей тростью.

С Джейн Уальд Стив прожил 30 лет. Она родила ему троих очаровательных детей – Роберта, Люси и Тимоти.

           Но шло время, и постоянные бытовые проблемы начали изматывать Джейн. Она впала в депрессию, но всеми силами скрывала это от мужа. Но состояние Джейн не было тайной для её матери. Чтобы как-то отвлечь дочь от жизненных невзгод, она предложила ей заняться любимым делом - пением в церковном хоре. И Джейн последовала её совету.

  В занятиях пением Джейн находит утешение и сближается с руководителем хора Джонатаном Джонсом. Вскоре музыкант влюбляется в неё, но она уклоняется от близости с ним, хотя и чувствует к нему явное притяжение. Джонатан помогает ей справляться с домашними обязанностями и ухаживает за Хокингом. Очень скоро у супругов рождается третий ребенок – дочь Люси. И мать даже подозревает, что это – ребенок Джонатана. Но Джейн отрезает все обвинения матери, утверждая, что у малышки не может быть другого отца, кроме Стивена. Их разговор слышит музыкант и принимает решение уйти из жизни четы Хокингов. Но видя, как тяжело любимой стало без музыканта, Стивен отправляется к нему и просит его вернуться. 

Но Джейн все труднее справляться с уходом за супругом и тогда принимается решение нанять сиделку. В 1980-х годах Хокинги пригласили сиделку, которая должна была ухаживать за Стивеном и помогать ему, имеющему инвалидность, справляться с бытовыми вопросами. Но Стивен, будучи достаточно влюбчивой натурой, всерьёз увлекся ею. Этого не могла не заметить жена. В 1990 году отношения между Стивом и Джейн настолько ухудшились, что они стали проживать раздельно. Через пять лет была поставлена точка в отношениях. Сразу после развода Стив связал свою жизнь с сиделкой по имени Элайн Мэсон. Интересным фактом является то, что первый муж Элайн был инженером, сконструировавшим для Стива искусственный синтезатор речи. Такое устройство Стиву было необходимо, так как он в 1985 году после продолжительной болезни и нескольких операций совсем перестал разговаривать (у него было воспаление легких и врачам пришлось сделать трахеотомию).

         Второй брак Стивена продлился 11 лет. Газеты писали о том, что вторая супруга Стива вышла за него замуж только ради денег, поэтому не любит его, постоянно унижает и бьет. Элайн постоянно проявляла агрессию, её раздражали дети, которые иногда приходили в дом Хокинга, чтобы повидаться с отцом. Стивен в своих интервью опровергал факт побоев со стороны Элайн, но в автобиографии обмолвился, что их отношения были очень сложными. Расторжение брачных уз со второй спутницей состоялось в 2006 году.

      Умер Хокинг тихой смертью в 76-летнем возрасте. Причиной смерти стали осложнения, вызванные его болезнью. Случилось это 14 марта 2018 года. Молитвы перед погребением читали в храме Св. Марии. Утрата гения науки для многих стала невосполнимой, поэтому почтить память талантливого теоретика пришли более 500 человек. Кончина всемирно известного профессора стала серьёзным трагическим потрясением для современной науки. Местом упокоения великого учёного стало Вестминстерское аббатство в Лондоне. Во время его похорон, в космос был отправлен сигнал, в котором было послание мира и надежды.

        Его автором был сам Хокинг, слова которого звучали в музыкальном сопровождении, написанном греческим композитором Вангелисом к картине «Огненные колесницы». Радиосигнал отправила в космос спутниковая антенна, установленная на Европейском космическом агентстве. Сигнал направили к ближайшей чёрной дыре под именем 1А 0620-00. Дочь учёного Люси Хокинг сказала, что это послание станет символическим жестом, соединившим в себе земную жизнь учёного, его непреодолимое желание побывать в космосе и его исследования бесконечных просторов Вселенной.

        Со смертью Хокинга современная наука потеряла уникального человека, который отличался пытливым умом, а также грандиозными открытиями вселенского масштаба. Человека, который смог заинтересовать очень сложными вещами миллионы людей.

     Стивен был жизнелюбом. Крылатой стала его фраза: «Там, где есть жизнь, всегда была и будет надежда».

       Хокинг считал, что человек постоянно должен совершенствовать свой уровень знаний. Людей, которые имеют высокий IQ и очень гордятся этим, он называл глупыми неудачниками.

       Стивен призывал всех, кто стремится к познаниям, не останавливаться на достигнутом, а идти далее вперед. Он считал, что человеку с пытливым умом наука и научная деятельность должны приносить больше удовольствия, нежели простое зарабатывание денег.

       Профессор призывал вместо времяпрепровождения в Интернете заняться научными исследованиями или хотя бы прочтением научных книг. Он утверждал, что от них больше пользы.

       Хокинг любил повторять фразу: «Философия мертва». Он так утверждал потому, что считал, что философы не могут параллельно шагать с наукой. Он не любил философию потому, что «с её помощью невозможно что-то решить».

       Ученый-астрофизик был ярым атеистом. Про Всевышнего говорил так: «Я верю во Всевышнего Творца, если он — движущая сила Вселенной».

         Хокинг ратовал за ядерное разоружение, агитировал бороться с проблемой загрязнения климата и выступал за политику здравоохранения.

        Ученый активно поддерживал существующее пацифистское движение: он сам лично участвовал в антивоенной демонстрации, направленной на примирение воюющих сторон во Вьетнаме.

       По политическим предпочтениям Стивен Хокинг относил себя к лейбористам.

          Учёный посвятил свою жизнь поиску единого уравнения, которое отвечало бы на фундаментальные вопросы: «Почему мы здесь? Как появились??».

       Величайшим достижением профессора считается теоретическое исследование излучения элементарных частиц, происходящее в чёрных дырах. Космологическая теория, представленная общественности в 1995, заявляла о том, что чёрные дыры «испаряются» и «излучают». Хокинг опроверг существующее мнение о чёрной дыре, как о «космическом каннибале», всасывающем всё в свои недра. Учёный доказал, что черная дыра – не билет в один конец, она испаряет и излучает. Излучение получило имя первооткрывателя – «излучение Хокинга».

       Хокинг внёс 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 чёрные дыры могут не только поглощать, но и излучать материю («излучение Хокинга»).

       В 1971 году ученый предположил существование микроскопических чёрных 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 чёрные дыры.

     Другой вопрос, над которым в последние годы трудился Хокинг – поглощение чёрной дырой информации. По его гипотезе, озвученной в 2015, информация не исчезает в области большого гравитационного притяжения, а оказывается на поверхности горизонта событий, принимая вид голограммы. Зная о том, что происходит на границе чёрной дыры, можно описать и её состояние внутри.

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

        В середине 1960-х годов учёный получает официальную премию Адамса (её он справедливо разделил с Пенроузом) за работу в математическом направлении «Сингулярность, а также геометрия пространственного времени».

       После этого Хокинга наградили многими премиями. В 1978 году ему вручили почётную премию Эйнштейна, о которой мечтали многие ученые. В 1982 году он был награжден Орденом Британской империи.

Далее последовала следующая награда — в 1989 году профессор удостоился официального Ордена Кавалеров Почета. За 12 лет до этого Хокинга включили в Лондонское официальное королевское общество, он был членом Папской академии наук, членом официальной Нацакадемии наук Америки.

           В 1998 на встрече в Белом доме, учёный дал человечеству на ближайшую тысячу лет вполне радужный прогноз. А вот уже в 2003 его заявления приобрели угрожающий характер: Хокинг посоветовал человечеству без промедления переселяться в другие миры.

       Он сказал: «Мы всего лишь развитые потомки обезьян на маленькой планете с ничем не примечательной звездой. Но у нас есть шансы постичь Вселенную. Это и делает нас особенными».

        О важности выйти за пределы Земли говорит и Илон Маск, мечтающий о колонизации Марса.

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

      В декабре 2015 в Лондоне была представлена «Медаль Стивена Хокинга за научную коммуникацию». В рамках фестиваля STARMUS награда ежегодно вручается за существенный вклад в распространение знаний в науке, искусстве и кинематографе.

Образ астрофизика уже давно стал культовым, а его имя является синонимом мужества и таланта. Ученый упоминается в литературе, музыке и фильмах.

О Хокинге сняли несколько документальных лент и художественных фильмов.

     Недавно один из самых известных законов чёрных дыр, предсказанный Стивеном Хокингом, удалось подтвердить с помощью гравитационных волн. Согласно теореме о площади чёрных дыр, разработанной Хокингом в начале 1970-х годов, площадь поверхности чёрных дыр со временем не может уменьшаться. Это правило интересует физиков, так как тесно связано с другим правилом, которое, по-видимому, определяет течение времени в определенном направлении: вторым законом термодинамики, который гласит, что энтропия, или беспорядок, замкнутой системы всегда должна увеличиваться. Поскольку энтропия чёрной дыры пропорциональна площади ее поверхности, и то, и другое всегда должно увеличиваться. Результаты нового исследования являются намеком на то, что области черных дыр являются чем-то фундаментальным и важным. Прямо как и считал Хокинг.

      По опросу ВВС в 2002 Хокинг занял 25-е место среди «100 величайших британцев всех времен». Сам себя ученый гением не считал – «возможно, я неплох в чем-то, но я не Эйнштейн». Он называл себя «счастливчиком, который получает деньги за то, что занимается тем, что ему по душе».