Триумф разума над материей. Коллега Стивена Хокинга – о жизни великого физика

0 комментировать
Фото: fossbytes.com

Фото: fossbytes.com

Известный ученый Роджер Пенроуз в материале для The Guardian вспоминает совместную работу со Стивеном Хокингом и лучшие моменты из жизни популяризатора науки №1

“Образ Стивена Хокинга, умершего в возрасте 76 лет, – с его моторизированной инвалидной коляской, слегка наклоненной в одну сторону головой и скрещенными для контроля над элементами управления руками – захватил общественное сознание как настоящий триумф разума над материей. Словно в ситуации с Дельфийским оракулом в Древней Греции, проблемы физического развития, похоже, были компенсированы почти сверхъестественными талантами. Они позволяли разуму свободно перемещаться по Вселенной, лишь иногда загадочно раскрывая некоторые из ее секретов, скрытые от взглядов обычных смертных”, – пишет именитый физик Роджер Пенроуз в материале для The Guardian.

По его словам, такой романтизированный образ лишь частично отображает реальность. Те, кто знал Хокинга, ценили его как человека с невероятным вкусом к жизни, отличным юмором, огромной решимостью, а также обычными человеческими слабостями. Кажется очевидным, что он получал огромное удовольствие от своей роли “ученого-знаменитости №1”, его публичные лекции собирали громадные аудитории. И возможно, далеко не все шли к нему лишь за научными наставлениями.

Научное сообщество способно дать более трезвую оценку. Его впечатляющий, порой революционный вклад в понимание физики и геометрии Вселенной был оценен очень высоко.

Вскоре после 21-го дня рождения у Хокинга обнаружили неопределенное неизлечимое заболевание, которое позже идентифицировали как дегенеративное заболевание центральной нервной системы, известное как боковой амиотрофический склероз. Вместо того чтобы поддаться депрессии, как сделали бы многие другие, он занялся фундаментальными вопросами физической природы Вселенной. Со временем он достигнет необычайных успехов в борьбе с самыми серьезными проблемами своего состояния. Вопреки предположениям медиков, он сумел прожить еще 55 лет.

Он происходил из академической семьи, которая, впрочем, не была прямо связана с математикой или физикой. Его отец Фрэнк был экспертом по тропическим заболеваниям, а его мама Изабель отличалась свободомыслием и оказала на сына огромное влияние. Он родился в Оксфорде и переехал в Сент-Олбанс, что в Хартфордшире, когда ему было восемь. Получив образование в местной школе, выиграл стипендию на изучение физики в Университетском колледже Оксфорда. Преподаватели считали его очень способным, но не воспринимали его работы всерьез. Хотя в 1962-м Хокинг и получил степень, она все же не была выдающейся.

Он решил продолжить карьеру в сфере физики в Тринити-холле Кембриджа, где предполагал учиться у выдающегося космолога Фреда Хойла. И был разочарован, когда узнал, что Хойл не мог взять его к себе. Впрочем, был доступен его коллега Деннис Сиама, чье имя не было известно Хокингу в то время. Волею судьбы Сиама дал большой толчок британской космологии и руководил работой нескольких выдающихся студентов, чьи имена впоследствии стали известными (…).

Когда Хокинг был на втором году своих исследований в Кембридже, я открыл определенную математическую теорему. На базе нескольких правдоподобных предположений она показала, что распад сверхмассивной звезды приведет к сингулярности в пространстве-времени – месте, где плотности и кривизны пространства-времени должны стать бесконечными. Все это давало нам картину, которую теперь принято называть “черной дырой” (…).

Одновременно Хокинг думал над похожей проблемой вместе с Георгом Эллисом. Они работали над более ограниченным типом теоремы сингулярности, который предполагал необоснованно ограниченные предположения. Сиама свел меня с Хокингом, и уже скоро тот нашел неожиданное применение моей теореме, так что ее можно было приложить в космологии, чтобы показать, что пространственно-временная сингулярность, которую называют “Большой взрыв”, была чертой не только стандартных высоко симметричных космологических моделей, но и любой качественно подобной, но асимметричной модели (….).

В 1967-м Вернер Израэль опубликовал знаковую работу, в которой предположил, что невращающиеся черные дыры, становясь недвижимыми, обязательно становятся также полностью сферически симметричными. Последующие результаты Картера, Дэвида Робинсона и других обобщили это. Предполагалось, что конечная пространственно-временная геометрия должна обязательно соответствовать семейству решений уравнений Эйнштейна, найденных Роем Керром в 1963-м. Ключевым элементом теории было то, что, если есть какое-либо вращение, то должна быть полная осевая симметрия. Этот элемент предоставил Хокинг в 1972-м.

Самый выдающийся из всех выводов состоял в том, что черные дыры, которые мы ожидаем найти в природе, должны соответствовать этой симметрии Керра. Как прокомментировал великий теоретический астрофизик Субраманьян Чандрасекар, черные дыры являются наиболее совершенными макроскопическими объектами во Вселенной, которые состоят из пространства и времени, более того, они также являются простейшими объектами, так как могут быть описаны при помощи известной геометрии.

Затем Хокинг сделал еще ряд важных открытий о черных дырах (…). Позднее он обратил свое внимание на квантовый эффект в связи с черными дырами и приступил к вычислениям, чтобы определить, будут ли маленькие вращающиеся дыры, которые могли быть созданы при Большом взрыве, излучать свою вращательную энергию. Его поразило, что, независимо от вращения, они будут излучать свою энергию, что по формуле Эйнштейна E = mc2 означает их массу. Соответственно, любая черная дыра имеет отличную от нуля температуру (…).

Это излучение черных дыр, предсказанное Хокингом, теперь логично называют излучением Хокинга. Однако, для любой черной дыры, которая предположительно возникнет в нормальных астрофизических процессах, излучение Хокинга будет чрезвычайно крошечным и его не может прямо зафиксировать ни одна из известных сегодня технологий. Но он утверждал, что крошечные черные дыры могли родиться в ходе Большого взрыва, и излучение Хокинга, испускаемое такими дырами, могло бы произвести последний взрыв, который можно было бы наблюдать. Пока нет никаких доказательств для таких взрывов. Это показало, что Большой взрыв не был таким приятным, как того хотелось бы Хокингу, и это было для него большим разочарованием (…).

После работы над черными дырами Хокинг обратил внимание на проблему квантовой гравитации, развивая гениальные идеи для решения некоторых основных вопросов (…).

Вместе с Джеймсом Хартлом он разработал квантовую процедуру для обработки сингулярности Большого взрыва. Это называется “безграничной” идеей, благодаря которой сингулярность заменяется гладкой “шапкой”. Это похоже на то, что происходит на северном полюсе Земли, где понятие долготы теряет смысл (становится сингулярным), в то время как сам северный полюс имеет идеальную геометрию.

Чтобы понять эту идею, Хокинг ссылался на свое понятие о “мнимом времени”, которое приводит к преобразованию “псевдоримановой” геометрии пространства-времени Эйнштейна в более стандартную риманову (…).

К концу жизни Хокинг одновременно с сугубо исследовательскими интересами все больше занимался популяризацией науки, в частности, собственных идей. Все началось с написания удивительно успешной книги “Краткая история времени” (1988), которая была переведена на 40 языков и продана тиражом более 25 млн экземпляров по всему миру.

Несомненно, блестящее название было важным фактором, способствовавшим феноменальному успеху книги. Кроме того, она касается предмета, который захватывает воображение многих. Здесь также прямота и ясность стиля, которую Хокинг развил из необходимости, пытаясь справиться с ограничениями, налагаемыми физической инвалидностью. Прежде, чем перейти на компьютеризированную речь, он говорил с большим трудом и затратой усилий, поэтому изъяснялся короткими предложениями, которые непосредственно касались дела. Также трудно отрицать, что его физическое состояние само по себе привлекало внимание общественности.

И хотя распространение науки среди широкой общественности, безусловно, было одной из главных целей Хокинга при написании книги, серьезным фактором была и необходимость зарабатывать. Ведь его финансовые потребности были велики, учитывая семью, медсестер, медицинских помощников и все более дорогостоящего оборудование, которое ему требовалось. Часть из этих потребностей покрывали гранты, но не все.

Чтобы пригласить Хокинга на конференцию, организатором приходилось производить тщательные подсчеты. Затраты на дорогу и жилье были огромными, не в последнюю очередь из-за количества людей, которые его сопровождали. Но билеты на его популярные лекции всегда распродавались до последнего, и зал приходилось искать самый большой. Также следовало учитывать, чтобы все входы, лифты и лестницы были приспособлены для людей с инвалидностью.

Он явно наслаждался своей славой, используя каждую возможность для путешествий, встреч с выдающимися людьми и приобретения необычных опытов (например, спуска в шахту, посещения южного полюса и испытания нулевой гравитации свободного падения).

Со временем его публичные лекции становились все более впечатляющими. Первоначально, визуальный материал представлял собой рисунки на прозрачной пленке. Впоследствии задействовались впечатляющие визуальные эффекты.

Он контролировал словесный материал, предложение за предложением произнесенный при помощи компьютера с американским акцентом. Качественные изображения и компьютерная графика также попали в более поздние популярные книги “Иллюстрированная краткая история времени” (1996) и “Мир в ореховой скорлупе” (2001). Со своей дочерью Люси он написал детскую научную книгу “Джордж и сокровища Вселенной” (2007). Он также выступал в качестве редактора, соавтора и комментатора многих других книг о популярной науке.

Он был удостоен многих почестей. В частности, был избран членом Королевского общества в удивительно раннем возрасте 32 лет, а также получил высочайшую награду, медаль Копли, в 2006-м. В 1979-м он стал 17-м Лукасовским профессором Кембриджского университета. За 310 лет до него вторым обладателем такого титула стал Исаак Ньютон. Хокинг также появлялся в телепрограмме Star Trek: Следующее поколение, в мультфильме Симпсоны. О нем был снят фильм Теория всего (2014).

Очевидно, что он был многим обязан своей первой жене Джейн Уайльд, с которой связал судьбу в 1965-м, и с которой у него было трое детей – Роберт, Люси и Тимоти. Джейн очень его поддерживала. Важней всего, что она позволяла ему очень многое делать самостоятельно.

Его изречения всегда были авторитетны, но в силу физических трудностей часто были загадочными и краткими

Хокинг был необычайно настойчивым человеком. Считал, что многое должен делать сам. Это в свою очередь поддерживало активность его мышц и задерживало атрофию, замедляя развитие болезни. Тем не менее, его состояние продолжало ухудшаться, в конце концов, он почти лишился возможности двигаться, его речь была едва понятна кому-то, кроме тех, кто хорошо его знал.

В 1985-м в Швейцарии он заболел пневмонией. Для спасения жизни нужна была трахеотомия. Удивительно, но после этого прикосновения смерти, развитие дегенеративной болезни будто бы замедлилось, буквально остановившись. Однако, трахеотомия препятствовала любой форме речи, так что появление компьютерного синтезатора речи стало крайней необходимостью.

После столкновения с пневмонией дом Хокингов практически полностью захватили медсестры и медработники. А они с Джейн отдалились друг от друга. Они развелись в 1995-м. В том же году Хокинг женился на Элейн Мейсон, одной из медсестер. Ее поддержка отличалась от той, которую оказывала Джейн. В этом гораздо более слабом физическом состоянии ее любовь, забота и внимание поддерживали его во всех начинаниях. Но и эти отношения подошли к концу в 2007-м, когда они развелись.

Несмотря на ужасное физическое состояние, он почти всегда сохранял позитивный настрой. Ему нравились работа, компания других ученых, искусство, плоды его славы и путешествия. Он очень любил детей, иногда развлекая их, вертясь на моторизированном инвалидном кресле. Его не обходили стороной социальные проблемы. Он популяризировал науку. Он мог быть великодушным и очень остроумным. Иногда демонстрировал и высокомерие, которое не является редкостью среди передовых физиков. Он мог быть автократичным. Но также показывал истинное смирение, которое является признаком истинного величия.

У Хокинга было много учеников, некоторые из них впоследствии также прославились. Но быть его учеником было непросто. Он мог переехать на своем кресле ногу раздражающего его студента. Его изречения всегда были авторитетны, но в силу физических трудностей часто были загадочными и краткими. Опытный коллега мог распутать их истинные значения, но для неопытного студента это могло быть непросто.

Для такого ученика встреча с Хокингом становилась непростым опытом. Хокинг мог попросить студента пойти по неясному пути, и причина для этого могла показаться загадочной. Разъяснений он не давал, так что в расположении студента оказывалось что-то вроде откровения оракула – нечто, правдивость чего не подвергалась сомнениям, и что при правильной интерпретации и развитии непременно приводило к глубокой истине. Пожалуй, сейчас мы остались именно с таким ощущением.

Полную версию текста читайте на The Guardian

Присоединяйтесь к нашему телеграм-каналу Мнения Нового Времени

Хотите знать не только новости, но и что за ними стоит?

Читайте журнал Новое Время онлайн.
Подпишитесь прямо сейчас

Читайте 3 месяца за 59 грн

Комментарии

1000

Правила комментирования
Показать больше комментариев
Погода
Погода в Киеве

влажность:

давление:

ветер: