Вскоре после того, как я поступил в аспирантуру в Кембриджский университет в 1964 году, я столкнулся с однокурсником, опередившим меня на два года в учебе, который неуверенно держался на ногах и говорил с большим трудом. Это был Стивен Хокинг. Недавно ему поставили диагноз «дегенеративное заболевание», и считалось, что он не сможет выжить достаточно долго, даже чтобы получить докторскую степень. Но он дожил до 76 лет, скончался 14 марта 2018 года.
Это действительно было удивительно. Астрономы привыкли к большому количеству. Но немногие цифры могут быть такими большими, как шансы, которые я бы дал, чтобы засвидетельствовать это воплощение достижений тогда. Даже простое выживание было бы чудом медицины, но, конечно, он не просто выживал. Он стал одним из самых известных ученых в мире - известный как мировой исследователь в области математической физики, за свои книги-бестселлеры и за его удивительный триумф над невзгодами.
Возможно, удивительно, что Хокинг был довольно спокойным студентом Оксфордского университета. И все же его великолепие принесло ему высшее образование по физике, и он продолжил исследовательскую карьеру в Кембриджском университете. В течение нескольких лет после его болезни он был прикован к инвалидной коляске, и его речь была нечетким хрипом, который могли интерпретировать только те, кто его знал. В других отношениях удача его благоволила. Он женился на подруге Джейн Уайлд, которая обеспечила ему и его троим детям домашнюю жизнь.
**********
1960-е годы были захватывающим периодом в астрономии и космологии. Это было десятилетие, когда стали появляться свидетельства появления черных дыр и Большого взрыва. В Кембридже Хокинг сосредоточился на новых математических концепциях, разрабатываемых математическим физиком Роджером Пенроузом, а затем в Лондонском университетском колледже, которые инициировали ренессанс в исследовании теории общей теории относительности Эйнштейна.
Используя эти методы, Хокинг выяснил, что вселенная возникла из «сингулярности» - точки, в которой нарушаются все законы физики. Он также понял, что область горизонта событий черной дыры - точка, из которой ничто не может вырваться - никогда не сможет уменьшиться. В последующие десятилетия наблюдательная поддержка этих идей усилилась - особенно впечатляюще с объявлением в 2016 году обнаружения гравитационных волн от сталкивающихся черных дыр.
Хокинг в Кембриджском университете (Lwp Kommunikáció / Flickr, CC BY-SA) Хокинг был избран членом Королевского общества, главной научной академии Великобритании, в исключительно раннем возрасте 32 лет. К тому времени он был настолько слаб, что большинство из нас подозревало, что он не сможет масштабироваться дальше. Но для Хокинга это было только начало.
Он работал в том же здании, что и я. Я часто толкал его инвалидную коляску в его кабинет, и он просил меня открыть заумную книгу по квантовой теории - науке об атомах, а не предмету, который до сих пор интересовал его. Он сидел сгорбившись часами - он даже не мог переворачивать страницы без посторонней помощи. Я помню, как удивлялся, что происходило у него в голове, и были ли его способности слабыми. Но в течение года он придумал свою лучшую в истории идею - заключенную в уравнение, которое, как он сказал, он хотел получить на своем мемориальном камне.
**********
Большие достижения в науке обычно включают в себя обнаружение связи между явлениями, которые до сих пор концептуально не связаны. «Момент эврики» Хокинга выявил глубокую и неожиданную связь между гравитацией и квантовой теорией: он предсказал, что черные дыры не будут полностью черными, а будут излучать энергию характерным образом.
Это излучение имеет значение только для черных дыр, которые гораздо менее массивны, чем звезды, и ничего из этого не было найдено. Однако «излучение Хокинга» имело очень глубокие последствия для математической физики - действительно, одним из главных достижений теоретической основы физики элементарных частиц, называемой теорией струн, стало подтверждение его идеи.
Действительно, теоретик струнных наук Эндрю Стромингер из Гарвардского университета (с которым Хокинг недавно сотрудничал) сказал, что эта статья вызвала «больше бессонных ночей среди физиков-теоретиков, чем любая статья в истории». Ключевой вопрос заключается в том, теряется ли информация, которая, по-видимому, теряется при падении объектов в черную дыру в принципе восстанавливается от излучения при испарении. Если это не так, это нарушает глубоко верящий принцип общей физики. Хокинг сначала думал, что такая информация была потеряна, но позже передумал.
Хокинг продолжал искать новые связи между очень большим (космос) и очень маленьким (атомы и квантовая теория) и получать более глубокое понимание самого начала нашей вселенной - решая такие вопросы, как «был ли наш большой взрыв единственным?» У него была замечательная способность понять вещи в его голове. Но он также работал со студентами и коллегами, которые писали формулы на доске - он смотрел на это, говорил, согласен ли он и, возможно, предлагал, что будет дальше.
Он особенно повлиял на его вклад в «космическую инфляцию» - теорию, которая, как полагают многие, описывает ультра-ранние фазы нашей расширяющейся вселенной. Ключевой вопрос - понять первичные семена, которые в конечном итоге превращаются в галактики. Хокинг предложил (как, впрочем, и российский теоретик Вячеслав Муханов), что это были «квантовые флуктуации» (временные изменения количества энергии в точке в пространстве), что несколько аналогично тем, которые связаны с «излучением Хокинга» от черных дыр.
Он также сделал дальнейшие шаги в направлении соединения двух великих теорий физики 20-го века: квантовой теории микромира и теории гравитации Эйнштейна и пространства-времени.
**********
В 1987 году Хокинг заболел воспалением легких. Ему пришлось пройти трахеотомию, которая удалила даже ограниченные способности речи, которыми он тогда обладал. Прошло более десяти лет с тех пор, как он мог писать или даже использовать клавиатуру. Без речи единственный способ, которым он мог общаться, - это направить взгляд на одну из букв алфавита на большой доске перед ним.
Но он был спасен технологией. Он все еще использовал одну руку; и компьютер, управляемый одним рычагом, позволял ему писать предложения. Затем они были объявлены синтезатором речи с андроидным американским акцентом, который впоследствии стал его торговой маркой.
Его лекции были, конечно, заранее подготовленными, но разговор оставался трудным. Каждое слово включало несколько нажатий на рычаг, поэтому даже предложение заняло несколько минут. Он научился экономить на словах. Его комментарии были афористическими или оракульными, но часто пронизаны остроумием. В последующие годы он стал слишком слабым, чтобы эффективно управлять этой машиной, даже с помощью лицевых мышц или движений глаз, и его общение - к его огромному разочарованию - стало еще медленнее.
Хокинг в невесомости (НАСА) Во время операции по трахеотомии у него был набросок черновика книги, который, как он надеялся, поделится своими идеями с широким кругом читателей и заработает что-нибудь для его двух старших детей, которые тогда были в колледже. После выздоровления от пневмонии он возобновил работу с помощью редактора. Когда вышло американское издание « Краткой истории времени», принтеры допустили некоторые ошибки (изображение было перевернуто), и издатели попытались отозвать материал. К их удивлению, все копии были уже проданы. Это было первое предположение, что книга была предназначена для безудержного успеха, охватившего миллионы людей во всем мире.
И он быстро стал чем-то вроде культовой фигуры, участвуя в популярных телевизионных шоу от Симпсонов до теории Большого взрыва. Вероятно, это произошло потому, что идея заключенного в космос разума явно захватила воображение людей. Если бы он достиг такого же различия, скажем, в генетике, а не в космологии, его триумф, вероятно, не достиг бы такого же резонанса с мировой общественностью.
Как показано в художественном фильме «Теория всего», в котором рассказывается человеческая история, стоящая за его борьбой, Хокинг был далеко не архетипом неумного или занудного ученого. Его личность оставалась удивительно безразличной из-за его разочарований и недостатков. У него был здравый здравый смысл, и он был готов выражать сильные политические взгляды.
Однако обратной стороной его культового статуса было то, что его комментарии привлекали преувеличенное внимание даже к темам, в которых он не имел особого опыта - например, философия или опасности от инопланетян или от интеллектуальных машин. И он иногда участвовал в событиях в СМИ, где его «сценарий» был написан сторонниками причин, по которым он, возможно, был двойственным.
В конечном счете, жизнь Хокинга была сформирована трагедией, которая поразила его, когда ему было всего 22 года. Он сам сказал, что все, что произошло с тех пор, было бонусом. И каким триумфом была его жизнь. Его имя будет жить в анналах науки, и миллионы расширили его космические горизонты благодаря его бестселлерам. Он также вдохновил миллионы на уникальный пример достижений вопреки всему - проявление удивительной силы воли и решимости.
Эта статья была первоначально опубликована на разговор.
Мартин Рис, заслуженный профессор космологии и астрофизики, Кембриджский университет
