Стивен Уильям Хокинг (р.1942) – английский научный деятель и теоретик в области физики и космологии, профессор математики, получил образование в Оксфорде и Кембридже. Специализируется на астрофизике, занимается изучением теории чёрных дыр, а также возникновением Мира после Большого взрыва. Его основная гипотеза – маленькие чёрные дыры постепенно теряют энергию, при этом испускают излучение Хокинга и в результате испаряются.
Рождение и семья
Стивен появился на свет в самый разгар Второй мировой войны 8 января 1942 года. Это произошло в Великобритании в городе Оксфорд. До этого семья жила в Лондоне, но родители, опасаясь бомбёжек немецкой авиации, уехали оттуда (у немцев с британцами была договорённость не бомбить Кембридж и Оксфорд). Когда война закончилась, Хокинги вернулись в Лондон и жили в его северном районе Хайгейте.
Папа, Фрэнк Хокинг, родом был из Йоркшира. Все его предыдущие предки занимались фермерством, но Фрэнк решил посвятить свою жизнь медицине. Он учился в Оксфорде, потом исследовал тропические болезни, для чего пересёк почти весь африканский континент. Затем папа трудился в Хампстеде исследователем в медицинском центре.
Мама, Изабель Хокинг, родом была из Шотландии, её отец всю жизнь работал врачом. Образование получила в Оксфорде, после учёбы работала налоговым инспектором, но это занятие ей совсем не нравилось. Мама бросила такую работу и устроилась в медицинский исследовательский центр на должность секретаря, где и познакомилась со своим будущим мужем Фрэнком.
Стивен был в семье старшим ребёнком, потом появились две девочки – Мэри и Филиппа, и неродной брат Эдвард (родители усыновили этого мальчика).
Стивену было полтора года, когда появилась на свет его первая сестрёнка Мэри. Мальчика это событие не очень обрадовало. Небольшая разница в возрасте стала причиной того, что в детстве между братом и сестрой были напряжённые отношения. С годами трения исчезли, каждый выбрал свой жизненный путь, Мэри стала врачом, чему безумно был рад отец.
Когда Стивену было 5 лет, родилась его вторая сестра Филиппа. Мальчик уже понимал происходящее событие и очень сильно ждал сестричку, чтобы можно было играть втроём. Эдварда родители усыновили, когда Стивену было уже 14 лет.
Детство
Родители воспитывали детей, руководствуясь книжками по детскому развитию. Там было написано, что в возрасте двух лет дети готовы к социальным контактам, поэтому Стивена в два с половиной года отдали в детский сад при школе Байрон-Хауз. Дети играли все вместе, а Хокинг стоял в игровой комнате и громко рыдал, потому что испугался, впервые оставшись с незнакомыми людьми. Мама с папой забрали малыша и ещё полтора года в садик не отдавали.
У маленького Стивена был огромный интерес к поездам, ему очень хотелось такую игрушку. Во время войны игрушек не производили и не продавали, папа попытался сделать сыну деревянную модель поезда, но мальчика она не устроила. А когда война закончилась, отец ездил в Америку и к Рождеству привёз всем подарки: маме капроновые чулки, сестре Мэри куклу, у которой закрывались глазки, а Стивену железную дорогу в виде восьмёрки и поезд на локомотиве. До сих пор Хокинг помнит то волнение, с которым он маленький открывал тогда коробку.
Жили Хокинги в узком и высоком доме, выстроенном в викторианском стиле. Родители купили его во время войны по очень низкой цене, потому что тогда все были уверены в полном разрушении Лондона от бомбёжек. На улице, где они жили, действительно было много руин. Маленький Стивен любил играть на них со своим другом детства Говардом. Мальчишки были совсем разными. Говард ходил в обычную муниципальную школу, его родители были простыми людьми, он обожал футбол и бокс. В то время как Стивен обучался в самой передовой английской школе Байрон-Хауз, и его интеллигентные родители не приветствовали увлечения детей спортом.
В 1950 году родители купили новый большой дом в пригороде Лондона – кафедральном местечке Сент-Олбанс. А ещё Хокинги приобрели цыганский фургон, который на лето вывозили в поле около деревни Осмингтон-Миллс. Отец сделал в нём многоярусные детские кровати, а сам с мамой спал рядом, в армейской палатке. Так семья проводила каждые летние каникулы.
Образование
Переехав в Сент-Олбанс, родители определили Стивена в школу для девочек. Несмотря на такое название, туда брали и мальчишек возрастом до десяти лет. Ребёнок только отучился первый триместр, как папу направили в очередную длительную экспедицию в Африку. Мама решила это время провести с тремя детьми у своей подруги на испанском острове Мальорка. Там со Стивеном занимался учитель Уильяма, сына маминой подруги.
Дальнейшее образование Стивен получил в обычной школе в Сент-Олбансе. Класс был очень способным. Хокинг по успеваемости был в середине классного рейтинга, тем не менее одноклассники почему-то прозвали его Эйнштейном. Стивен дружил с ребятами в классе, частенько они устраивали споры на разные темы, но его особенно интересовало происхождение Вселенной.
Ближе к окончанию школы Стивен решил связать свою жизнь с математикой и физикой. Отцу не понравилось это решение, он хотел, чтобы сын развивался в медицинском направлении. Но парню никак не нравились ни химия, ни биология. Его сильнее всего увлекали астрономия с физикой, ему хотелось познать, откуда появились люди, почему они на этой планете, он мечтал постигнуть глубину Вселенной.
В 1959 году Хокинг начал обучение в Оксфордском университете. На его курсе многие ребята уже отслужили в армии и были старше Стивена, поэтому первое время он чувствовал себя одиноким. Но потом, чтобы найти друзей, он записался в клуб гребли в качестве рулевого.
Стивен получил степень бакалавра в Оксфордском университете в 1962 году, а в 1965 окончил Кембриджский университет.
Научная деятельность
Окончив обучение, Стивен занимался научной исследовательской деятельностью в следующих высших учебных заведениях: Кембриджский университет, Институт теоретической астрономии, Институт астрономии. Он трудился на кафедре теоретической физики и прикладной математики, преподавал теорию гравитации, в звании профессора вёл в университетах математику и гравитационную физику.
Он получил несколько научных степеней, должностей и званий:
- стипендиат Калифорнийского технологического института;
- член Лондонского королевского общества;
- Лукасовский профессор Кембриджского университета.
Наиболее влиятельному физику-теоретику нашей современности принадлежат следующие открытия:
- описал чёрные дыры с применением термодинамики;
- разработал теорию испарения чёрных дыр за счёт явления, получившего название «излучение Хокинга»;
- выдвинул предположение такого понятия, как «малые чёрные дыры» с массой миллиарды тонн и объёмом около протона;
- выдвинул версию о том, что микроскопические чёрные дыры – это источник практически неограниченной энергии;
- он один из основоположников квантовой космологии.
Хокинг – активный популяризатор науки. Изданы его книги, ставшие бестселлерами:
- «Краткая история времени»;
- «Чёрные дыры и молодые вселенные»;
- «Мир в ореховой скорлупке»;
- «Кратчайшая история времени»;
- «Джордж и тайны Вселенной» (для детей).
На телевидении выходили научно-документальные фильмы с его участием:
- «Вселенная Стивена Хокинга»;
- «Во Вселенную со Стивеном Хокингом»;
- «Великий замысел по Стивену Хокингу».
За свои достижения Хокинг был награждён множеством медалей, орденов и премий в области науки.
Болезнь
Ещё на последнем курсе в Оксфорде парень стал чувствовать, что становится неуклюжим. Однажды он упал с лестницы и тогда пошёл к врачу, но тот отмахнулся фразой: «Пейте поменьше пива».
Когда уже учился в Кембридже, во время катания на коньках на Рождество упал и не смог встать. Мама отвела Стивена к семейному врачу, и, после того, как отпраздновали его 21 день рождения, парня положили на обследование. Медики поставили неутешительный диагноз – боковой амиотрофический склероз и предположили, что жить ему осталось около двух с половиной лет.
В его жизни тогда всё переменилось. Когда знаешь, что совсем скоро конец, смотришь на мир совершенно другим взглядом, хочется ещё многое успеть сделать.
К счастью, врачи ошиблись, Стивену совсем скоро будет 75 лет. Да, болезнь привела к параличу, он в инвалидной коляске, но живой.
Ещё одну сложную болезнь он перенёс в 1985 году, после воспаления лёгких Хокингу сделали трахеостомию, он больше не способен был разговаривать. Друзья купили ему синтезатор речи и установили на инвалидной коляске. Во всём теле у Стивена осталась подвижной только мимическая мышца лица, напротив неё расположен датчик, с его помощью Хокинг ведёт управление компьютером и общается с миром.
Несмотря на такое тяжёлое заболевание, в 2007 году Хокинг на специальном самолёте полетал в невесомости, а в 2009 собирался в космос, но полёт не состоялся.
Личная жизнь
Стивен женился первый раз в 1965 году на девушке Джейн Уайлд, с которой познакомился на вечеринке. У них родилось трое детей – в 1967 году сын Роберт, в 1970 году дочь Люси и в 1979 году сын Тимати.
Со временем ухудшились отношения между супругами, и с 1990 года они стали жить врозь.
В 1995 году второй супругой Стивена стала его сиделка Элайн Мэйсон. Их брак продлился 11 лет.
Побеждать болезнь можно по-разному. Кто-то остается вполне трудоспособным, не выпадая из общественных и человеческих связей. Кто-то не позволяет недугу полностью поработить себя. Но случай английского физика Стивена Хокинга, видимо, не имеет аналогов в вечном противостоянии немощи тела и необыкновенной силы духа. Став фактически полукиборгом, он сумел вывести человеческие знания о нашей вселенной на новые прежде невиданные рубежи. Именно он остается одним из столпов теории «большого взрыва», давшего рождение нашей солнечной системе.
Стивен Вильям Хокинг родился 8 января 1942 года, как часто замечают его биографы, в 300-ю годовщину смерти Галилея, в университетском Оксфорде, британской Мекке науки и образования. Дом его родителей находился на севере Лондона, но во время Второй мировой войны под непрекращающимися немецкими бомбежками семья переехала в Оксфорд, поскольку именно этот спокойный городок считался более безопасным местом для семей с детьми. Когда Хокингу исполнилось восемь лет, его семья переехала в Сент-Альбанс, расположенный в 20 милях к северу от Лондона. В одиннадцать Стивен пошел в школу СентАльбанс, а затем в Университетский колледж Оксфорда, в котором учился и его отец. Правда, в отличие от своего родителя, Стивен мечтал заниматься математикой, а не медициной. Но в Университетском колледже получить чисто математическое образование было нельзя, тогда он стал усиленно заниматься физикой. Через три года, написав несколько работ, он получил свою первую степень по естественным наукам.
Многие уже тогда считали юношу перспективным ученым. Но вряд ли кто-то мог предположить, какие повороты готовит ему судьбы. А пока Стивен решил заняться совершенно новым направлением в науке. Лежащим на стыке многим дисциплин. Называлось оно - космология.
Поэтому Хокинг покидает Оксфорд и переезжает в другой всемирной известный научный центр Великобритании - Кембридж, так как в это время в Оксфорде никто не занимался космологическими исследованиями. Его руководителем был Дэнис Сьяма, хотя сам он надеялся, что им окажется известный физик Фред Хойл, который в это время работал в Кембридже. После защиты степени доктора философии Стивен получил сначала исследовательскую, а затем и профессорскую стипендии в Колледже Гонвил и Кейз в Кембридже. В результате появилась возможность некоторое время занимать преподавательскую должность.
В 1973 году Хокинг перешел из Института астрономии на факультет прикладной математики и теоретической физики Кембриджа, а в 1979 году занял пост Лукасовского профессора математики. Эта должность была учреждена в 1663 году на средства преподобного Генри Лукаса, который был членом парламента от университета. Весьма характерно, что в свое время этот пост занимал не кто-нибудь, а сам великий Исаак Ньютон.
Стивен Хокинг изучает фундаментальные законы, которые управляют Вселенной. Вместе с Роджером Пенроузом они показали, что из эйнштейновской Общей теории относительности следует такое пространство-время, которое начинается в Большом Взрыве и заканчивается в черных дырах. Эти результаты указывают на необходимость объединения ОТО с квантовой теорией - другим величайшим научным достижением первой половины XX века. Одним из следствий такого объединения теорий, которое было открыто Хокингом, является утверждение, что черные дыры будут не вполне черными, что они будут испускать излучение и, в конце концов, испарятся. Еще один вывод, что Вселенная не имеет конца или границы в мнимом времени. Это означает, что процесс рождения Вселенной полностью определялся теми законами природы, которые и сейчас действуют рядом с нами.
Казалось бы, типичная биография талантливого ученого, рискнувшего вторгнуться в прежде неведомые области знания. Если бы не одно «но».
Еще в начале 60-х годов у Хокинга стали проявляться признаки особой формы склероза, который приведет его к абсолютному параличу. Правда, молодой ученый не теряет воли к жизни. В 1965 году он даже женился на Джейн Уайлд, родившей ему дочь и двух сыновей. Но болезнь не отступает. Ее удары становятся все неотвратимее. Хокинг вынужден сесть в инвалидное кресло. Вскоре он смог манипулировать только одним пальцем. К счастью, наступила эра компьютеров. Новая техника позволила физику не терять связи с коллегами. Отстукивая по клавиатуре одним пальцем свои тексты, задавая при помощи современной электронной техники вопросы коллегам, продолжая дискутировать с учеными из многих стран, Хокинг нашел свою нишу в мировой науке.
Но в 1985 году случился еще один удар судьбы. После операции на горле он потерял способность к членораздельной речи. Члену лондонского королевского научного общества (аналога нашей Академии наук) друзья подарили синтезатор речи, который был установлен на его кресле-коляске и с помощью которого Хокинг может общаться с людьми. Он по-прежнему занимает должность Лукасовского профессора математики, встречается со студентами, которые благоговейно взирают на гения наших дней.
Но главное, что потеря трудоспособности, с точки зрения обычного человека, никогда не мешала физику жить полной жизнью, добавляя в кровь значительную порцию адреналина. Несмотря на тяжелую болезнь, он ведет активную жизнь. В январе 2007 года он совершил полет в невесомости (на специальном самолете), а на этот год был даже запланирован полет в космос.
Стивен Хокинг оставил пост главы кафедры математики в Кембридже. Причиной стал возраст: устав университета запрещает занимать эту должность тем, кто старше 67 лет. Возглавлять кафедру математики, основанную в 1662 году, - большая честь для математиков всего мира. Достаточно сказать что раньше в этой роли выступал сэр Исаак Ньютон, а позже Чарльз Бэббидж, создатель первого программируемого компьютера - еще механического.
Наша справка
Среди публикаций Стивена Хокинга есть целый ряд известнейших научных трудов: «Крупномасштабная структура пространства-времени» (в соавторстве с Ж. Ф. К. Эллисом), «Общая теория относительности: Обзор к столетию Эйнштейна» и «300 лет гравитации» (обе в соавторстве с В. Израэлем). А его книги «Кратная история времени» и (последняя вышедшая книга) «Черные дыры, молодая Вселенная и другие очерки» стали бестселлерами. Профессор Хокинг является обладателем двенадцати почетных ученых званий. Хокинг награжден большим количеством различных премий, медалей и призов. Он также является членом Королевского научного общества и Национальной академии наук США.
Основные научные публикации Хокинга:
«Краткая история времени». В своей книге автор пытается ответить на вопросы, интересующие нас всех: откуда взялась Вселенная? как и почему она возникла? придет ли ей конец, а если придет, то как?
«Крупномасштабная структура пространства-времени». Книга посвящена новому подходу к теории относительности и ее астрономическим приложениям, основанному на использовании методов современной дифференциальной геометрии. Применение их оказалось исключительно плодотворным при исследовании свойств пространства-времени в особых условиях, а именно проблем сингулярности в космологии, черных дыр и т. п.
«Черные дыры и молодые вселенные». Это и автобиографические очерки, и размышления автора о философии науки, о происхождении Вселенной и ее дальнейшей судьбе. Эссе написаны ярко и увлекательно, серьезнейшие проблемы науки, отраженные в них, в изложении Хокинга доступны пониманию каждого читателя.
Пари
Хокинг заключил относительно черных дыр два пари с другими физиками. Так, например, он поспорил с Кипом Торном, ученым из США. В 1975 году они решили, что, если существование черных дыр будет опровергнуто, Хокинг оплатит Торну годовую подписку на журнал «Пентхаус». А если будет однозначно доказано то, что черные дыры есть и никак иначе все наблюдаемые явления объяснить нельзя, Хокинг получит четырехлетний комплект Private Eye - британского сатирического издания.
Пари, надо заметить, до сих пор не разрешено. Как и другое, заключенное с Джоном Прески: ученые спорили о том, исчезает ли поглощенная черной дырой информация. Если не исчезает и это будет доказано, то Прески получит Полную энциклопедию бейсбола - в 2004 году Хокинг даже признал поражение. Правда, выигрыш Прески не принял: ученые решили, что говорить об окончательной определенности в физике черных дыр пока рано.
Имя: Stephen William Hawking (Стивен Уильям Хокинг). Дата рождения: 8 января 1942 года. Место рождения: Оксфорд. Место смерти: Кембридж.
Урожденный оксфордец
Стивен Уильям Хокинг должен бы был родиться в Лондоне, именно там жили его родители. Они работали в медицинском центре в Хампстеде, самом дорогом районе столицы Великобритании. Отец, Фрэнк, уроженец Йоркшира, занимался исследованиями, мать, Изабель, дочь врача из Шотландии, получила должность секретаря. На работе они и познакомились.
Свои коррективы в жизнь семьи внесла Вторая мировая война. Спасаясь от интенсивных бомбежек, которым Лондон подвергла немецкая авиация, чета Хокингов переехала в Оксфорд – город, где располагался один из старейших и престижнейших вузов мира. Символично, что именно там появился на свет один из самых знаменитых и влиятельных физиков-теоретиков.
Помимо Стивена, у Хокингов было еще двое детей. Старшая дочь, Мэри, появилась на свет через полтора года после рождения сына, которого «соперница» не обрадовала. С годами отношения наладились. Впоследствии Мэри стала врачом, чем привела в восторг отца.
Вторая сестра, Филиппа, встретила со стороны Стивена куда более теплый прием – ему было уже пять. А когда ему исполнилось 14, в семье появился четвертый ребенок. Хокинги усыновили мальчика по имени Эдвард.
Цыганский фургон и игрушечный поезд
После окончания войны Хокинги вернулись в Лондон. Они жили на севере города, в Хайгейте, в викторианском доме, а в 1950-м приобрели новый большой дом в пригороде Лондона Сент-Олбанс. А самой необычной покупкой стал настоящий цыганский фургон. Летние каникулы семья проводила в поле около деревни Осмингтон-Миллс. Глава семейства соорудил в фургоне многоярусные кровати, на которых спали дети, а Фрэнк и Изабель ночевали рядом в палатке.
Пока семья была в городе, Стивен со своим приятелем играл на улице – благо там, где они жили, было очень много руин, которые так нравятся детям.
Предположить, что Стивен станет ученым, было невозможно. Скорее уж мальчика можно было прочить в железнодорожники – он мечтал об игрушечном поезде. Мечта исполнилась, когда отец привез маленькую железную дорогу из Америки. Момент, когда Стивен открывал коробку, он помнил и взрослым – настолько ярким оказалось впечатление.
Классный Эйнштейн
Первым учебным заведением в жизни Стивена Уильяма Хокинга оказалась школа для девочек. Точнее говоря, она так называлась – на самом деле в учебное заведение в то время уже принимали и мальчиков, если им не исполнилось десять.
Стивен отучился триместр, а затем отец уехал в очередную длительную командировку на африканский континент (Фрэнк Хокинг изучал тропические болезни). Мать решила, что это время вполне можно провести вдали от Британии и уехала с детьми к подруге в Испанию, на остров Мальорка. Там со Стивеном занимался домашний учитель.
Когда семья вновь воссоединилась в Сент-Олбансе, Стивен пошел в школу. В учебе он не блистал, сосредоточившись исключительно на тех науках, которые его интересовали – физике, математике и химии. Сверстники прозвали его Зубрилой – возможно лишь из-за внешности. Стивен был нескладный, носил большие очки и обожал вести научные дебаты. Так что второе прозвище оказалось куда более точным – Эйнштейн. Уже тогда ученик Хокинг больше всего любил рассуждать о происхождении Вселенной.
Позже Хокинг рассказывал, что когда ему исполнилось 12 лет, его два его одноклассника поспорили на мешок конфет, что из Стивена ничего не выйдет. «Не знаю, разрешился ли этот спор и в чью пользу», - отметил при этом один из умнейших людей своего времени.
Однако сам факт этого спора – мешок конфет в то время мог быть весьма значимой для детей ставкой – весьма интересен. Похоже, что выдающийся уровень интеллекта однокашника они сумели определить без всяких тестов, хотя и разошлись во мнении, пригодится ли это качество в жизни.
Сам Хокинг как-то сказал впоследствии, что понятия не имеет, какой у него IQ. А те, кого это интересует, просто неудачники, заключил ученый.
Оксфорд и Кэмбридж
Фрэнк Хокинг хотел, чтобы его сын стал настоящим наследником отца по духу и выбрал профессию врача. Сына эти планы ни в малейшей степени не волновали. Астрономия, физика и Вселенная – вот чему он хотел посвятить свою жизнь.
Набранных в школе баллов было достаточно для поступления в Оксфорд, который окончили в свое время его родители. Стивен Хокинг стал студентом в 1959 году. Учебе он, как ни странно, уделял не слишком много времени, предпочитая вести активную жизнь. Благо способности позволяли это делать без вреда для получения знаний. Рассказывают, что однажды он за день выполнил задание, на которое другим понадобилась неделя.
В Оксфорде Стивен получил степень бакалавра, а завершил образование в другом престижнейшем британском вузе, Кембридже, в колледже Тринити-холл. Степень Ph.D, примерно соответствующую российскому званию кандидата наук, он получил в 1966 году, защитив диссертацию, посвященную свойствам расширяющихся вселенных.
В 1974 и 1975 годах Хокинг был стипендиатом Калифорнийского технологического института.
Под угрозой смерти
Стивена Уильяма Хокинга можно было назвать счастливым человеком. В отличие от многих и многих людей, он твердо знал, чем хочет заниматься, имел соответствующие способности для успеха в сложнейшей профессии и получил идеальное образование для построения научной карьеры.
Однако в 21 год он оказался перед проблемой, которая грозила не только перечеркнуть все его планы на будущее, но и отнять саму жизнь.
Впервые молодой человек насторожился во время учебы на последнем курсе Оксфорда. Он, спортсмен, выступавший в команде гребцов, стал неуклюжим, ронял вещи, терял равновесие. Однажды Стивен упал с лестницы и решил, что с него хватит. Однако врач его успокоил. «Пейте поменьше пива», - посоветовал медик.
Второй тревожный звонок прозвучал в Кембридже, и игнорировать произошедшее было уже невозможно. Стивен упал во время катания на коньках и не смог встать. Это произошло на Рождество. 8 января юноша отпраздновал очередной день рождения, а затем отправился на обследование.
Результат медиков ошеломил. У 21-летнего парня обнаружился недуг, который обычно поражает людей в возрасте за 50 и быстро приводит к параличу и смерти. Боковой атрофический склероз, который также называют болезнью Лу-Геринга, постепенно уничтожает нервные клетки, отвечающие за управление мышцами. Вердикт был неутешителен – парню осталось года 2,5, и не активной жизни, а ужаса неуклонно надвигающегося паралича.
Время Хокинга
2,5 года превратились в десятилетия полноценной жизни. Такое впечатление, что Хокинг проигнорировал диагноз врачей и, не нарушая их предписаний, продолжил жить так, будто ничего не случилось.
Судьба продолжала испытывать его на прочность. Хокинг действительно постепенно терял подвижность. В конце 1960-х он оказался в инвалидном кресле. В 1985 году после тяжелого воспаления легких утратил способность говорить. К счастью, удалось найти способ общаться с окружающими, без чего жизнь Хокинга стала бы куда печальнее. На инвалидной коляске установили синтезатор речи, которым физик управлял с помощью датчика, установленного напротив мимической мышцы щеки – единственной части его тела, которая сохранила подвижность. А новый «голос» с американским акцентом понравился Стивену настолько, что тот просил сохранять его при обновлении программного обеспечения.
Блестящий ум ученого оставался таким же острым, и видимых изменений в характере не происходило. Хокинг был саркастическим, ярким, эксцентричным и неизменно активным. И интересовала его не только физика. Ученый поддерживал ядерное разоружение, всеобщее здравоохранение и был уверен в необходимости борьбы с изменениями климата, назвал военным преступлением войну 2003 года в Ираке и не ездил в Израиль, потому что не был согласен с политикой, которую власти проводили в отношении палестинцев. Он даже планировал полететь в космос, но в итоге проект не состоялся. Зато Хокингу удалось испытать на себе действие невесомости благодаря полету в специальном самолете.
«Ученый в коляске» стал одной из самых влиятельных персон в западном мире, символом стойкости в науке и в жизни. И на частый вопрос, как себя чувствует со своей болезнью, отвечал просто – не очень-то. Интересно, а какого еще ответа ждали окружающие?
Официальная карьера
После окончания вуза Хокинг остался в Кембридже. Его взяли исследователем в колледж Гонвил и Киз.
В 1968 году ученый перешел в Институт теоретической астрономии, где оставался до 1972 года. Затем работал в Институте астрономии на кафедре прикладной математики и теоретической физики.
В 1974 году Стивен Уильям Хокинг стал членом Лондонского королевского общества
В 1975 году ученый вернулся в Кэмбридж, став преподавателем теории гравитации. С 1977 по 1979 год он был профессором гравитационной физики. А в 1979 году его выбрали Лукасовским профессором математики (Lucasian Professor of Mathematics).
Эту именная профессура была учреждена преподобным Лукасом Генри, выпускником Кембриджа. Тот завещал родному университету свою библиотеку, которая насчитывала 4 тысячи томов, а также землю, доход от которой составлял около ста фунтов в год. Эти средства шли на финансирование должности профессора математики.
Сейчас это одна из самых престижных академических должностей. Что характерно, Стивен Хокинг занял ее несмотря на то, что по образованию был физиком, а не математиком, и со средней школы этой дисциплиной не сильно занимался и, по собственному признанию, не очень-то любил формулы. Даже первые свои лекции он готовил по учебнику, опережая студентом недели на две. Это не помешало ему занимать суперпрестижную должность до 2009 года.
Излучение Хокинга
Стивен Хокинг считается одним из основоположников квантовой космологии – дисциплины, изучающей влияние эффектов квантовой механики на формирование и раннее развитие Вселенной. В 1970 году он занялся разработкой теории «черных дыр», и впервые в истории ему удалось удачно связать квантовую теорию и теорию относительности.
В 1971 году ученый предположил, что сразу после Большого Взрыва во Вселенной появились микроскопические черные дыры массой около миллиарда тонн, которые существуют по законам термодинамики.
В 1975 году он доработал теорию советских физиков Якова Зельдовича и Алексея Старобинского, с которыми встретился в ходе поездки в СССР в 1973 году. Считалось, что черные дыры обладают такой силой гравитации, что не отпускают от себя даже фотоны, частицы света. Зельдович и Старобинский рассчитали, что с поверхности черной дыры иногда должны отрываться некоторые элементарные частицы.
В итоге Стивен Хокинг доказал, что представление о черной дыре как об объекте, который ничего не отпускает от себя, неверно. Отдельные частицы могут преодолевать потенциальные препятствия на квантовом уровне благодаря эффекту туннелирования. Их поток назвали излучением Хокинга. Таким образом масса космического тела постепенно сокращается, падает сила гравитации, и процесс излучения набирает обороты. При этом площадь черных дыр не меняется. Фактически речь идет об испарении объектов.
Понятие пространственно-временной сингулярности – точки в центре черных дыр – Стивен Хокинг использовал для объяснения возникновения Вселенной. В частности он доказал, что если Вселенная подчиняется общей теории относительности, разработанной Эйнштейном, она должна была начаться с сингулярности. К Большому взрыву и быстрому расширению привели квантовые флуктуации.
Общий вклад Хокинга в развитие физики оценивается специалистами чрезвычайно высоко. Его считают самым выдающимся физиком-теоретиком со времен Эйнштейна.
Чтобы было всем понятно
Мировую славу Хокингу принесла серия научно-популярных книг, ставших бестселлерами. Первый его труд, «Краткая история времени», вышел в 1988 году. Затем он написал еще несколько книг: «Черные дыры и молодые Вселенные» и «Мир в ореховой скорлупке». В 2005 была выпущена «Кратчайшая история времени», написанная в соавторстве с американским физиком Леонардом Млодиновым. Взрослыми Хокинг не ограничивался. В 2006 году он в соавторстве с дочерью Люси выпустил книгу для детей «Джордж и тайны Вселенной».
Ученый с удовольствием участвовал в научно-популярных фильмах. Его можно увидеть с шестисерийной ленте «Stephen Hawking"s Universe» и трехсерийной картине «Into the Universe with Stephen Hawking», они были выпущены в 1997 и 2010 годах. В 2012 свой фильм – «Великий замысел по Стивену Хокингу» - представил телеканал Discovery, а 2014 году National Geographic транслировал сериал «Наука будущего по Стивену Хоукингу».
Самого себя Хокинг сыграл в двух игровых сериалах – «Теория Большого взрыва», посвященном жизни молодых физиков, и «Звездный путь: следующее поколение». Также он сам озвучил своих героев в мультсериалах «Симпсоны» и «Футурама».
О жизни знаменитого ученого сняли два художественных фильма – «Хокинг» о начале карьеры физика и его борьбе с болезнью и мелодраму «Теория всего» об отношениях Стивена Хокинга и его жены.
Трудная любовь
«Не многого стоила бы Вселенная, не будь она домом для тех, кого ты любишь», - сказал как-то Стивен Хокинг.
Во время учебы в Оксфорде он познакомился с подругой сестры. Джейн Берил Уайлд (Jane Beryl Wilde) изучала языки в одном из колледжей Лондонского университета. Позже она получила степень Ph.D за исследование о средневековой испанской поэзии. Но главным делом ее жизни, как оказалось, стала поддержка знаменитого ученого.
О диагнозе Стивена оба узнали уже после знакомства – и решили не прерывать общения. В 1964 году последовала помолвка, которая, как сказал позже ученый, дала ему что-то, ради чего стоит жить. 14 июля 1965 года Стивен и Джейн поженились. У них трое детей – Роберт, родившийся в 1967 году, Люси, появившаяся на свет в 1970-м, и Тимоти, его год рождения – 1979-й. Двух младших детей Стивен уже встречал в инвалидной коляске.
Как вспоминала потом Джейн, супруги бывали счастливы, но иногда она не могла понять – как можно продолжать этот брак? Стивен не желал признавать, что им нужна профессиональная помощь. Джейн погрузилась в депрессию. В итоге в жизни семьи появился музыкант Джонатан Джонс. Они вместе пели в церковном хоре (Джейн, в отличие от мужа, который был атеистом, исповедовала христианскую веру). Джонатан «разделил бремя», как рассказала потом Джейн. Их тянуло друг к другу.
Особенно ситуация осложнилась в 1988 году, когда «Краткая история времени» принесла Хокингу всемирную славу. Как считает Джейн, в это время вокруг него собралось множество подхалимов, а для нее Хокинг был прежде всего не гениальным физиком, а мужем и отцом.
Состояние здоровья физика ухудшалось, для него начали нанимать сиделок. Как потом заметила Джейн, она, наивная, надеялась, что те будут ухаживать за больным и проявлять уважение к остальным членам семьи. Однако действительность не соответствовала ее ожиданиям.
Зато сам Хокинс с одной из сиделок по имени Элайн Мэйсон сблизился настолько, что в 1990 году Стивен и Джейн разъехались. Пара развелась в 1995 году, и тогда же Хокинг и Мэйсон официально оформили отношения. Ради Хокинга Элайн бросила мужа и двоих детей.
«Женился на той, кого люблю», - провозгласил ученый.
Этот брак продлился 11 лет и сопровождался скандалами. Не супругов – общественности. Элайн подозревали в жестоком обращении с мужем-инвалидом. Хокинга даже вызывали в полицию, но он все отрицал.
Домашняя вселенная
Известие о разводе Стивена Хокинга со второй женой первая семья приняли с облегчением. К тому времени Джейн уже вышла замуж за Джонатана, но это не помешало ей и детям активно общаться с бывшим мужем и отцом. Стивен Хокинг жил в десяти минутах от четы Джонсов.
Один из внуков как-то провозгласил, что он везунчик. Ведь у него целых три дедушки – тот, который в Америке, Стивен и Джонатан!
«Его мужество и настойчивость, его блеск и чувство юмора вдохновляли людей по всему миру. Нам всегда будет его не хватать», - заявили прессе трое его детей.
Несмотря на поклонение «Богине Физики», несмотря на все сложности и перипетии, Стивен Хокинг все же обрел людей, которые сделали в его глазах еще более ценным существование Вселенной, разгадкам тайн которой он посвятил свою жизнь.
В 2016 году Стивену Хокингу исполнилось 74 года, и больше 50 из них он прожил с диагнозом БАС (боковой амиотрофический склероз). Это абсолютный рекорд по продолжительности жизни с одним из самых страшных недугов на свете. Эксперт по БАС рассказывает, как Стивен Хокинг победил статистику.
Знаменитый физик-теоретик прославился теориями о черных дырах и квантовой гравитации, свои научные идеи ему удалось донести до широкой общественности, его известность перешагнула далеко за научные круги. Однако большую часть времени, в течение которого за Хокингом наблюдает весь мир, великий ученый прикован к инвалидному креслу. С 1985 года Хокинг общается с помощью специальной компьютерной системы, которой он управляет мышцей щеки. Помощь ему круглосуточно оказывает целая команда специалистов.
Но создается впечатление, что заболевание, отнявшее у Хокинга способность двигаться, никоим образом не повлияло на скорость его мысли. В течение 30 лет он занимает должность профессора математики в университете Кэмбриджа. В настоящее время он является также руководителем исследовательского направления на кафедре в центре теоретической космологии (Center for Theoretical Cosmology). Но судя по всему, форма заболевания профессора столь же уникальна, как и его ум. Обычно диагноз БАС ставят людям старше 50 лет, статистика говорит о том, что в течение пяти лет после постановки диагноза люди уходят из жизни. Стивену Хокингу БАС диагностировали в 21 год, и врачи не были уверены в том, что он сможет отпраздновать свой 25-й день рождения.
Почему Хокинг до сих пор жив, в то время как многие другие люди умирают вскоре после постановки диагноза? Журнал Scientific American побеседовал с Лео МакКласки (Leo McCluskey), профессором неврологии и медицинским директором центра БАС в университете Пенсильвании, и попытался узнать больше о заболевании и почему оно пощадило Хокинга и его блестящий ум.
— Что такое БАС? Сколько форм у этого заболевания?
— БАС известен также как болезнь двигательного нейрона, а в США ее называют болезнь Лу Герига в честь знаменитого бейсболиста. Это нейродегенеративное заболевание. Каждая мышца организма подчиняется контролю двигательного нейрона, который расположен в лобной доле головного мозга. Эти нейроны передают электрический сигнал и по синапсу (синапс — место контакта между двумя нервными клетками, нейронами, или между нейроном и получающей сигнал клеткой-исполнителем) связаны с другими двигательными нейронами, расположенными в нижних отделах головного и также спинного мозга. Нейроны в головном мозге, называются верхние (центральные) двигательные нейроны, а те, что в спинном мозге, — нижние или периферические. БАС вызывает гибель либо верхних, либо нижних нейронов, либо и тех, и других сразу.
Довольно давно известно, что существует несколько вариантов БАС. Один из них называется прогрессирующая мышечная атрофия — ПМА. При этом заболевании гибнут только периферические двигательные нейроны. Однако если проводить патоморфологическое исследование органов умерших пациентов (аутопсию), то мы обнаружим также повреждение и центральных нейронов.
Существует еще первичный латеральный склероз — ПЛС. Клинически он похож на нарушение изолированно верхнего двигательного нейрона. Однако при аутопсии мы и здесь обнаружим поражение не только верхнего, но и нижнего мотонейрона.
Еще один классический синдром называется прогрессирующий бульбарный паралич, или прогрессирующий надъядерный паралич, который проявляется слабостью мышц черепа: мышц языка, мимических и мышц, отвечающих за глотание. Но довольно часто это заболевание распространяется и на мышцы рук и ног.
Это четыре классических нарушения двигательного нейрона, которые подробно описаны и изучены. И довольно долгое время считалось, что при этих заболеваниях поражение ограничивается собственно только мотонейронами. Сейчас понятно, что это не так. Доказано, что в 10% случаев гибнут нейроны и в других отделах мозга: участки той же лобной доли, которые не содержат двигательных нейронов, или области височных долей. Поэтому у некоторых больных развивается деменция, которая носит название лобно-височной.
Одно из ошибочных суждений относительно БАС — что болезнь поражает только двигательные нейроны, но это не так.
— Что показал миру уникальный случай Стивена Хокинга?
— Течение заболевания у Хокинга, показало, насколько по-разному может протекать БАС. В среднем продолжительность жизни после постановки диагноза составляет от двух до пяти лет, но половина людей с этим диагнозом живет дольше, есть те, кто живет очень долго.
Продолжительность жизни оценивается по двум важным критериям. Первый — степень поражения нейронов диафрагмы, а значит, слабость дыхательной мускулатуры. Одной из самых частых причин смерти больных с БАС является дыхательная недостаточность. И другой критерий — слабость мышц глотания, что приводит к недостаточному питанию и обезвоживанию. Если у больного не наблюдается нарушений в этих двух регионах, теоретически он может жить довольно долго, даже несмотря на то, что в целом состояние ухудшается. То, что произошло со Стивеном Хокингом, поистине потрясающе. Он уникален в своем роде.
— Возможно ли, что Хокинг жив столько лет, потому что заболевание у него началось в раннем возрасте и у него так называемый юношеский тип БАС?
— Юношеский (ювенильный) тип БАС диагностируют в подростковом возрасте, я недостаточно знаю о случае Хокинга, чтобы утверждать наверняка. Но, судя по всему, у него заболевание по форме схожее с ювенильным типом, который прогрессирует очень, очень, очень медленно. В моей клинике наблюдаются пациенты, которые заболели подростками, а сейчас им 40, 50, 60 лет. Я никогда не осматривал профессора Хокинга и не держал в руках его историю болезни, поэтому мне довольно сложно сказать что-нибудь определенное. Его случай является наглядным примером того, как БАС совершенно не затронул те участки мозга, в которых нет мотонейронов.
— Насколько часто встречаются такие «медленные» формы БАС?
— Я бы сказал, едва ли несколько процентов от всех заболевших.
— Как вы думаете, от чего больше зависит продолжительность жизни Стивена Хокинга: от того великолепного ухода, который он получает 24 часа в сутки, или от физиологических особенностей его конкретной формы заболевания?
— Мне кажется, играют роль оба фактора. О Хокинге я знаю только из телепередач, поэтому не могу говорить о медицинских вмешательствах, которые ему были проведены. Если он дышит самостоятельно и не пользуется аппаратом искусственной вентиляции легких (ИВЛ), тогда речь только о физиологии и только его форма нейродегенеративного заболевания определяет, как долго он будет жить. В случае нарушения глотания пациентам устанавливают гастростомическую трубку, которая решает проблему недостаточного питания и обезвоживания. Но все же в основном речь идет именно о физиологии самого заболевания.
— У Стивена Хокинга очень активно работает головной мозг, и все то, что Вы сказали ранее, как раз подтверждает его интеллектуальную сохранность, несмотря на тяжелое состояние тела. Существуют ли какие-нибудь свидетельства того, что образ жизни и психологическое здоровье пациента положительно влияют на прогноз заболевания? Или, наоборот, может ли заболевание протекать быстрее и агрессивнее?
— Я не уверен, что эти показатели влияют на продолжительность жизни.
— БАС до сих пор является неизлечимым. Что нового мы узнали об этом заболевании, что могло бы помочь найти лекарство или хотя бы эффективное средство, которое тормозило бы болезнь?
— Еще в 2006 году стало понятно, что, как и при других нейродегенеративных заболеваниях, при БАС в головном мозге происходит накопление аномальных белков. 10% случаев БАС носят генетический характер и связаны с мутацией генов. Я уверен, что также есть гены, которые как бы в зоне риска по БАС, но недавно было обнаружено, что нарушения в нескольких генах могут потенциально вызывать БАС. Каждая мутация такого гена ведет к накоплению разных белков в мозге. Знание специфичных генов дает нам картину определенных механизмов, протекающие в мозге, и вероятные мишени для терапии. Но, к сожалению, пока не существует ни одного прорывного средства, показавшего значительный результат.
— Что случай Стивена Хокинга значит для других больных БАС?
— Это потрясающий, совершенно потрясающий пример того, насколько разнообразно это заболевание. И, наверно, он дает надежду другим больным, что они также смогут прожить долгую жизнь. К сожалению, пока процент таких больных очень невелик.
А как работают люди с физическими недостатками в науке?
Галилео Галилей
(1564−1642). Усовершенствуя телескоп, он погубил зрение. Галилей восхищался солнцем и проводил долгие часы, смотря на него, что стало причиной разрушения сетчатки глаза. Последние четыре года жизни Галилео был слеп, но продолжал научные исследования, опираясь на учеников: Кастелли, Торричелли и Вивиани. Последней книгой учёного стали «Беседы и математические доказательства двух новых наук», где излагаются основы кинематики и сопротивления материалов. Этот труд стал настольной книгой Гюйгенса и Ньютона.
pixabay.com
Леонард Эйлер
(1707−1783). В 1735 г. потерял правый глаз, когда выполнил в три дня правительственное задание, на которое академики требовали несколько месяцев. Второго глаза лишился в 1766 г., но ничто не могло ослабить его огромную продуктивность — Эйлер предпочёл потерю зрения пассивности. Слепой учёный, пользуясь своей феноменальной памятью, продолжал диктовать свои работы: за полтора десятка лет более 400 статей и 10 больших книг. После смерти оставил много рукописей, которые Петербургская академия публиковала в течение последующих 47 лет. Академик С. И. Вавилов писал: «Вместе с Петром I и Ломоносовым Эйлер стал добрым гением нашей Академии, определившим её славу, её крепость, её продуктивность».
Луи Брайль
(1809−1852) — французский тифлопедагог. В 3‑летнем возрасте Брайль поранил себе глаз ножом, отчего развилось воспаление глаз, и он ослеп. В 1829 году разработал используемый до настоящего времени во всём мире рельефно‑точечный шрифт для слепых — шрифт Брайля. Кроме букв и цифр на основе тех же принципов он разработал нотопись для слепых.
ru.wikipedia.org
А слепой экспериментатор и изобретатель?! Был и такой… в России. Вениамин Аронович Цукерман
(1913−1993) — советский физик, основатель отечественной импульсной рентгенографии (фотографировал пулю в полёте!), начальник отдела в ядерном центре КБ-11 (Арзамас-16, ныне Саров). Герой Социалистического Труда (1962), доктор технических наук, профессор. Только слепота не позволила ему пройти в члены-корреспонденты АН СССР. Автор научных работ по процессам взрыва и детонации, один из инициаторов использования внешнего импульсного источника нейтронов в конструкциях ядерных зарядов. Помощником была жена Зина (З.М. Азарх) — она стала его глазами. К слепоте учёный готовился загодя — научился машинописи слепым методом. В книге «Люди и взрывы. Арзамас-16: 1994» он пишет о слепоте: «Освобождалось время от телевизора, кинотеатров, появлялась так необходимая для научной работы внутренняя сосредоточенность, развивалось пространственное воображение, тренировалась память».
Стивен Уильям Хокинг,
род. в 1942 г. — английский физик-теоретик и популяризатор науки. Профессор математики. Изучал теорию возникновения мира в результате Большого взрыва, а также теорию чёрных дыр. Высказал гипотезу, что маленькие чёрные дыры теряют энергию, испуская излучение Хокинга, и, в конце концов, «испаряются». В 1974 году Хокинг стал членом Лондонского королевского общества, а в 1979-м профессором Кембриджского университета. Эту должность он занимал до 2009 года.
pixabay.com
Уже в начале 1960-х у Хокинга стали проявляться признаки бокового амиотрофического склероза, которые впоследствии привели к параличу. После диагностики заболевания в 1963 году врачи считали, что жить ему осталось два с половиной года, однако болезнь прогрессировала не так быстро, и пользоваться коляской он начал только в конце 1960-х годов. После трахеостомии Хокинг утратил способность говорить. Друзья подарили ему синтезатор речи, который установили на кресле-коляске. Некоторую подвижность сохранял только указательный палец на правой руке. Впоследствии подвижность осталась лишь в мимической мышце щеки, напротив которой закреплён датчик. С его помощью физик управляет компьютером, позволяющим ему общаться с окружающими. Несмотря на тяжёлую болезнь, он ведёт активный образ жизни.
Джон Форбс Нэш
(1928−2015).
Лауреат Нобелевской премии по экономике 1994 года за «Анализ равновесия в теории некооперативных игр», американский математик, новатор в области теории игр, дифференциальных уравнений и геометрии. Большую часть жизни прожил с диагнозом паранойя и шизофрения. По мотивам его биографии снят фильм «Игры разума» с Расселом Кроу в главной роли.
Таких ярких примеров немного, но это не мешает им светить во мгле физических несовершенств.
pixabay.com
