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.

Как отмечает корреспондент НТВ Алексей Кондулуков , человек, который многие годы не мог говорить, все-таки . «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», — говорил один из самых особенных людей. Человек, который олицетворял собой силу мысли. Покорявший звезды, преодолевавший обстоятельства, которые бы заставили отчаяться любого, смертельную болезнь, на долгие годы приковавшую его к инвалидной коляске.

Стивен Хокинг : «Перспектива рано умереть заставила меня понять, что жизнь стоит того, чтобы жить».

Стивен Хокинг родился в 1942 году в Оксфорде, в 20 лет окончил там университет и занимался исследованиями в Кембридже. Изучал и преподавал астрономию, гравитационную физику и математику. Он стал одним из крупнейших ученых современности уже после того, как в 21 год врачи обнаружили у него боковой амиотрофический склероз. Медики давали ему лишь несколько лет жизни, а он прожил более 50 — и каких лет! Написал несколько книг об устройстве Вселенной, объездил с лекциями весь мир, разрабатывал теорию черных дыр и возникновения Вселенной в результате большого взрыва. «Краткую историю времени» Стивена Хокинга многие если и не читали, то название книги слышали миллионы.

Стивен Хокинг : «Нет ничего больше и старше, чем Вселенная. Есть несколько вопросов о ней, о которых я хотел бы поговорить. Первое. Откуда мы появились? Как стало возможно существование Вселенной? Мы одни во Вселенной? Есть ли внеземная жизнь? Каково будущее человеческой расы?»

Он был полностью парализован, у него двигалась лишь одна мимическая мышца щеки, однако с помощью прикрепленного к ней датчика Хокинг мог общаться с миром через синтезатор речи и управлять компьютером, что позволяло ему писать. В астрофизике Хокинг выдвинул теорию о том, что черные дыры малой массы теряют энергию и испускают энергию, — это названо излучением Хокинга.

«Если вы чувствуете, что попали в черную дыру, не сдавайтесь. Выход есть», — отвечал он с юмором, и этот юмор, всепобеждающий оптимизм сделали его едва ли не самым знаменитым ученым после Энштейна, героем книг, телевизионных фильмов и даже мультфильмов — «Симпсоны» и камео в «Стартреке». Четыре года назад о его ранних годах был снят художественный фильм «Теория всего», номинированный на «Оскар», завоевавший множество международных наград. Выдающийся популяризатор науки Стивен Хокинг свою жизнь превратил в бестселлер, своими выступлениями, своим примером дарил миллионам людей надежду, даже там, где ее, казалось бы, нет. В конечном счете, надежду всему человечеству.

Стивен Хокинг : «Я не уверен, что человеческая раса проживет еще хотя бы тысячу лет, если не найдет возможности вырваться в космос. Существует множество сценариев того, как может погибнуть все живое на маленькой планете. Но я оптимист. Мы точно достигнем звезд».

Судьбу, хуже чем выпала Стивену Хокингу, сложно себе представить. Он родился 8 января 1942 года в Оксфорде в семье ученого-биолога. В 1959 году закончив школу Сент-Олбанс, он поступает на физический факультет Университетского колледжа Оксфордского университета. В 1962 году он заканчивает университет со степенью бакалавра с особым отличием в области естественных наук, после чего он поступает в Кэмбриджский университет. К моменту поступления Стивен начинает все чаще ощущать признаки прогрессирующего заболевания нервной системы. Диагноз неутешительный – боковой амиотрофический склероз, редкая и неизлечимая болезнь, проявляющаяся в прогрессирующем поражении двигательных нейронов, что приводит к параличу конечностей и атрофии мышц. Из-за болезни Хокинг уже к 30 годам передвигался на инвалидном кресле.

Несмотря на болезнь, Стивен заканчивает работу над диссертацией и устраивается на работу научным сотрудником в кэмбриджском колледже Гонвилль и Кай, откуда в 1973 году уходит на факультет прикладной математики и теоретической физики Кэмбриджского университета, где в 1977 году получает звание профессора по гравитационной физике. В 1979 году Хокинга назначают Лукасовским профессором математики Кэмбриджского университета: этот престижный пост в XVIII веке занимал сам Исаак Ньютон.

Хокингу принадлежит самая достоверная модель возникновения Вселенной и ее развития с момента Большого взрыва, а также множество открытий в области исследования черных дыр. О нем говорят как об ученом, внесшим наибольший вклад в астрономию, теорию черных дыр, космологию и понимание гравитации со времен Эйнштейна.

В 1980-е годы Хокинг начинает заниматься популяризацией науки и пишет книгу «Краткая история времени» (A Brief History of Time), предназначенную для массового читателя и объясняющую природу материи, пространства и времени, теорию Большого взрыва и черных дыр, не прибегая при этом к сложному математическому аппарату. Во всей книге Хокинг использовал лишь одну формулу: E=mc?. Сразу же после выхода, книга становиться бестселлером и переводиться на многие языки.

В 1985 году судьба наносит Стивену новый удар, после операции на горле Хокинг потерял способность говорить. С тех пор физик общается с окружающими через синтезатор речи, установленный на его инвалидном кресле, команды которому он отдает сохранившим подвижность указательным пальцем правой руки.

Несмотря на тяжелую болезнь, Хокинг ведет активную жизнь, в 2007 году он даже совершает полет в невесомости на специализированном самолете. От этого физически беспомощного человека сегодня во многом зависит направление развития науки в ближайшем будущем. На сегодняшний день абсолютно неподвижный, Стивен Хокинг, активно работает над беспрецедентной по масштабам программой COSMOS, призванной сформировать ядро британской сети космологических исследований.

«Он был великим ученым и необыкновенным человеком, чья работа и наследие будут жить в течение многих лет. Его мужество и настойчивость с блеском и юмором вдохновляли людей по всему миру. Мы будем скучать по нему», - приводит заявление детей физика Роберта, и Люси .

Жизнь и болезнь

Стивен Хокинг родился 8 января 1942 года в Оксфорде (Великобритания), куда его родители во время Второй мировой войны переехали из Лондона. Отец будущего физика был медиком, а мать - экономистом, они оба окончили Оксфордский университет. Хокинг пошел по их стопам, в 1962 году окончив обучение на физическом факультете того же вуза, после чего продолжил образование в Кембриджском университете, где в 1966-м получил докторскую степень.

В 1963 году у Хокинга диагностирован боковой амиотрофический склероз. Это хроническое заболевание центральной нервной системы в дальнейшем привело к практически полному параличу ученого. В 1985 году Хокинг после воспаления легких перенес трахеостомию, вследствие чего утратил способность говорить. Тогда же ученый начал пользоваться синтезатором речи, а с 1997 года - компьютером, управляемым при помощи датчика, закрепленного у мимической мышцы щеки.

Хокинг был женат два раза. В 1965 году ученый женился на студентке лингвистического факультета Кембриджского университета Джейн Уайлд. У супругов родилось два сына - Роберт (в 1967-м) и Тимоти (в 1979-м), а также дочь Люси (в 1970-м). После более 20 лет совместной жизни пара распалась. Второй раз Хокинг женился в 1995 году. Его супругой стала сиделка Элайн Мэйсон, с которой ученый расстался в 2006 году.

Сингулярность и энтропия

Начало карьеры Стивена Хокинга пришлось на 1960-е годы, когда был проведен третий из классических экспериментов, подтверждающий справедливость общей теории относительности (опыт Роберта Паунда и Глена Ребки, осуществленный в , продемонстрировал так называемое гравитационное красное смещение - изменение частоты света при его прохождении вблизи массивного объекта, например, звезды).

Когда окончательно стало ясно, что теория Эйнштейна верна, пришло время для изучения ее самых экзотических следствий: расширение Вселенной (после Большого взрыва) и возможность существования черных дыр - объектов, которые не могут покинуть попавшие в них тела или излучение.

Изображение: NASA / WMAP

Большой взрыв, фактически рождение наблюдаемого мира, и черные дыры связаны с гравитационными сингулярностями - особенностью пространства-времени, где уравнения общей теории относительности приводят к некорректным с физической точки зрения решениям. Именно сингулярностям посвящены первые научные труды Хокинга. В своей диссертации Хокинг применил теоремы, сформулированные его коллегой, британским математиком Роджером Пенроузом, ко всей Вселенной.

Пенроуз первым объяснил возникновение черной дыры гравитационной сингулярностью. По Пенроузу, звезда превращается в черную дыру благодаря гравитационному коллапсу, сопровождающемуся рождением ловушечной поверхности. Теорема Пенроуза считается первым крупным математически строгим результатом теории Эйнштейна, а вклад Хокинга заключался в том, что он показал: Вселенная в момент и до Большого взрыва находилась в состоянии бесконечной плотности массы.

Сегодня, в возрасте 76 лет, ушел из жизни без преувеличения гениальный ученый-физик Стивен Хокинг. Человек, силе воле которого может позавидовать каждый. Личность, сумевшая несмотря на жизненные обстоятельства и физические ограничения совершить десятки открытий.

Давайте вспомним, что Стивен Хокинг подарил человечеству и чем примечательны его исследования и научные труды.

Личная жизнь, болезнь

В детстве Стивен был обычным ребенком. Мальчик никогда не болел, с отличием окончил Оксфордский университет, получив степень бакалавра по физике и математике.

1963 год стал для Хокинга переломным – врачи диагностировали у парня амиотрофический склероз (БАС). Неизлечимое заболевание, которое прогрессировало с каждым днем. Тогда доктора уверяли, что Стивен не проживет более двух лет.

Способность говорить Стивен утратил в 1985 году. Осложнение от воспаление легких вызвало трахеостомию. В результате, Хокинг был вынужден пользоваться синтезатором речи.

В 1965 году Стивен женился на студентке лингивстического факультета Джейн Уайлд. У четы родилось трое детей: двое сыновей (1967 и 1979) и дочь (1970). Увы, через 20 лет Стивен и Джейн подали на развод, но, как уверяет каждая из сторон, остались друзьями.

В 1995 году Хокинг женился на своей сиделке Элайн Мэйсон. Брак продержался 11 лет и закончился разводом в 2006 году.

Начиная с 1965 года Хокинг ведет активную научную деятельность и за 15 лет успел поработать с исследовательскими группами Института теоретической астрономии, стать преподавателем кафедры прикладной математики и теоретической физики, а также теории гравитации.

Чем запомнился Стивен Хокинг. Гипотезы и открытия

За плечами легендарного физика-теоретика десятки научных открытий. Судьба сыграла с талантливым ученым злую шутку: будучи физически прикованным к инвалидному креслу, Хокинг продолжал проводить открытия в области физики.

1. Вселенная породила сама себя

Хокинг скептически относился к религии и был убежденным атеистом. Он неоднократно приводил в своих научных трудах гипотезы, утверждающие, что для существования жизни на Земле Бог не нужен.

В связи с тем, что существует такая сила как гравитация, Вселенная могла создать себя из ничего. Именно самопроизвольное создание – основная причина того, почему существуем мы. Никакая дополнительная сила, способная «зажечь» огонь и заставить Вселенную работать, не нужна.

Вселенная Хокинга – это мир, который был создан исключительно законами физики, гравитацией и притяжением частиц.

2. Черные дыры и «Излучение Хокинга»

В середине 70-х годов Хокинг провел ряд исследований, результаты которых перевернули космологию. Ученый выяснил, что так называемым черным дырам присуще радиационное излучение.

Хокинг описывал черные дыры, как некое гравитационное поле, возникшее в результате коллапса звезд. Если для того, чтобы покинуть гравитационное поле Земли и покинуть планету необходимо развить вторую космическую скорость (ее развивают все современные ракеты), то для выхода за пределы черной дыры недостаточно будет и скорости света.

Излучение Хокинга поясняется видоизменением энергии частиц, которые изначально формировали звезду. Соотношение энергии квантовых частиц до коллапса звезды и после него и называют излучением Хокинга.

До того, как Хокинг выдвинул данную теорию, космология склонялась к теории, что черные дыры абсолютно статичны и не излучают никакой энергии. Стивен же посмотрел на проблему со стороны квантовой физики.

Примечательно, что именно черные дыры Хокинг назвал «неиссякаемым источником энергии». Увы, ученые пока так и не смогли применять это открытие на практике.

3. Предсказание конца человечества

В связи с постоянно растущим количеством проживающих на Земле людей, растет и количество потребляемой человечеством энергии.

Понимая это, Стивен Хокинг предрек гибель планеты Земля уже к 2600 году. Причина тому – постепенное повышение температуры из-за потребления энергии. Хокинг был уверен, что через 500 лет Земля превратится в «пылающий огненный шар».

Теория Хокинга была воспринята всерьез и поиски «резервной планеты» для жителей Земли со дня анонса гипотезы стали проводиться значительно активнее.

4. Эйнштейн, теория относительности и ошибки GPS

Общая теория относительности была сформулирована Эйнштейном еще в начале XX века. Стивен Хокинг не только относил себя к числу популяризаторов данной теории, но и сумел предостеречь производителей спутниковых навигационных систем от глобальных ошибок.

Чем ближе объект к Земле, тем медленнее для него протекает время. Учитывая разницу в расстоянии, на которой спутники находятся друг от друга, каждый из них будет воспринимать время по-своему.

Исследование Хокинга подтвердило, что пренебрежение этим научным фактом может привести к ошибкам в GPS-навигации и накапливающейся погрешности, которая бы привела к снижению точности до 10 километров в сутки.

5. Прошлое – это вероятность

Хокинг не принимал факта связи прошлого с настоящим. Физик был уверен, что все, что произошло в прошлом, квантовая механика может объяснить как случайный и произвольный набор событий.

Чтобы вы не помнили о прошлом, оно, как и будущее, существует исключительно в виде спектра возможностей.

Проще говоря, Хокинг в очередной раз подчеркнул, что закономерностей во времени не существует.

6. Вселенная – непостоянна

В 1988 году Хокинг выпускает книгу «Краткая история времени». За несколько месяцев она превращается в бестселлер. Главная идея произведения – непостоянство Вселенной.

Вплоть до XX века ученые были уверены, что Вселенная – это нечто вечное и неизменное. Стивен Хокинг же утверждал обратное.

В свете от далеких галактик происходит смещение в сторону красной части спектра. Это означает, что они удаляются от нас, что Вселенная расширяется.

Это предположение и получило имя теории Большого взрыва (она же «Теория Рождения»).

7. Внеземные цивилизации существуют

Хокинг был уверен, что инопланетяне существуют, вот только встреча человека и представителями внеземных цивилизаций не сулят ничего хорошего.

Стивен Хокинг предположил, что если технологии инопланетян будут превосходить человеческие, то Земля превратится в колонию.

Во Вселенной более 100 миллиардов галактик. Каждая состоит из 100 миллионов звезд. Я уверен, что Земля – не единственное место, где развивается жизнь.

Неоценимый вклад в популяризацию науки

В конце 2015 года в Лондоне была учреждена медаль имени профессора Стивена Хокинга. Награда присуждается за популяризацию науки и продвижение трудов, способствующих продвижению научных знаний в самых различных сферах.

За три года награду получил пионер электронной музыки Жан-Мишель Жарр, американский астрофизик и научно-популярный писатель Нил Деграсс Тайсон, композитор Ханс Циммер и другие личности, старающиеся сделать науку популярнее и доступнее обычным людям.

Стивена Хокинга называли последним великим мечтателем. Его наследие и работы будут жить долгие годы. Благодаря Хокингу. Он сумел изменить взгляды человечества на информацию, на восприятие черных дыр, на сингулярность и понимание Вселенной.

Покойся с миром, Стивен.