Годы жизни стивен хокинг: Биография Стивена Хокинга — РИА Новости, 14.03.2018
Биография Стивена Хокинга — РИА Новости, 14.03.2018
В 1965 году Стивен Хокинг начал заниматься научными исследованиями в Кембриджском университете в колледже Гонвилль и Киз. В 1968-1972 годах работал в Институте теоретической астрономии, в 1972-1973 годах — в Институте астрономии, в 1973-1975 годах — на кафедре прикладной математики и теоретической физики, в 1975-1977 годах преподавал теорию гравитации, в 1977-1979 годах был профессором гравитационной физики.
В 1979 году Стивен Хокинг стал профессором математики и Лукасовским профессором Кембриджского университета (именная профессура в Кембриджском университете, одна из самых престижных академических должностей в мире), занимал эту должность до 2009 года.
В 2009-2014 годах — научный руководитель кафедры прикладной математики и теоретической физики Кембриджского университета.
С 2014 года — директор исследовательских программ Дэнниса Стэнтона Эйвери и Салли Цуй Вонг-Эйвери в Кембриджском университете.
Хокинг является одним из основоположников квантовой космологии, занимался изучением проблемы возникновения космологической сингулярности — первичного состояния Вселенной, из которого она, согласно теории Большого взрыва, непрерывно расширяется.
Ученый сделал много открытий в теории черных дыр. В частности, он открыл, что маленькие черные дыры теряют энергию, испуская «излучение Хокинга», и «испаряются».
В 1988 году за исследования черных дыр (совместно с физиком-теоретиком Роджером Пенроузом) получил премию Фонда Вольфа.
Профессор Хокинг является обладателем множества наград, имеет 12 почетных званий, среди которых — член Лондонского королевского общества (1974), член Папской академии наук (1986), член Национальной академии наук США (1992).
Стивен Хокинг занимался популяризацией науки. В 1988 году он опубликовал популярное изложение своих исследований в книге «Краткая история времени: от Большого Взрыва до черных дыр» (A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes), ставшей мировым бестселлером.
Хокинг — автор ряда других популярных книг по космологии, в числе которых «Черные дыры и молодые вселенные, и другие эссе» (Black Holes and Baby Universes and Other Essays, 1993), «Мир в ореховой скорлупке» (The Universe in a Nutshell, 2001), «Великий замысел и моя краткая история» (The Grand Design and My Brief History, 2010, в соавторстве с американским физиком Леонардом Млодиновым).
На телевидении выходили научно-популярные фильмы с его участием: «Вселенная Стивена Хокинга» (Stephen Hawking’s Universe, 1997), «Во Вселенную со Стивеном Хокингом» (Into the Universe with Stephen Hawking, 2010), «Великий замысел по Стивену Хокингу» (Stephen Hawking’s Grand Design, 2012) и др.
Хокинг озвучивал сам себя в популярных мультсериалах «Симпсоны» и «Футурама», снимался в эпизодах популярных сериалов.
Про жизненный путь ученого снято несколько документальных фильмов.
В 2015 году была учреждена медаль имени профессора Стивена Хокинга, которая будет вручаться ежегодно за популяризацию науки.
В том же году Хокинг поддержал проект IT-миллиардера Юрия Мильнера Breakthrough Listen по поиску сигналов от инопланетной жизни. В апреле 2016 года Стивен Хокинг и Юрий Мильнер объявили о запуске проекта Breakthrough Starshot, целью которого станет отправка наноробота к звездной системе Альфа Центавра.
С конца 1960-х годов Хокинг пользовался инвалидной коляской. С развитием болезни подвижность осталась лишь в мимической мышце щеки, напротив которой закрепили специальный датчик. С его помощью Хокинг управлял компьютером, что позволяло ему писать книги, отвечать на письма, управлять системой «Умный дом».
Стивен Хокинг даже после полной парализации продолжал вести активную жизнь: занимался наукой, преподавал, выступал с докладами, общаясь с миром с помощью компьютерного синтезатора речи.
Стивен Хокинг был дважды женат, у него трое детей.
По мотивам мемуаров первой жены ученого Джейн Хокинг «Путешествие к бесконечности: Моя жизнь со Стивеном» (Travelling to Infinity: My life with Stephen, 2007) был снят художественный фильм «Вселенная Стивена Хокинга» (The Theory of Everything, 2014). За роль знаменитого ученого-физика британский актер Эдди Редмэйн получил премию «Оскар».
В соавторстве со своей дочерью Люси Хокинг написал книгу «Джордж и тайны Вселенной» (George’s Secret Key to the Universe, 2006), положившую начало серии книг для детей.
Утром 14 марта 2018 года Стивен Хокинг скончался на 77-м году жизни в своем доме в Кембридже.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
Чем запомнится Стивен Хокинг — Ведомости
Английский физик-теоретик, автор научно-популярного бестселлера «Краткая история времени», профессор Стивен Уильям Хокинг скончался на 77-м году жизни, сообщила BBC со ссылкой на заявление родных ученого. Bloomberg со ссылкой на семью исследователя уточнило, что Хокинг «мирно скончался в своем доме в Кембридже рано утром в среду».
«Мы с прискорбием сообщаем, что сегодня умер наш любимый отец. Он был великим исследователем и необыкновенным человеком, чьи работы и наследие будут жить много лет. Его мужество, настойчивость и блестящее чувство юмора вдохновили людей во всем мире», — цитирует агентство совместное заявление детей Хокинга — Люси, Роберта и Тима. «Однажды он сказал: «Вселенная не значила бы так много, если бы не была домом для людей, которых ты любишь». Нам всегда будет его не хватать», — заявили они.
Хокинг стал одним из самых долгоживущих людей с боковым амиотрофическим склерозом (БАС, ALS), известным также как болезнь Лу Герига. Диагноз поставили, когда исследователю был 21 год. Врачи прогнозировали, что он проживет всего несколько лет, но физик прожил значительно дольше. Из-за недуга он оказался прикован к инвалидной коляске, а после воспаления легких и серии операций потерял способность говорить. С этого момента Хокинг общался с окружающими при помощи речевого синтезатора, подаренного друзьями. К концу жизни исследователь мог двигать только мимической мышцей щеки, которой управлял компьютером с помощью датчика.
За свою жизнь Хокинг написал несколько научно-популярных бестселлеров, включая «Черные дыры и молодые вселенные» и «Мир в ореховой скорлупке». Самой известной его работой стала «Краткая история времени», которую из-за сложности изложенных в ней концепций часто называют «одной из самых непрочитанных книг всех времен». Эта работа была опубликована в 1988 г., распродана тиражом более 10 млн копий на 40 языках и оставалась в списке бестселлеров газеты Sunday Times рекордные 237 недель.
Хокингу удалось поразить воображение десятков миллионов людей по всему миру, вспоминает коллегу в беседе с New York Times профессор теоретической физики в Городском университете Нью-Йорка Мичио Каку. С 2015 г. за популяризацию науки вручается медаль имени Хокинга.
Хокинг занимался теоретической физикой и космологией и стал одним из основоположников квантовой космологии. Он применил термодинамику к описанию черных дыр, а в 1975 г. выдвинул теорию о том, что черные дыры излучают энергию и «испаряются» за счет явления, которое назвали «излучение Хокинга». Как полагал физик, черные дыры теряют массу, а информация об упавших в сверхмассивные объекты предметах, в свою очередь, записывается голограммой на поверхности горизонта событий черной дыры.
Вместе с математиком Роджером Пенроузом Хокинг пытался проследить происхождение времени и пространства от предполагаемого момента создания Вселенной — так называемого места сингулярности, точки нулевого размера и бесконечной плотности, где перестает работать теория относительности Альберта Эйнштейна. Их работа стала математическим описанием теории Большого взрыва о зарождении и развитии Вселенной.
С Джеймсом Хартлом из калифорнийского Института теоретической физики Хокинг сформулировал допущение об отсутствии границ у Вселенной, представив ее в виде подобной Земле сферы. По словам Хокинга, начало Вселенной можно представить в виде Южного полюса планеты — как точку, в которой действуют обычные законы физики. Космическое время, в свою очередь, могло бы соответствовать широте, которая начинается с нуля на Северном полюсе и продвигается на юг. «Нет ничего южнее Южного полюса, не существовало ничего до Большого взрыва», — заключал физик.
Осенью 2017 г. на сайте Кембриджского университета была опубликована диссертация Хокинга «Свойства расширяющихся вселенных», которую он написал в 24 года. На сайт перешли более 60 000 человек, он не выдержал нагрузки и упал. Сам ученый объяснял, что разместил свою университетскую работу в открытом доступе, чтобы «вдохновить людей». Последовать примеру он призвал других исследователей.
«Для моих коллег я просто еще один физик, но для широкой публики я стал, возможно, самым известным ученым в мире», — писал Хокинг в мемуарах «Моя краткая история». «Отчасти это объясняется тем, что ученые, за исключением Эйнштейна, — это не известные всему миру рок-звезды. А отчасти тем, что я стал воплощением стереотипа гения с ограниченными возможностями», — рассуждал он.
Недосягаемой для ученого оказалась Нобелевская премия по физике. Многие эксперты ожидали, что Хокинг получит ее за вклад в науку, но этого не произошло, а теперь, видимо, и не произойдет — посмертно награда не присуждается, пишет Bloomberg.
Хокинг смотрел в будущее с надеждой и опаской. В марте 2017 г. он рассказал о планах отправиться в космос на корабле Virgin Galactic Ричарда Брэнсона. Хокинг отмечал: «Трое моих детей принесли мне большую радость. И я могу вам сказать, что сделает меня счастливым, — это путешествие в космос. Я полагал, что никто меня туда не возьмет. Но Ричард Брэнсон предложил мне место в Virgin Galactic, и я тут же согласился».
В сентябре 2016 г. в книге «Как создать космический корабль» Хокинг призвал человечество покорять другие планеты. Вместе с российским миллиардером Юрием Мильнером он запустил проект Breakthrough Listen для поиска сигналов от инопланетной жизни.
Хокинг считал, что жизнь на Земле может исчезнуть в результате стихийного бедствия или техногенной катастрофы. Физик предупреждал и об опасности развития искусственного интеллекта, который в будущем, по его мнению, может привести к гибели цивилизации. Ученый отмечал, что технологии могут привести к деградации человека, сделав его беспомощным перед природными угрозами, а это в условиях естественной эволюции и борьбы за выживание означает верную гибель.
Умер Стивен Хокинг :: Общество :: РБК
VideoУход из жизни Стивена Хокинга стал большой утратой для мировой науки, отметил в беседе с РБК профессор кафедры астрофизики и звездной астрономии Астрономического отделения физфака МГУ Константин Постнов.
Читайте на РБК Pro
«Хокинг — абсолютно точно один из величайших физиков-теоретиков второй половины XX века», — отметил ученый. Главный вклад, который он внес в мировую теоретическую физику, — создание теории квантовой гравитации, пояснил он. «Хокинг — пионер теории квантовой гравитации. В 1973 году он первым рассчитал, как квантовые поля ведут себя при наличии горизонта событий, и показал, что начнется излучение черной дыры — это красивый и важнейший квантово-гравитационный эффект, который носит имя «эффекта Хокинга», — рассказал Постнов. Хотя окончательно теория квантовой гравитации еще не сложилась и состоит из гипотез, «работы Хокинга дали направления мысли многим другим исследователям», отметил Постнов.
Доктор физико-математических наук Александр Панов в разговоре с РБК назвал три «главные заслуги» Стивена Хокинга в теоретической физике и астрофизике. «Первая его работа — созданная совместно с физиком Роджером Пенроузом о космологической сингулярности, в ней говорится о том, что все космологические решения классической теории относительности должны содержать в себе взрыв либо большой хлопок. Во-вторых, Хокинг, является отцом квантовой космологии, в рамках нее он выдвинул концепцию квантового мультиверса», — рассказал Панов. Он пояснил, что квантовый мультиверс — это «конструкция, при которой существует много разных вселенных». «То, что видно нам — это одна из веточек конструкции, но помимо нас существуют другие экземпляры Вселенной, в них может быть другая физика и по-другому развиваются события — в определенном смысле они существуют одновременно, находясь в состоянии квантовой суперпозиции», — добавил он. «И третья важнейшая его заслуга — это изучение черных дыр. Главный его вывод в том, что эти дыры могут испаряться, и если они маленькие, то это испарение может происходить интенсивно», — рассказал Панов.
Стивен Хокинг родился 8 января 1942 года в Оксфорде. В 1962 году окончил Оксфордский университет со степенью бакалавра по математике и физике, а спустя четыре года, когда ему было 24, получил степень доктора философии в колледже Тринити-холл Кембриджского университета.
В 1963 году у Хокинга было диагностировано неизлечимое заболевание — боковой амиотрофический склероз (БАС). Тогда же врачи говорили, что он не проживет больше двух лет.
В 1965 году Хокинг начал заниматься научной деятельностью, в 1970-х работал в Институте теоретической астрономии и Институте астрономии и преподавал теорию гравитации.
В 1979 году ученый был удостоен одной из самых престижных академических должностей — Лукасовского профессора математики в Кембриджском университете.
Наука: Наука и техника: Lenta.ru
Британский физик-теоретик Стивен Хокинг в среду, 14 марта, скончался в возрасте 76 лет. Ученый, большую часть жизни проведший в инвалидном кресле, широко известен как популяризатор науки, в последние годы большое внимание уделял таким проблемам человечества, как глобальное потепление, состояние окружающей среды и социальное неравенство. О жизни и основных научных достижениях космолога — в материале «Ленты.ру».
«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, Тимоти и Люси британская газета The Guardian.
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.
Начало карьеры Стивена Хокинга пришлось на 1960-е годы, когда был проведен третий из классических экспериментов, подтверждающий справедливость общей теории относительности Альберта Эйнштейна (опыт Роберта Паунда и Глена Ребки, осуществленный в Гарвардском университете, 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.
Эволюция Вселенной после Большого взрыва
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.
В начале 1970-х Хокинг с Брэндоном Картером и Дэвидом Робинсоном частично доказали гипотезу американского физика Джона Уилера, известную сегодня как теорема об отсутствии «волос» у черных дыр. Согласно теореме, изолированные незаряженные черные дыры, описанные в пространстве-времени Шварцшильда, характеризуются только двумя параметрами: массой и угловым моментом. «Волосы» в данном случае — все другие параметры.
Материалы по теме
00:43 — 10 декабря 2015
«Эта теория (Эйнштейна — прим. «Ленты.ру») ведет к двум следующим предсказаниям для Вселенной. Во-первых, конечной стадией эволюции массивной звезды является коллапс за горизонт событий, при этом образуется черная дыра, внутри которой находится сингулярность. Во-вторых, в нашем прошлом существует сингулярность, которая в некотором смысле есть начало наблюдаемой Вселенной», — писали в 1973 году Хокинг и его соавтор Джон Эллис в монографии «Крупномасштабная структура пространства-времени».
В 1960-е черные дыры пытались описать не только при помощи общей теории относительности, но и методами квантовой механики. Хокинг пошел другим путем и применил к черным дырам термодинамику. Энтропия черной дыры, как установил израильский физик Якоб Бекенштейн, пропорциональна ее площади. Хокинг, систематически применяя термодинамику к черным дырам, получил точное выражение для энтропии черной дыры.
В 1970-е Хокинг посетил СССР и встретился с физиком Яковом Зельдовичем. В беседе с советскими учеными он узнал, что известный советский физик Владимир Грибов считает самим собой разумеющимся то, что черные дыры, вследствие вакуумных флуктуаций, могут испаряться. На горизонте событий (поверхности, ограничивающей черную дыру, проникнув в которую частица в классическом описании не может ее покинуть) образуются пары виртуальных частиц: одна из них улетает от черной дыры, другая — падает в нее, тем самым уменьшая ее массу (таково популярное объяснение излучения Хокинга, которое в действительности несколько сложнее и связано с эффектом Унру).
Порожденная квантовыми флуктуациями на планковских масштабах пространственно-временная пена (в представлении художника)
К сожалению, Грибов не опубликовал по этому поводу ни одной статьи, тогда как Хокинг количественно рассчитал тепловой спектр черной дыры. Например, температура черной дыры солнечной массы — порядка одной миллионной кельвина. Отличить столь малую температуру от шума современными астрономическими методами невозможно. Исследование, посвященное излучению черных дыр, многие считают главной работой Хокинга.
В дальнейшем ученый пытался исследовать черные дыры при помощи функционального интеграла — чрезвычайно мощного математического аппарата квантовой теории поля. К сожалению, методы, действенные в квантовой теории поля, не оказались эффективными при наивном (то есть не в рамках теории струн) описании гравитации.
Материалы по теме
00:08 — 12 января 2016
Применяя квантовую механику ко всей Вселенной сразу, Хокинг также попробовал определить свойства ее волновой функции. Впервые волновую функцию мира и описывающее его уравнение рассмотрели американские физики Джон Уилер и Брюс Девитт. Хокинг вместе с соавтором Джеймсом Хартли из США предложили свою функцию, подчиняющуюся уравнению Уилера — Девитта. Таким образом они попробовали описать мир на допланковских масштабах. Из анализа такой волновой функции следовало, что в момент Большого взрыва во Вселенной было только пространство без времени.
Концепция Хокинга и Хартли допускает существование параллельных миров, для которых определена единая волновая функция. В этом многообразии вселенных наблюдаемая человеком действительность — лишь одна из возможных. По всей видимости, устройство мира несколько сложнее теорий Уилера, Девитта, Хокинга и Хартли, предполагающих существование волновой функции Вселенной, хотя дискуссии о ней продолжаются до сих пор.
Широкую известность Хокинг получил после того, как в апреле 1988 года была опубликована его научно-популярная книга «Краткая история времени». Труд, переведенный на десятки языков, издан общим тиражом более 25 миллионов экземпляров. Образ ученого в инвалидном кресле, занимающегося исследованием самых необычных свойств Вселенной, никого не оставил равнодушным.
В 1990-е годы Хокинг продолжил исследование черных дыр, предложив слабую версию принципа космической цензуры. В сильной форме утверждение о том, что в пространстве-времени невозможны голые, то есть не скрытые от внешнего наблюдателя, сингулярности, сформулировал еще в 1973 году Пенроуз. В частности, для черной дыры сингулярности должны находиться под ее горизонтом событий. Пенроуз, в отличие от Хокинга, полагает, что принцип космической цензуры выполняется сразу во всем пространстве-времени.
Малкольм Перри, Эндрю Строминжер и Стивен Хокинг (слева направо)
В последние 20 лет Хокинг интересовался информационным парадоксом черных дыр. Сначала он утверждал, что информация, переносимая попавшими в черную дыру объектами, не сохраняется, однако потом изменил свое мнение. В своих последних работах Хокинг утверждал, что информация не теряется, но трансформируется в непригодную для использования человеком форму. Именно этому посвящены, в частности, исследования, проведенные им совместно с Малкольмом Перри и Эндрю Строминжером, о которых «Лента.ру» писала ранее.
Стивен Хокинг: история жизни в книгах
На этой неделе на 77 году жизни не стало, пожалуй, одного из самых известных физиков современности – Стивена Хокинга. Всемирную любовь и славу Стивен Хокинг снискал благодаря тому, что написал книгу об истории Вселенной, которой зачитывалась вся планета, благодаря воле к жизни (Хокинг побывал в невесомости и собирался полететь в космос при диагнозе «боковой амиотрофический склероз») и отсутствию страха перед смертью. Стивен Хокинг активно занимался популяризацией науки и стал настоящим героем поп-культуры. В апреле 1988 года вышла книга «Краткая история времени», которая стала бестселлером, потом появились книги «Черные дыры и молодые вселенные» (1993) и «Мир в ореховой скорлупке» (2001). В 2005 году вышло новое издание «Краткой истории…», однако на счету ученого гораздо больше книг. Мы решили вспомнить все книги Хокинга, которые сегодня можно найти в открытом доступе на русском языке, а также попытались понять, какое место занимала книга в биографии выдающегося ученого.
«Крупномасштабная структура пространства-времени»
В 1973 году выходит книга «Крупномасштабная структура пространства-времени», которую Хокинг публикует совместно с профессором космологии Джорджем Эллисом. Впервые работу издает Кембриджский университет, однако позднее она была переиздана множество раз. В книге Хокинг и Эллис пытаются описать сущность пространства как целого, а также раскрыть природу бесконечного расширения Вселенной и образования черных дыр. Известно, что Хокинг писал эту книгу, будучи постдоком в Кембриджском университете, основываясь на своем эссе 1966 года «Сингулярности и геометрия пространства-времени», отмеченном премией Адамса. На момент публикации первой книги Хокингу был 31 год.
В более поздней и гораздо более известной «Краткой истории времени» 1988 года сам ученый описывает книгу «Крупномасштабная структура пространства-времени» как «крайне техничную» и непонятную для рядового читателя, даже с научной подготовкой. Тем не менее, сегодня эта работа считается классической книгой по общей теории относительности, а также выдающейся монографией математического направления описания лоренцевой геометрии в целом.
Искривление пространства-времени гравитационными массами. Источник: geektimes.ruСборники статей
«Черные дыры», «Общая теория относительности» и «Геометрические идеи в физике» – сборники статей, которые вышли с 1975 по 1983 годы. Все три сборника – результат коллективных трудов зарубежных ученых, предназначенный в первую очередь для научных работников, аспирантов и студентов старших курсов. Так, в сборнике «Черные дыры» собраны статьи по классической и квантовой физике черных дыр. Статьи посвящены вопросам, связанным с квантовыми процессами вблизи черных дыр, термодинамикой и возможными астрофизическими проявлениями черных дыр. «Общая теория относительности», в свою очередь, – это коллективная монография, созданная группой известных физиков-теоретиков СССР, США и Великобритании, в которой обсуждаются теоретические и экспериментальные основы общей теории относительности, альтернативные релятивистские гравитационные теории, проблемы современной астрофизики и космологии, в том числе физическая природа квазаров, пульсаров и черных дыр. Сборник «Геометрические идеи в физике» рассказывает о новых геометрических подходах в квантовой теории поля.
Все три сборника не стали достоянием масс, так как их целью не была популяризация научного знания, к которой Хокинг придет позднее.
Во время работы над статьями Хокинг сначала преподавал теорию гравитации в Кембриджском университете (1975—1977), после чего стал профессором гравитационной физики (1977—1979), а с 1979 года — профессором математики. Примечательно, что, будучи профессором математики, Хокинг не получал математического образования. В первый год своего преподавания в Оксфорде Хокинг читал учебник, опережая собственных студентов на две недели. В 1979 году Хокинг стал Лукасовским профессором Кембриджского университета. Эту должность он занимал до 2009 года.
В 1973 году ученый посещал СССР, во время пребывания в Москве обсуждал проблемы черных дыр с советскими учеными Яковом Зельдовичем и Алексеем Старобинским. В 1981 году Хокинг снова оказывается в Москве, чтобы принять участие в международном семинаре по квантовой теории гравитации.
«Краткая история времени: от Большого взрыва до черных дыр». Источник: sochi.scapp.ruКраткая история времени: от Большого взрыва до черных дыр
Пожалуй, одна из самых известных работ ученого. В выпущенной в 1988 году книге «Краткая история времени: от Большого взрыва до черных дыр» Хокинг рассказывает уже для всех и каждого о происхождении Вселенной и ее возможной судьбе, о природе пространства. Начиная с самых азов (устройства Мироздания), Хокинг повествует о том, что происходило со Вселенной с первых секунд после так называемого Большого взрыва. По сути, ученый прибегает к рассказу курса физики и астрономии, который мы, так или иначе, освоили в школе, однако в наиболее доступной и понятной форме. Для многих эта книга стала стартом научной деятельности – такой сильной оказалась мотивация. Неслучайно книга с момента выхода стала бестселлером – за 20 лет было продано более 10 миллионов экземпляров.
Теория Большого взрыва. Источник: universetoday.com
Работал над книгой ученый в тот период, когда его здоровье значительно пошатнулось. В 1985 году Хокинг тяжело заболел воспалением легких. После серии операций ему была проведена трахеостомия (операция на горло), и Хокинг лишился способности говорить. Тогда друзья подарили ученому синтезатор речи, который был установлен на его кресле-коляске. Некоторую подвижность сохранял только указательный палец на правой руке Хокинга. Впоследствии подвижность осталась лишь в мимической мышце щеки, напротив которой закреплен датчик. С его помощью физик управлял компьютером, позволяющим ему общаться с окружающими.
Черные дыры и молодые вселенные
Книга – продолжение диалога с читателем, начатого в книге «Краткая история времени». Впервые лекция под названием «Черные дыры и молодые вселенные» была прочитана в Калифорнийском университете в Беркли. Дополненная размышлениями Стивена Хокинга на эту и смежные темы, она стала частью настоящего сборника, составленного из 13 эссе и развернутого интервью и впервые опубликованного в 1993 году. В этой работе самый известный астрофизик современности толкует наиболее вероятные модели устройства Вселенной. Автор рассуждает о воображаемом времени, о том, каким образом черные дыры могут дать жизнь молодым вселенным, и о попытках ученых, начатых Альбертом Эйнштейном, найти единую теорию поля, которая смогла бы сделать макрокосмос предсказуемым.
Cygnus X-1. Источник: en.wikipedia.orgПрирода пространства и времени
Хокинг был известным спорщиком (самый известный его спор — с астрофизиком Кипом Торном в 1975 году. Тогда ученые спорили о природе космического объекта Cygnus X-1: Торн считал, что Cygnus X-1 — черная дыра, а Хокинг отрицал это, хотя по его собственным расчетам объект являлся именно черной дырой). В основу книги, впервые опубликованной в 1996 году, легли шесть лекций ученых Хокинга и Роджера Пенроуза и дискуссия между ними по некоторым вопросам, связанным с природой Вселенной. В 1994 Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз прочли цикл публичных лекций по общей теории относительности в Институте математических наук имени Исаака Ньютона при Кембриджском университете. Через два года издательство Princeton University Press выпускает книгу под названием «Природа пространства и времени», которая позволяет сравнить взгляды этих двух ученых. Хотя оба они и принадлежат к одной школе в физике (Пенроуз ассистировал докторскую диссертацию Хокинга в Кембридже), их взгляды на роль квантовой механики в эволюции вселенной сильно отличаются друг от друга. В частности Хокинг и Пенроуз имеют различные представления о том, что происходит с информацией, запасенной в черной дыре, и почему начало вселенной отличается от ее конца.
«Мир в ореховой скорлупе». Источник: lord-iluvatar.deviantart.comМир в ореховой скорлупе
В 2001 году выходит книга «Мир в ореховой скорлупе» (или «Вселенная в ореховой скорлупе») – одна из научно-популярных работ известного физика-теоретика, которая становится своеобразным продолжением предыдущего бестселлера автора «Краткой истории времени». Уже через год Хокинг получает за эту работу премию Aventis как лучший автор, пишущий на научные темы. В книге ученый повествует о научных свершениях, достигнутых в мире физики с тех пор. На страницах книги популярным языком излагаются такие научные проблемы, как сферы применения теоремы Геделя о неполноте и теории струн, квантовой теории и супергравитации. Вместе с читателями автор пытается подойти ближе к Теории всего — основополагающей теории, которая могла бы объяснить все явления во Вселенной.
Кратчайшая история времени 2005 год
Выпуск книги «Кратчайшая история времени» – переработанное издание «Краткой истории времени». В текст были внесены серьезные изменения, касающиеся научных открытий последних лет. В написании книги Хокингу помогал американский физик, а также автор научно-популярных книг и сценарист телевизионных научно-популярных передач Леонард Млодинов.
«Джордж и тайны Вселенной». Источник: irecommend.ruДжордж и тайны Вселенной
На счету Хокинга есть и детские работы. Так, Стивен Хокинг, его дочь Люси и бывший аспирант (популяризатор науки Кристоф Гальфар) в сентябре 2007 года представили свою первую книгу для детей о приключениях Джорджа и его друзей во Вселенной. В этой веселой книге они рассказали о фантастически интересных предметах — черных дырах, квазарах, астероидах, галактиках и параллельных вселенных — детям. Авторы подчеркнули, что хотели «представить современный взгляд на космологию от Большого взрыва до настоящего времени без какой бы то ни было магии». Единственный волшебный герой в книге — это суперкомпьютер, который открывает дверь Джорджу и его друзьям во Вселенную. Это история о космических приключениях, в которые отправляются друзья, чтобы больше узнать о мире, в котором они живут. Это также история о законах физики, которые управляют этим миром. Но, кроме всего прочего, это история об одиноком мальчике по имени Джордж и о том, как изменилась его жизнь с того дня, когда он познакомился со своими новыми соседями – Анни и Эриком.
NASA KC-135. Источник: hiveminer.comНесмотря на тяжелую болезнь, Хокинг в этот период вел активную жизнь. Так, в 2007 году он совершил полет в невесомости на специальном самолете NASA KC-135 , а на 2009 год был запланирован полет в космос, который не состоялся.
Большое, малое и человеческий разум
Между книгами для детей, в 2008 году, публикуется работа «Большое, малое и человеческий разум», автором которой становится отнюдь не Стивен Хокинг, а Роджер Пенроуз. Несмотря на это, в книге значительная часть отведена под размышления Хокинга. Книга вновь становится концентрацией споров ученых. Причиной нового витка дискуссий стали вызывающие идеи Роджера Пенроуза относительно физических явлений Вселенной, мира квантовой механики и физики мышления (именно они стимулировали продолжительные дискуссии ведущих мировых ученых, в ходе которых высказывались противоречивые мнения). В книге обобщены различные точки зрения в сложных сферах науки. Так, Пенроуз дает мастерские обобщения для тех областей физики, в которых существует еще множество нерешенных проблем. В качестве оппонентов автору выступают сразу три выдающихся специалиста разных областей науки — наряду со Стивеном Хокингом в списке «идеологических противников» значатся Абнер Шимони и Нэнси Картрайт, представляющие философское направление естественных наук.
На показе фильма «Вселенная Стивена Хокинга» (The Theory of Everything). Источник: rus.azattyk.orgДжордж и сокровища Вселенной
Вслед за первой детской книгой («Джордж и тайны Вселенной») через несколько лет (в 2009 году) выходит продолжение – «Джордж и сокровища Вселенной». Во второй книге авторы снова вовлекают читателей в детективную историю. Главная ценность книги – фирменный стиль Хокинга: только он умеет рассказать о последних достижениях в области науки просто, доступно и невероятно интересно. Авторы обратились также к лучшим мировым специалистам в области физики и астрономии, чтобы из первых уст получить самую актуальную и достоверную научную информацию. Сет Шостак из проекта по поиску внеземных цивилизаций, профессор математики и астрономии Лондонского университета Бернард Карр, президент Королевского общества Мартин Рис и многие другие ученые написали специально для этой книги научные очерки, которые Люси и Стивен Хокинг органично вплели в сюжет книги.
Теория всего
Книга, выпущенная в 2009 году, включает семь лекций Стивена Хокинга, отмеченных характерным для него юмором и умением просто говорить о самом сложном. Особенно придется по вкусу книга любителям «до» и «после», так как в этой работе Хокинг перекидывает мостик от древнейших представлений об устройстве Вселенной к современным воззрениям, переходя от Большого Взрыва и природы пространства-времени к черным дырам и теории струн. Но более всего Хокинга занимает перспектива создания великой объединенной теории – теории всего.
Кип Торн. Источник: thepolitic.orgБудущее пространства – времени
В 2009 году выходит книга «Будущее пространства – времени», в основу которой легла серия докладов, прочитанных всемирно известными учеными и популяризаторами науки 3 июня 2000 года в честь 60-летия Кипа С.Торна. В них обсуждаются фундаментальные вопросы, связанные с природой пространства-времени, в том числе возможность путешествий во времени, а также даются предсказания о грядущих открытиях.
В книге «приглашенной звездой» скорее является Торн, однако любителям Хокинга тоже есть что почитать. Да и вообще, сборники дают возможность проследить все многообразие точек зрения в научном сообществе, хотя надо быть готовым к тому, что стиль письма сложнее, чем в самых растиражированных работах Хокинга.
Высший замысел
В 2010 году в соавторстве с Леонардом Млодиновым (с которым ученый работал над переизданием «Кратчайшей историей времени» и которое, к слову, имело небывалый успех) Хокинг выпускает книгу «Высший замысел». Религиозные ассоциации, возникающие при прочтении названия работы, неслучайны: в книге авторы утверждают, что существование Бога не обязательно для объяснения происхождения вселенной, и что Большой взрыв является исключительно следствием законов физики. Авторы также указывают на то, что может не существовать Единой теории поля. Кроме того, они рассматривают историю научного знания о вселенной и объясняют суть 11-мерной М-теории, которую поддерживают многие современные физики.
«Джордж и большой взрыв» («George and the Big Bang»). Источник: timesofindia.indiatimes.comДжордж и большой взрыв
«Джордж и большой взрыв» – завершающая книга детской трилогии от Стивена Хокинга и его дочери, впервые выпущенная в 2011 году. В книге полюбившиеся всем герои готовятся к одному из величайших научных экспериментов всех времен – с помощью адронного коллайдера им предстоит узнать, что происходило в самые первые мгновения существования Вселенной – в момент Большого взрыва. Героям снова предстоит опасное и захватывающее путешествие в далекую галактику и квантовый мир, чтобы перехитрить и остановить злодеев, вознамерившихся отбросить науку назад в средневековье.
Последние годы жизни Стивен Хокинг работал над новыми вопросами Вселенной, давал лекции по физике в институте и занимался активной исследовательской деятельностью.
Перейти к содержаниюСтивен Хокинг и другие формы разумной жизни во Вселенной
Год назад не стало физика, который сделал черные дыры чуть-чуть светлее
Неугомонный Стивен Хокинг в 2007 году даже испытал состояние невесомости на специально оборудованном самолете. Фото NASA
Завтра, 14 марта, исполнится год со дня смерти одного из самых известных ученых нашего времени – английского физика-теоретика, космолога и астрофизика Стивена Хокинга. Экс-президент Российской академии наук, академик Владимир Фортов, который лично несколько раз встречался с Хокингом, узнав о его кончине, сказал: «С его уходом из жизни мир потерял одного из самых узнаваемых ученых. Хокинг занимал кафедру, которой в свое время заведовал Исаак Ньютон. Его исследование черных дыр – это красивая научная работа, объясняющая их природу. Он написал ряд книг, ставших очень популярными, к примеру «Краткая история времени», и многие люди стали интересоваться наукой благодаря его трудам».
Излучение Хокинга
Социологическое исследование, проведенное в Англии в 1990 году зафиксировало: 76% опрошенных считали, что наука улучшает ситуацию в мире. Исторический опыт Англии, одного из центров научной революции XVI–XVII веков, родины промышленной революции XVIII–XIX веков, однозначно показал, что это именно промышленные и научно-технические революции порождают интерес к науке в обществе. Как следствие – рост интереса к научно-популярному жанру, причем представленному в любых медиаформах.
Отсюда, например, и еще один факт, удивительный для сегодняшнего общественного сознания в России: согласно результатам опроса, проведенного в 2007 году, Стивен Хокинг – один из трех самых уважаемых современников для британских юношей от 16 до 18 лет. Символично, что и книга Хокинга «От большого взрыва до черных дыр. Краткая история Времени» (английское издание вышло в 1988 году) стала одной из самых успешных за всю историю научно-популярного жанра: 237 недель она оставалась в списке бестселлеров лондонской газеты Sunday Times, общий тираж к началу 2000-х годов – более 10 млн экземпляров. Что называется, по горячим следам, в 1990 году, появился и первый русский перевод этой книги.
Сам Стивен Уильям Хокинг и не пытался скрывать своего удивления такой глобальной популярностью его научно-популярного произведения. В одном из интервью (2013) он признавался: «Я не ожидал, что книга станет бестселлером. Это была моя первая научно-популярная книга, и к ней возник большой интерес. Изначально многие люди признавались, что понимают ее с трудом, и тогда я написал новую версию, более простую для понимания. Я добавил кое-какие новейшие исследования и выбросил некоторые технические подробности. И вот новое, более простое издание называется «Кратчайшая история времени».
К тому времени Хокинг успел доказать, что одни из самых загадочных объектов Вселенной, черные дыры (существование которых уже почти-почти доказано!), не такие уж и черные. При определенных условиях они могут излучать, а следовательно, кое-какую информацию о них мы все же имеем возможность – пусть и сугубо теоретическую пока – получить.
Кстати, возможно, что к получению этого своего главного научного результата Хокинга подтолкнул визит в СССР, состоявшийся в 1970-е годы. Тогда британский физик узнал, что его советский коллега Владимир Грибов считает само собой разумеющимся то, что черные дыры излучают вследствие вакуумных флуктуаций. Сам Грибов не опубликовал по этой теме ни одной статьи, а Хокинг количественно рассчитал тепловой спектр черной дыры. Этот результат так и назвали – «излучение Хокинга». Но мало того…
«Мы отказываемся от слова «Бог»
«Я доказал, что возникновение Вселенной могло произойти по законам физики. Но это не доказательство, что Бога нет, – это лишь показывает, что в нем нет необходимости, – заявил как-то Хокинг. – Нет никакой разницы между нашими современными теориями и теорией тяготения Ньютона, просто современные теории намного сложнее. Но они означают то же самое… Мы по-прежнему считаем, что Вселенная логична и прекрасна. Просто мы отказываемся от слова «Бог».
Но самое, возможно, удивительное в этих словах то, что принадлежали они человеку, который более 50 лет из своей не столь уж и долгой по сегодняшним меркам жизни (Хокинг родился 8 января 1942 года в Оксфорде, Великобритания) был прикован к инвалидному креслу. Он мог видеть и слышать, но лицо его при этом оставалось практически неподвижной маской. С некоторых пор Хокинг не мог даже говорить – последствия операции трахеотомии в 1985 году. Кроме мозга ему подчинялись лишь два пальца левой руки. Ими он и управлял специально сконструированным компьютером и синтезатором речи, вмонтированными в инвалидное, моторизированное кресло. Скорость общения Стивена Хокинга с внешним миром – пара десятков слов в минуту. Страшный недуг с каким-то несерьезным для рядового обывателя названием – боковой амиотрофический склероз.
(Для справки – цитата из одного медицинского обзора: «Боковой амиотрофический склероз (БАС) – тяжелое и неизлечимое заболевание центральной нервной системы с неизбежным летальным исходом… Интерес представляет единственное в литературе клинико-анатомическое описание больного БАС с 22-летним течением болезни благодаря 14-летней дыхательной реанимации».)
«Через несколько минут полностью забываешь, что ты находишься рядом с тяжелобольным человеком, почти полностью лишенным возможности двигаться. Он весел, оживлен. У него необыкновенно лучистые глаза. Сразу ощущаешь необыкновенную глубину его интеллекта и непрерывно воспринимаешь красоту этих глаз», – вспоминал свои впечатления от встреч со Стивеном Хокингом известный российский физик Игорь Новиков.
Не устояла перед «излучением» хокинговских глаз и филолог по образованию Джейн Уайлд. Они поженились со Стивеном, когда он еще мог самостоятельно передвигаться. Кстати, в своем автобиографическом эссе «Мой опыт жизни с БАС» (1987) Стивен Хокинг не без юмора рассказывает, как ему удалось к тому времени стать отцом двоих детей (вообще-то их у него трое). «К 1974 году я еще был в состоянии сам питаться, ложиться и вставать с постели. Руководство Джейн помогло мне стать отцом двоих детей без всякого постороннего вмешательства».
И все же после 25 лет супружеской жизни с гением их брак распался в 1990 году: глубоко религиозная Джейн не смогла смириться с мыслью, что живет с безбожником. Да еще каким безбожником!
|
Парализованный Хокинг исколесил с лекциями и экскурсиями весь мир. Фото NASA |
«Я воспринимаю мозг как своего рода компьютер – он перестает работать, когда его компоненты окончательно сломаются, – заявил Стивен Хокинг в интервью Клаудии Дрейфус из New York Times. – Ну и ежу понятно, что сломанные компьютеры не попадают в рай и не живут после смерти. Все это просто байки для людей, которые боятся темноты».
Кстати, апелляция к авторитету своего легендарного земляка, Исаака Ньютона, у Хокинга тоже отнюдь не случайна. Недаром он снабдил свою знаменитую книжку «Краткая история Времени» тремя короткими биографическими новеллами – «Альберт Эйнштейн», «Галилео Галилей» и «Исаак Ньютон».
Двое этих англичан, Ньютон и Хокинг, фактически используют Бога как принцип, подобный другим законам природы, как категорию логики и причинности. Вообще судьбы двух этих членов Лондонского Королевского общества рождают много параллелей и перпендикуляров.
30 сентября 2009 года космолог Стивен Хокинг оставил пост главы кафедры математики в Кембридже. 8 января 2010 года ему исполнялось 68 лет, а по уставу Кембриджского университета профессорам запрещается возглавлять кафедру по достижении 67-летнего возраста. Хокинг занимал эту должность 30 лет, с 1979 года.
Возможно, позиция профессора кафедры математики в Тринити-колледже в Кембридже – самая легендарная во всей истории науки вообще. Точное ее название – «люкасовский профессор» (Lucasian Professor). В свое время, с 1669 года, ее занимал сам Исаак Ньютон; в XIX веке – Чарльз Бэббидж, создатель первой механической ЭВМ, так называемой разностной машины; в 1930-е годы – гениальный физик Поль Дирак…
Впрочем, говоря «должность люкасовский профессор», надо добавлять известную долю иронии. Обязанности люкасовского профессора скорее почетные. Вернее – очень почетные. Взамен от него требуется лишь иногда почитывать студентам лекции. Академик Сергей Иванович Вавилов в своей классической научной биографии «Исаак Ньютон» (М., 1943), например, описывает, как это делал сэр Исаак: «…сохранился рассказ, что лекции Ньютона успеха у студентов не имели, плохо понимались и плохо посещались. Иногда будто бы Ньютон просто не находил слушателей в аудитории и возвращался домой».
Поразительно, но лекции Стивена Хокинга всегда собирали аншлаги.
Ньютон родился недоношенным и, по его собственным словам, был настолько мал, что «мог поместиться в пивной кружке». «Не жилец», – обреченно сокрушались все окружающие. Ан нет, оказался жилец, да еще какой! А Хокинг родился вполне нормальным ребенком, но в 21 год его настиг тот самый БАС.
Здоровяк Ньютон – к 84 годам он потерял всего лишь один зуб – никогда не отъезжал от дома дальше чем на 180 миль; парализованный Хокинг исколесил с лекциями и экскурсиями весь мир. Был, кстати, и в Советском Союзе; наводил шороху на чинных посетителей Эрмитажа в Ленинграде ездой на своем хайтековском инвалидном кресле.
В 2007 году Стивен Хокинг даже забрался в космос. Ну, почти в космос – на специально оборудованном самолете он смог с десяток минут ощутить состояние невесомости.
Ньютон был убежденным холостяком, чуть ли не женоненавистником. Хокинг был женат дважды. Да, да!
Мэлор Стуруа, патриарх советской журналистики, которому посчастливилось в 1979 году общаться с Хокингом на званом ужине по случаю 100-летия со дня рождения Альберта Эйнштейна, вспоминал: «…именно Стивен был самым веселым участником нашего застолья, скованного вполне естественным смущением, вполне объяснимой неловкостью. Хокинг вовсю флиртовал с нашими женами (прошу запомнить этот факт)». Припоминает Мэлор Стуруа и слова первой жены Хокинга, Джейн Уайлд, сказанные во время ужина, о том, какой ее супруг жизнелюб и дамский угодник, большой поклонник прекрасного пола.
Ситуация насколько очевидна, настолько же и не укладывается в сознании среднестатистического жителя планеты Земля: не очаровательная Джейн бросила Стивена, а абсолютно беспомощный в физическом (и даже физиологическом!) смысле Стивен предпочел ее другой женщине. Последняя, в свою очередь, бросает ради паралитика благополучную семью и двоих детей.
В 1995 году Хокинг сочетался браком с Елиной Мэйсон – медсестрой, ухаживавшей за ним. По какой-то изощренной прихоти судьбы синтезатор речи для Хокинга установил тогда бывший муж Елины, Дэвид Мэйсон… Но и с ней Хокинг развелся. Однако без синтезатора речи он не остался…
В декабре 2014 года специалисты Intel Labs объявили, что, изучив потребности Стивена Хокинга и то, как он управляет своей коммуникационной системой, они создали специально «под Хокинга» адаптированное решение, которое предоставило ученому новые возможности для общения. В результате профессор смог набирать текст в два раза быстрее. Кроме того, в десять раз повысилась скорость выполнения таких задач, как поиск информации в Интернете, работа с электронной почтой и документами и переключение между различными приложениями.
Установленный на внутренней поверхности его щеки датчик, который работает совместно с инфракрасным переключателем, интегрированным в очки, позволял профессору Хокингу выбирать буквы для набора текста. Набранные слова отправляются в синтезатор речи. Так что слова Хокинга дорогого стоят – и в прямом, и в переносном, метафорическом смысле.
Предел Вселенной
«Мы можем определить Бога как предел Вселенной, как того, кто должен привести мир в движение, – объяснял в 1990 году основную идею своей «Краткой истории Времени» Хокинг. – Очень трудно доказать беспредельность Вселенной, но если мы это сделаем, то сможем объяснить все во Вселенной, основываясь на гипотезе о ее беспредельности, и я думаю, что такая теория будет более экономной и более естественной».
Сам он не успел этого сделать. Но буквально за несколько дней до своей смерти Хокинг завершил очередную научную статью – она посвящена явлению исчезновения информации в черной дыре. Как сообщило агентство AP, коллеги Хокинга, физики из Кембриджа, доработали ее и опубликовали.
Проблеме черных дыр Хокинг посвятил более 40 лет жизни, подчеркнул профессор теоретической физики в Кембридже и соавтор статьи Малкольм Перри. Начало этой головоломки можно проследить до 1915 года, когда Альберт Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности. В ней, среди прочего, были сделаны важные предположения о черных дырах. Например, что материя может попадать в черную дыру, но не может ее покидать, так что масса черной дыры может только возрастать.
Позже Стивену Хокингу удалось показать, что черные дыры все же могут терять массу за счет излучения (то самое излучение Хокинга). Что в таком случае происходит с информацией в черной дыре и может ли она быть каким-то образом сохранена? Этот вопрос волновал физика до конца жизни.
В последней статье Хокинг и его коллеги показывают, что по крайней мере некоторая информация может быть сохранена. Если черная дыра поглощает объект, ее температура меняется и возрастает энтропия. Это можно зарегистрировать благодаря фотонам, окружающим горизонт событий черной дыры. Этот эффект ученые назвали soft hair.
Открытие soft hair – еще не конец проблемы исчезновения информации в черной дыре, но это очень ощутимый шаг вперед, отмечают Перри и его коллеги.
В последние годы своей жизни Стивен Хокинг много занимался… футурологией. Он был убежденный скептик, или, лучше сказать, аллармист в том, что касалось перспектив человеческого рода, Homo sapiens. Летом 1994 года на компьютерном шоу в Бостоне он сумел поразить воображение аудитории. Компьютерные вирусы следует считать одной из форм жизни, заявил Хокинг. По его мнению, хотя компьютерные вирусы не имеют собственного «обмена веществ», они вполне могут «паразитировать» на зараженном компьютере, используя его «метаболизм». «Единственная созданная человеком форма жизни, – подчеркнул Хокинг, имея в виду компьютерные вирусы, – служит исключительно для разрушения. Я считаю, что это кое-что говорит о натуре человека. Мы создали жизнь по своему образу и подобию».
А летом 2017 года, Хокинг сформулировал главное условие спасения человечества: «Я твердо верю, что мы должны начать искать альтернативные планеты для возможного проживания».
Несомненно, в высказываниях Стивена Хокинга нарочито присутствует провокационный элемент. Но, как ни парадоксальны на первый взгляд обобщения ученого, возможно, он не так уж и далек от истины.
Умер физик Стивен Хокинг — Газета.Ru
В Кембридже скончался Стивен Хокинг — известный ученый, долгие годы остававшийся символом человеческого любопытства, силы воли и тяги к познанию. «Газета.Ru» вспоминает об известных фактах из жизни именитого ученого.
Стивен Хокинг, один из известнейших физиков современности, скончался на 77-м году жизни. Об этом сообщает британская пресса. Хокинг скончался у себя дома, в Кембридже, ранним утром в среду, сообщил журналистам представитель его семьи.
«Мы глубоко опечалены, что наш любимый отец ушел сегодня от нас, — сообщили в заявлении его дети Люси, Роберт и Тим. — Он был великим ученым и экстраординарным человеком, чей труд и наследие останутся с нами на долгие годы.
Его смелость и настойчивость с его яркостью и юмором вдохновляли людей по всему миру. Однажды он сказал: «Во вселенной не было бы особенного смысла, если бы она не была домом, в котором живут любимые люди». Мы будем любить его всегда».
Смерть известного ученого подтвердил официальный представитель Кембриджского университета. «Со времен Альберта Эйнштейна не было ученого, так увлекавшего воображение публики и так полюбившегося десятками миллионов людей по всему миру», — заявил Митио Каку, известный американский физик японского происхождения.
Хокинг родился 8 января 1942 года в Оксфорде. Окончил Оксфордский университет в 1962 году. В возрасте 21 года молодому человеку был поставлен серьезный диагноз — боковой амиотрофический склероз (болезнь Шарко или болезнь Лу Герига), из-за которого много десятилетий он был прикован к электрическому креслу.
Несмотря на тяжелую болезнь, Хокинг сумел защитить докторскую диссертацию и стать Лукасовским профессором в Кембриджском университете.
Хокинг внес весомый вклад в развитие современной космологии и создание в 1975 году теории, описывающей испарение черных дыр. Процесс этот получил именное название — излучение Хокинга. Заключается он в том, что если вблизи горизонта событий черной дыры рождается пара частиц,
то одна из них может покинуть ее пределы, за счет чего масса черной дыры постепенно уменьшается.
Хокинг всегда поражал окружающих своим чувством юмора и способностью просто объяснять довольно сложные вещи.
«Черные дыры на самом деле не такие уж черные, как их рисуют, — как-то сказал Хокинг в одной из своих лекций. — Это не вечные тюрьмы, которыми их представляют. Что-то может выйти из них и, возможно, в другую вселенную. Так что, если вы чувствуете, что попали в черную дыру, не сдавайтесь. Выход есть!»
Уже позднее Хокинг стал известен своей активностью в области популяризации науки, в частности, после выхода в 1988 году его книги «Краткая история времени». Книга была распродана с тиражом 10 млн экземпляров и переведена на 20 языков. После нее последовали и другие бестселлеры: «Черные дыры и молодые вселенные», «Мир в ореховой скорлупке».
Биография Хокинга — это и история борьбы с болезнью, которая растянулась на несколько десятилетий.
При этом редком (1-2 случая на 100 тыс. человек) заболевании происходит поражение двигательных нейронов, что приводит к параличу и последующей атрофии мышц. Этиология заболевания не выяснена до конца, способов лечения нет — можно лишь облегчить симптомы и незначительно замедлить прогрессирование болезни.
Заболевание развивается медленно и начинается с неспецифичных симптомов — судорог, слабости в конечностях, нарушений речи. Однозначно поставить диагноз удается, лишь когда болезнь переходит в стадию мышечной атрофии. Со временем больной неизбежно теряет способность передвигаться самостоятельно. Смерть часто наступает от отказа дыхательной мускулатуры.
При этом болезнь не поражает функции мочевого пузыря и кишечника, до последних стадий сохраняется сексуальная функция, не затрагиваются мышцы глаз и нормально работает сердечная мышца. Интеллект больных не изменяется, хотя у них развивается вполне понятная в такой ситуации депрессия.
От первых симптомов до смерти проходит три-пять лет. Хокингу, у которого заболевание было выявлено в 1963 году, врачи отводили всего 2,5 года.
Но болезнь развивалась на удивление медленно, и подвижность он потерял только к концу 1960-х. В 1985 году Хокинг перенес тяжелое воспаление легких. Он прошел через несколько операций, в том числе трахеостомию — установку в трахею специальной трубки для дыхания, после чего потерял возможность говорить.
Какое-то время Хокинг общался с помощью синтезатора речи, которым управлял единственным сохранившим подвижность пальцем. Затем подвижность сохранилась лишь в мышце щеки, напротив которой был закреплен датчик для управления компьютером, позволяющим общаться с окружающими.
Став известным популяризатором науки, Хокинг продолжал активную жизнь, несмотря на тяжелую болезнь и неспособность говорить. Он часто путешествовал по миру, встречался с лидерами стран, посещал Антарктиду и остров Пасхи,
испытывал невесомость на борту специального самолета и даже подумывал о полете в космос.
«Моя цель проста, — однажды сказал Хокинг. — Это полное понимание Вселенной, почему она такая и почему до сих пор существует». Хокинг мечтал найти способ, как объединить теорию относительности Эйнштейна с квантовой физикой, создав тем самым «Теорию всего».
В последние годы ученый путешествовал меньше, однако продолжал высказываться по актуальным научным и политическим проблемам человечества. Он выступал по темам здравоохранения, экологии, будущего человеческой цивилизации.
Недавно Хокинг заявил, что «он как никогда уверен, что мы не одни», и предостерег человечество от попыток наладить связь с другими цивилизациями, пока не стало слишком поздно. Хокинг являлся членом проекта Breakthrough Listen, в рамках которого ближайшие к Солнцу звезды будут сканироваться на предмет поимки радиосигналов, в том числе с экзопланеты Gliese 832c.
«В один прекрасный день мы можем принять сигнал от планеты типа Gliese 832c, но нам надо быть осторожными, отвечая им», — сказал он.
пространство-время | Определение и факты
пространство-время , в физической науке, единая концепция, признающая объединение пространства и времени, впервые предложенная математиком Германом Минковским в 1908 году как способ переформулировать специальную теорию относительности Альберта Эйнштейна (1905).
Общая интуиция ранее предполагала отсутствие связи между пространством и временем. Физическое пространство считалось плоским трехмерным континуумом, т. Е. Набором всех возможных точек, к которому применимы постулаты Евклида.Для такого пространственного многообразия декартовы координаты казались наиболее естественными, и прямые линии могли быть удобно приспособлены. Время рассматривалось независимо от пространства — как отдельный одномерный континуум, полностью однородный на своем бесконечном протяжении. Любое «сейчас» во времени можно рассматривать как источник, из которого можно перейти в прошлое или будущее к любому другому моменту времени. Равномерно движущиеся системы пространственных координат, привязанные к однородным континуумам времени, представляют все неускоренные движения, особый класс так называемых инерциальных систем отсчета.Вселенная согласно этому соглашению была названа ньютоновской. В ньютоновской вселенной законы физики были бы одинаковыми во всех инерциальных системах отсчета, так что нельзя было бы выделить какую-то одну как представляющую абсолютное состояние покоя.
Британская викторина
Викторина «Все о физике»
Кто был первым ученым, проведшим эксперимент по управляемой цепной ядерной реакции? Какая единица измерения для циклов в секунду? Проверьте свою физическую хватку с помощью этой викторины.
Во вселенной Минковского временная координата одной системы координат зависит как от временных, так и от пространственных координат другой относительно движущейся системы в соответствии с правилом, которое формирует существенное изменение, необходимое для специальной теории относительности Эйнштейна; согласно теории Эйнштейна, не существует такой вещи, как «одновременность» в двух разных точках пространства, следовательно, нет абсолютного времени, как в ньютоновской вселенной. Вселенная Минковского, как и ее предшественница, содержит особый класс инерциальных систем отсчета, но теперь пространственные размеры, масса и скорости относятся к инерциальной системе отсчета наблюдателя в соответствии с определенными законами, впервые сформулированными Х.А. Лоренца, а затем сформировал основные правила теории Эйнштейна и ее интерпретации Минковского. Только скорость света одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Каждый набор координат или конкретное пространственно-временное событие в такой вселенной описывается как «здесь-сейчас» или мировая точка. В любой инерциальной системе отсчета все физические законы остаются неизменными.
Общая теория относительности Эйнштейна (1916) снова использует четырехмерное пространство-время, но включает гравитационные эффекты.Гравитация больше не рассматривается как сила, как в системе Ньютона, а как причина «искривления» пространства-времени, эффекта, явно описываемого системой уравнений, сформулированных Эйнштейном. В результате получается «искривленное» пространство-время, в отличие от «плоского» пространства-времени Минковского, где траектории частиц представляют собой прямые линии в инерциальной системе координат. В искривленном пространстве-времени Эйнштейна, прямом расширении понятия искривленного пространства Римана (1854 г.), частица движется по мировой линии или геодезической, что в некоторой степени аналогично тому, как бильярдный шар на искривленной поверхности двигался бы по траектории, определяемой искривлением. или искривление поверхности.Один из основных принципов общей теории относительности заключается в том, что внутри контейнера, следующего за геодезической системой пространства-времени, например, у лифта в свободном падении или спутника, вращающегося вокруг Земли, эффект будет таким же, как и при полном отсутствии гравитации. Пути световых лучей также являются геодезическими в пространстве-времени особого вида, называемыми «нулевыми геодезическими». Скорость света снова имеет ту же постоянную скорость c.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчасКак в теории Ньютона, так и в теории Эйнштейна, путь от гравитационных масс к траекториям частиц довольно окольный.В ньютоновской формулировке массы определяют общую гравитационную силу в любой точке, которая по третьему закону Ньютона определяет ускорение частицы. Фактический путь, как и на орбите планеты, находится путем решения дифференциального уравнения. В общей теории относительности необходимо решить уравнения Эйнштейна для данной ситуации, чтобы определить соответствующую структуру пространства-времени, а затем решить вторую систему уравнений, чтобы найти путь частицы. Однако, применив общий принцип эквивалентности между эффектами гравитации и равномерного ускорения, Эйнштейн смог вывести определенные эффекты, такие как отклонение света при прохождении массивного объекта, такого как звезда.
Первое точное решение уравнений Эйнштейна для одной сферической массы было выполнено немецким астрономом Карлом Шварцшильдом (1916). Для так называемых малых масс решение не слишком сильно отличается от того, что дает закон тяготения Ньютона, но достаточно, чтобы учесть ранее необъяснимый размер продвижения перигелия Меркурия. Для «больших» масс решение Шварцшильда предсказывает необычные свойства. Астрономические наблюдения карликовых звезд в конечном итоге привели американских физиков Дж.Роберт Оппенгеймер и Х. Снайдер (1939) постулируют сверхплотные состояния материи. Эти и другие гипотетические условия гравитационного коллапса подтвердились в более поздних открытиях пульсаров, нейтронных звезд и черных дыр.
Следующая статья Эйнштейна (1917) применяет общую теорию относительности к космологии и фактически представляет собой рождение современной космологии. В нем Эйнштейн ищет модели всей Вселенной, которые удовлетворяют его уравнениям при подходящих предположениях о крупномасштабной структуре Вселенной, например о ее «однородности», что означает, что пространство-время в любой части выглядит так же, как и любая другая часть. («космологический принцип»).При этих предположениях решения, казалось, подразумевали, что пространство-время либо расширяется, либо сжимается, и для того, чтобы построить вселенную, которая не делала ни того, ни другого, Эйнштейн добавил к своим уравнениям дополнительный член, так называемую «космологическую постоянную». Когда позднее данные наблюдений показали, что Вселенная действительно расширяется, Эйнштейн отказался от этого предположения. Однако более тщательный анализ расширения Вселенной в конце 1990-х годов снова привел астрономов к мысли, что космологическая постоянная действительно должна быть включена в уравнения Эйнштейна.
Когда он умер? Во что он верил о Боге, смерть
Вспоминая жизнь Стивена Хокинга
Стивен Хокинг умер в возрасте 76 лет, как сообщила его семья 14 марта 2018 года. физики.
США СЕГОДНЯ
Всемирно известный физик Стивен Хокинг, умерший 14 марта 2018 года, не верил в Бога и назвал небеса «сказкой».
Хокинг, умерший в 76 лет, написал «Бога нет» в своей последней посмертной книге «Краткие ответы на большие вопросы».«Он также написал, что« никто не управляет вселенной ». Это был не первый раз, когда Хокинг отвергал идею высшей силы. Он оспаривал существование Бога за годы до своей смерти.
« Вопрос в следующем: то, как Вселенная началась, было избрано Богом по причинам, которые мы не можем понять, или это было определено законом науки? Я верю второму, — сказал Хокинг в телешоу Genius of Britain, цитирует Telegraph. — Если хотите, вы можете назвать законы науки «Богом», но это не будет личный Бог, которого вы могли бы встретить, и задавайте вопросы.
В своей книге 2010 года «Великий замысел» Хокинг и соавтор Леонард Млодинов приписывают «спонтанное творение» причину существования, написав «нет необходимости призывать Бога, чтобы зажечь голубую сенсорную бумагу и установить вселенную.
Что касается жизни после смерти, Хокинг сказал Guardian, что, по его мнению, мозг подобен компьютеру, который просто отключается.
«Для вышедших из строя компьютеров нет рая или загробной жизни; это сказка для людей, боящихся темноты », — сказал он Guardian.
Подробнее: Бывшей медсестре Стивена Хокинга запретили заниматься из-за ухода за покойным физиком
Хокинг жил с боковым амиотрофическим склерозом (БАС) или болезнью Лу Герига, которая влияет на движения, и большую часть своей взрослой жизни использовал инвалидное кресло. Ему диагностировали неврологическое заболевание в 21 год, и ему оставалось жить всего несколько лет.
Он был наиболее известен своими открытиями, связанными с черными дырами, его бестселлером «Краткая история времени» и своим остроумием.Он также был откровенен в своих теориях о будущем жизни на Земле, говоря, что планета может превратиться в «огненный шар» в течение нескольких сотен лет, а искусственный интеллект может уничтожить человечество.
Подробнее: Вспоминая Стивена Хокинга: 5 вещей, которые нужно знать о легендарном физике
Содействовали: Бретт Молина, Мэри Бауэрман и Дэн Вергано. Следите за сообщениями Эшли Мэй в Twitter: @AshleyMayTweets
Доктор Стивен Хокинг: пример использования технологий для связи с миром
История вопроса
Доктор.Стивен Хокинг родился в Англии в 1942 году и большую часть своей жизни прожил без инвалидности. Он изучал математику и физику и получил докторскую степень по физике. Во время учебы в аспирантуре, в возрасте 21 года, доктору Хокингу был поставлен диагноз: боковой амиотрофический склероз (БАС), обычно называемый в США болезнью Лу Герига. По мере прогрессирования БАС дегенерация мотонейронов в головном мозге мешает передаче сообщений мышцам тела. В конце концов, мышцы атрофируются, и произвольный контроль над мышцами теряется.Люди с БАС обычно сохраняют интеллект, память и личность даже на поздних стадиях болезни. Доктор Хокинг стал профессором Кембриджского университета в Англии. Хотя некоторые врачи ожидали, что его жизнь будет короткой, он умер в возрасте 76 лет, прожив более 50 лет с БАС. Он опубликовал много статей и несколько книг по теоретической физике и теории Большого взрыва. Его самая популярная книга, Краткая история времени, была опубликована в 1988 году.
Проблема доступа
В результате ALS Dr.Хокинг получил помощь в большинстве движений и не мог говорить без помощи компьютера. Это представляло проблему, потому что доктора Хокинга, как исследователя и ученого, регулярно просили выступать на встречах и конференциях, и ему приходилось разрабатывать и публиковать новые идеи, чтобы оставаться в авангарде академических кругов.
Решение
Доктор Хокинг использовал вспомогательные технологии, чтобы компенсировать трудности с подвижностью и речью. Он использовал переключатель большого пальца и переключатель мигания, прикрепленный к его очкам, чтобы управлять своим компьютером.Сжимая мышцы щек и «моргая», был активирован инфракрасный переключатель, и он мог сканировать и выбирать символы на экране, чтобы составлять речи, выходить в Интернет, отправлять электронную почту и «говорить» через синтезатор голоса. .
Выводы
Доктор Стивен Хокинг продолжал активно заниматься своими исследованиями и личной жизнью, поскольку он разработал эффективные стратегии личной гигиены, устной речи, письма и исследовательской деятельности, которые компенсировали функциональные ограничения, налагаемые БАС.Его опыт проиллюстрировал следующее:
- Люди могут получить инвалидность в любом возрасте от рождения до преклонного возраста.
- Со временем приспособления меняются для людей с дегенеративными заболеваниями.
- Вспомогательные технологии могут компенсировать ограничения, связанные с мобильностью и речью.
- Наличие инвалидности не лишает людей возможности открывать для себя свои увлечения и заниматься ими.
Краткая история Стивена Хокинга: наследие парадокса
Стюарт Кларк
Джемма Левин / Гетти
Стивен Хокинг, всемирно известный физик-теоретик, умер в возрасте 76 лет.
Дети Хокинга, Люси, Роберт и Тим, заявили в своем заявлении: «Мы глубоко опечалены тем, что сегодня скончался наш любимый отец.
«Он был великим ученым и выдающимся человеком, чьи труды и наследие будут жить долгие годы. Его смелость и настойчивость, его талант и юмор вдохновляли людей по всему миру.
«Однажды он сказал:« Во вселенной не было бы ничего особенного, если бы она не была домом для людей, которых вы любите ». Мы будем скучать по нему навсегда».
Самый узнаваемый ученый нашего времени, Хокинг имеет статус культовой.Его определяющая жанр книга Краткая история времени была продана тиражом более 10 миллионов экземпляров с момента ее публикации в 1988 году и переведена более чем на 35 языков. Он появился на Star Trek: The Next Generation , The Simpsons и The Big Bang Theory . Его ранние годы жизни стали предметом оскароносного выступления Эдди Редмейна в фильме 2014 года « Теория всего ». С ним регулярно консультировались о пророческих заявлениях по всему, от путешествий во времени и инопланетной жизни до ближневосточной политики и гнусных роботов.У него было милое чувство юмора и смелая позиция — родственные человеческие черты, которые в сочетании с его, казалось бы, сверхчеловеческим умом сделали Хокинга чрезвычайно востребованным.
Но его культурный статус, усиленный его инвалидностью и вызванной им информационной бурей, часто затмевает его научное наследие. Это позор для человека, который открыл то, что может оказаться ключевым ключом к теории всего, продвинул наше понимание пространства и времени, помог сформировать курс физики за последние четыре десятилетия и чье понимание продолжает способствовать прогрессу в фундаментальных науках. физика сегодня.
Начиная с Большого взрыва
Исследовательская карьера Хокинга началась с разочарования. Прибыв в Кембриджский университет в 1962 году, чтобы получить степень доктора философии, ему сказали, что Фред Хойл, выбранный им научный руководитель, уже имеет полный набор студентов. Самый известный британский астрофизик того времени, Хойл был магнитом для наиболее амбициозных студентов. Хокинг не попал в точку. Вместо этого он должен был работать с Деннисом Скиамой, физиком, о котором Хокинг ничего не знал. В том же году у Хокинга был диагностирован боковой амиотрофический склероз, дегенеративное заболевание двигательных нейронов, которое быстро лишает людей способности произвольно двигать мышцами.Ему сказали, что ему осталось жить два года.
Хотя тело Хокинга могло ослабнуть, его интеллект остался острым. Через два года после получения докторской степени у него были проблемы с ходьбой и разговором, но было ясно, что болезнь прогрессирует медленнее, чем первоначально опасались врачи. Между тем его помолвка с Джейн Уайлд, с которой у него позже родились трое детей, Роберт, Люси и Тим, возобновила его стремление к реальному прогрессу в физике.
Стивен и Люси Хокинг
Джеймс Вейси / Camera Press
Работа с Sciama имела свои преимущества.Слава Хойла означала, что он редко бывал в отделе, в то время как Сиама был рядом и хотел поговорить. Эти дискуссии побудили молодого Хокинга следовать собственному научному видению. Хойл был категорически против теории большого взрыва (фактически, он придумал название «большой взрыв» в насмешку). Скиама, с другой стороны, был счастлив, что Хокинг исследовал начало времени.
Стрелка времени
Хокинг изучал работу Роджера Пенроуза, который доказал, что, если общая теория относительности Эйнштейна верна, в основе каждой черной дыры должна быть точка, в которой разрушаются пространство и время — сингулярность.Хокинг понял, что если стрелка времени повернуть вспять, то же самое рассуждение будет справедливо и для Вселенной в целом. При поддержке Сиамы он разработал математику и смог доказать это: согласно общей теории относительности Вселенная началась в сингулярности.
Однако Хокинг прекрасно понимал, что последнее слово за Эйнштейном. Общая теория относительности, которая описывает пространство и время в больших масштабах, не принимает во внимание квантовую механику, которая описывает странное поведение материи в гораздо меньших масштабах.Чтобы их объединить, нужна была какая-то неизвестная «теория всего». Для Хокинга сингулярность в происхождении Вселенной не означала разрушения пространства и времени; это сигнализировало о необходимости квантовой гравитации.
К счастью, связь, которую он установил между сингулярностью Пенроуза и сингулярностью во время Большого взрыва, дала ключ к разгадке такой теории. Если физики хотели понять происхождение Вселенной, Хокинг просто показал им, где именно искать: черную дыру.
Черные дыры созрели для исследования в начале 1970-х годов.Хотя Карл Шварцшильд обнаружил такие объекты, скрывающиеся в уравнениях общей теории относительности еще в 1915 году, теоретики рассматривали их как простые математические аномалии и не хотели верить, что они действительно могут существовать.
Хотя их действие и пугает, их действие достаточно простое: черные дыры обладают такими сильными гравитационными полями, что ничто, даже свет, не может вырваться из их хватки. Любая материя, попадающая в одну из них, навсегда теряется для внешнего мира. Однако это кинжал в сердце термодинамики.
Термодинамическая угроза
Второй закон термодинамики — один из наиболее установленных законов природы. Он утверждает, что энтропия или уровень беспорядка в системе всегда увеличивается. Второй закон дает форму наблюдения, что кубики льда тают в лужу, но лужа с водой никогда самопроизвольно не превратится в глыбу льда. Всякая материя содержит энтропию, так что же происходит, когда ее бросают в черную дыру? Теряется ли вместе с этим энтропия? Если это так, общая энтропия Вселенной падает, и черные дыры нарушают второй закон термодинамики.
Хокинг подумал, что это нормально. Он был счастлив отказаться от любой концепции, которая стояла на пути к более глубокой истине. А если это означало второй закон, то так тому и быть.
Бекенштейн и прорыв
Но Хокинг встретил своего соперника в 1972 году в летней школе физики на французском горнолыжном курорте Лез-Уш, Франция. Аспирант Принстонского университета Якоб Бекенштейн считал, что второй закон термодинамики должен применяться и к черным дырам. Бекенштейн изучал проблему энтропии и нашел возможное решение благодаря более раннему пониманию Хокинга.
Черная дыра скрывает свою сингулярность границей, известной как горизонт событий. Ничто из того, что выходит за горизонт событий, никогда не может вернуться наружу. Работа Хокинга показала, что площадь горизонта событий черной дыры со временем не уменьшается. Более того, когда вещество попадает в черную дыру, область ее горизонта событий увеличивается.
Бекенштейн понял, что это ключ к проблеме энтропии. Каждый раз, когда черная дыра поглощает вещество, кажется, что ее энтропия теряется, и в то же время ее горизонт событий растет.Итак, предположил Бекенштейн, что, если — чтобы сохранить второй закон — площадь горизонта сама по себе является мерой энтропии?
Хокингу эта идея сразу не понравилась, и он был зол на то, что его собственная работа была использована в поддержку такой ошибочной концепции. С энтропией приходит тепло, но черная дыра не может излучать тепло — ничто не может избежать ее притяжения. В перерыве между лекциями Хокинг встретился с коллегами Брэндоном Картером, который также учился у Скиамы, и Джеймсом Бардином из Вашингтонского университета и встретился с Бекенштейном.
Несогласие беспокоило Бекенштейна. «Эти трое были пожилыми людьми. У меня только что закончилась докторская степень. Вы беспокоитесь о том, что вы просто глупы, а эти ребята знают правду », — вспоминает он.
Вернувшись в Кембридж, Хокинг решил доказать неправоту Бекенштейна. Вместо этого он открыл точную форму математической связи между энтропией и горизонтом черной дыры. Вместо того, чтобы разрушить идею, он подтвердил ее. Это был величайший прорыв Хокинга.
Излучение Хокинга
Хокинг теперь принял идею о том, что термодинамика играет роль в черных дырах.Он рассуждал, что все, что имеет энтропию, также имеет температуру — и все, что имеет температуру, может излучать.
Его первоначальная ошибка, как понял Хокинг, заключалась в том, что он рассматривал только общую теорию относительности, которая гласит, что ничто — ни частицы, ни тепло — не может вырваться из тисков черной дыры. Все меняется, когда в игру вступает квантовая механика. Согласно квантовой механике, мимолетные пары частиц и античастиц постоянно появляются из пустого пространства, но аннигилируют и исчезают в мгновение ока.Когда это происходит вблизи горизонта событий, пара частица-античастица может быть разделена — одна падает за горизонт, а другая убегает, оставляя их навсегда неспособными встретиться и аннигилировать. Осиротевшие частицы уходят от края черной дыры в виде излучения. Случайность квантового творения становится случайностью тепла.
«Я думаю, что большинство физиков согласятся, что величайший вклад Хокинга — это предсказание того, что черные дыры испускают излучение», — говорит Шон Кэрролл, физик-теоретик из Калифорнийского технологического института.«Хотя у нас до сих пор нет экспериментального подтверждения того, что предсказание Хокинга верно, почти каждый эксперт считает, что он был прав».
Эксперименты по проверке предсказания Хокинга настолько сложны, потому что чем массивнее черная дыра, тем ниже ее температура. Для большой черной дыры — которую астрономы могут изучать с помощью телескопа — температура излучения слишком незначительна, чтобы ее можно было измерить. Как часто отмечал сам Хокинг, именно по этой причине он никогда не был удостоен Нобелевской премии.Тем не менее, предсказания было достаточно, чтобы обеспечить ему ведущее место в анналах науки, а квантовые частицы, которые текут от края черной дыры, навсегда будут известны как излучение Хокинга.
Некоторые предположили, что их более уместно назвать излучением Бекенштейна-Хокинга, но сам Бекенштейн отвергает это. «Энтропия черной дыры называется энтропией Бекенштейна-Хокинга, и я думаю, что это нормально. Я записал ее первым, Хокинг нашел числовое значение константы, поэтому вместе мы нашли формулу в ее нынешнем виде.Радиация была действительно работой Хокинга. Я понятия не имел, как может излучать черная дыра. Хокинг очень ясно это понял. Так что это должно называться излучением Хокинга ».
Теория всего
Уравнение энтропии Бекенштейна-Хокинга — это то, что Хокинг попросил выгравировать на своей надгробной плите. Он представляет собой окончательную смесь физических дисциплин, поскольку содержит постоянную Ньютона, которая явно связана с гравитацией; Постоянная Планка, которая выдает квантовую механику в действии; скорость света, талисман теории относительности Эйнштейна; и постоянная Больцмана, вестник термодинамики.
Наличие этих разнообразных констант намекало на теорию всего, в которой объединена вся физика. Более того, это убедительно подтвердило первоначальную догадку Хокинга о том, что понимание черных дыр будет ключом к раскрытию этой более глубокой теории.
Прорыв Хокинга, возможно, решил проблему энтропии, но впоследствии он поднял еще более сложную проблему. Если черные дыры могут излучать, они в конечном итоге испарятся и исчезнут. Так что же происходит со всей поступившей информацией? Он тоже исчезает? Если так, это нарушит центральный принцип квантовой механики.С другой стороны, если он вырвется из черной дыры, это нарушит теорию относительности Эйнштейна. С открытием излучения черной дыры Хокинг противопоставил друг другу основные законы физики. Так родился парадокс потери информации черной дырой.
Хокинг изложил свою позицию в другой новаторской и даже более спорной статье, озаглавленной «Нарушение предсказуемости гравитационного коллапса», опубликованной в журнале Physical Review D в 1976 году. информация вместе с ним — несмотря на то, что квантовая механика прямо запрещает потерю информации.Вскоре другие физики выберут чью-то сторону, за или против этой идеи, в дебатах, которые продолжаются по сей день. Действительно, многие считают, что потеря информации — самое серьезное препятствие на пути к пониманию квантовой гравитации.
«Аргумент Хокинга 1976 года о том, что черные дыры теряют информацию, является выдающимся достижением, возможно, одним из самых важных открытий в теоретической части физики с момента изобретения этого предмета», — говорит Рафаэль Буссо из Калифорнийского университета в Беркли.
Концессия
К концу 1990-х годов результаты теории струн убедили большинство физиков-теоретиков в том, что Хокинг ошибался в отношении потери информации, но Хокинг, известный своим упрямством, уперся ему в пятки.Лишь в 2004 году он изменил свое мнение. И сделал он это с талантом — драматично появившись на конференции в Дублине и объявив о своем обновленном взгляде на то, что черные дыры не могут потерять информацию.
Однако сегодня новый парадокс, известный как брандмауэр, поставил все под сомнение (см. «Парадокс Хокинга» ниже). Ясно, что вопрос, поднятый Хокингом, лежит в основе поисков квантовой гравитации.
«Излучение черной дыры порождает серьезные загадки, которые мы все еще очень стараемся понять», — говорит Кэрролл.«Справедливо сказать, что излучение Хокинга — единственный самый большой ключ к окончательному согласованию квантовой механики и гравитации, возможно, самая большая проблема, стоящая перед теоретической физикой сегодня».
НаследиеХокинга, говорит Буссо, будет «указывать пальцем на ключевую трудность в поисках теории всего».
Хокинг всю оставшуюся жизнь продолжал раздвигать границы теоретической физики с кажущейся невозможной скоростью. Он сделал важные шаги к пониманию того, как квантовая механика применима ко Вселенной в целом, проложив путь в области, известной как квантовая космология.Его прогрессирующая болезнь подтолкнула его к решению проблем по-новому, что способствовало его замечательной интуиции в отношении своего предмета. Когда он потерял способность записывать длинные сложные уравнения, Хокинг нашел новые и изобретательные методы решения проблем в своей голове, обычно путем переосмысления их в геометрической форме. Но, как и Эйнштейн до него, Хокинг никогда не создавал ничего более революционного, чем его ранние работы.
«Самая важная работа Хокинга была сделана в 1970-х, когда он был моложе, — говорит Кэрролл, — но это совершенно стандартно даже для физиков, которые не обременены изнурительной болезнью нейронов.”
Хокинг — суперзвезда
NASA
Тем временем публикация Краткая история времени катапультировала Хокинга в культурную славу и дала новое лицо теоретической физике. Казалось, он никогда не возражал. «Перед камерой Хокинг сыграл Хокинга. Казалось, он играет со своим культурным статусом », — говорит Элен Миале, антрополог из Калифорнийского университета в Беркли, которая вызвала разногласия в 2012 году публикацией своей книги Hawking Incorporated.В нем она исследовала, как люди вокруг Хокинга помогли ему построить и сохранить его общественный имидж.
Этот публичный имидж, несомненно, сделал его жизнь проще, чем она могла бы быть в противном случае. По мере того как болезнь Хокинга прогрессировала, технологи с радостью предоставляли ему все более сложные машины, которые позволяли ему общаться. Это, в свою очередь, позволило ему продолжать заниматься тем, чем его в конечном итоге должны помнить: его наукой.
«Стивен Хокинг сделал больше для углубления нашего понимания гравитации, чем кто-либо со времен Эйнштейна», — говорит Кэрролл.«Он был ведущим в мире физиком-теоретиком, явно лучшим в мире для своего времени среди тех, кто работал на стыке гравитации и квантовой механики, и он делал все это перед лицом ужасной болезни. Он вдохновляющая фигура, и история наверняка запомнит его таким ».
Парадокс Хокинга
В 2012 году четыре физика из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре — Ахмед Альмхейри, Дональд Марольф, Джозеф Полчински и Джеймс Салли, известные физиками под общим названием AMPS, — шокировали физическое сообщество результатами мысленного эксперимента.
Когда пары частиц и античастиц появляются возле горизонта событий черной дыры, каждая пара имеет связь, называемую запутыванием. Но что происходит с этой связью и содержащейся в ней информацией, когда одна из пары попадает внутрь, и ее близнец становится частицей излучения Хокинга (см. Основной сюжет)?
Одна школа мысли считает, что информация сохраняется, когда дыра испаряется, и что она помещается в тонкие корреляции между этими частицами излучения Хокинга.
Но, AMPS спросил, как это выглядит для наблюдателей внутри и снаружи черной дыры? Входят Алиса и Боб.
По словам Боба, который остается за пределами черной дыры, эта частица была отделена от своего партнера-античастицы горизонтом. Чтобы сохранить информацию, она должна запутаться с другой частицей излучения Хокинга.
Но что происходит с точки зрения Алисы, которая попадает в черную дыру? Общая теория относительности утверждает, что для свободно падающего наблюдателя гравитация исчезает, поэтому он не видит горизонта событий.По словам Алисы, рассматриваемая частица остается запутанной со своим партнером-античастицей, потому что нет горизонта, чтобы разделить их. Рождается парадокс.
Так кто же прав? Боб или Алиса? Если это Боб, то Алиса не столкнется с пустым пространством на горизонте, как утверждает общая теория относительности. Вместо этого она будет сожжена дотла стеной излучения Хокинга — брандмауэром. Если Алиса права, то информация будет потеряна, что нарушит фундаментальное правило квантовой механики. «Горячие споры вокруг парадокса Хокинга отражают те ставки, которые подняла его работа: что дает квантование гравитации? И сколько?» говорит Рафаэль Буссо из Калифорнийского университета в Беркли.Ответ ждет нас в теории всего. Аманда Гефтер
В статью внесены изменения 14 марта 2018 г.Мы исправили имена и количество детей Хокинга.
Еще по этим темам:
Стивен Хокинг предупредил, что нам осталось 100 лет на Земле, но он был оптимистом в отношении человечества. Кварц
Стивена Хокинга будут помнить за то, что он помогал людям оценить чудеса космоса.Его новаторское исследование по объединению концепций квантовой механики и теории относительности Эйнштейна изменило наше понимание черных дыр, в то время как его знаменитая книга Краткая история времени , сделавшая возвышенные концепции истории и природы Вселенной доступными для широкой аудитории, с момента публикации в 1988 году было продано более 10 миллионов копий и переведено более чем на 30 языков. «Не забывайте смотреть вверх на звезды, а не вниз к своим ногам», — посоветовал он.
Но хотя знаменитый физик-теоретик, умерший 14 марта в возрасте 76 лет, был заинтригован загадками Вселенной, он часто казался еще более заинтересованным в решении проблем жизни на Земле.
Когда Хокинг не обращал внимания на звезды, он выступал в роли открытого общественного защитника воздействия на человека различных проблем, от экономического неравенства до искусственного интеллекта и изменения климата. В своей статье для The Guardian в 2016 году он предупредил, что глобализация и ускорение автоматизации, вероятно, резко снизят уровень жизни во всем мире в ближайшие годы, и призвал элиты и мировых лидеров работать через национальные границы для решения этой проблемы:
Без Исчезают только рабочие места, но целые отрасли промышленности, мы должны помогать людям переучиваться для нового мира и поддерживать их финансово, пока они это делают.Если сообщества и экономики не могут справиться с нынешними уровнями миграции, мы должны делать больше для поощрения глобального развития, поскольку это единственный способ убедить мигрирующие миллионы людей искать свое будущее у себя дома.
Хокинг был особенно обеспокоен потенциальными человеческими потерями, связанными с искусственным интеллектом, заявив BBC в 2014 году, что эта технология может «положить конец человечеству». Его главная забота заключалась в том, что ИИ может ускользнуть из-под контроля людей: «Он взлетит сам по себе и будет модернизироваться со все возрастающей скоростью.Люди, ограниченные медленной биологической эволюцией, не смогут конкурировать и будут вытеснены ».
Изменение климата было еще одной темой, о которой часто говорил Хокинг. Отвечая на шаг президента США Дональда Трампа о выходе из Парижского соглашения по климату, он сказал Би-би-си: «Мы близки к переломному моменту, когда глобальное потепление станет необратимым. Действия Трампа могут подтолкнуть Землю к краю пропасти и стать подобной Венере с температурой 250 ° [C], проливающей сернокислый дождь. Изменение климата — одна из величайших опасностей, с которыми мы сталкиваемся, и ее мы можем предотвратить, если будем действовать сейчас.
Эти предупреждения могли заставить Хокинга звучать так, как если бы он имел суровый взгляд на будущее человечества. И действительно, только в прошлом году он предположил, что людям необходимо покинуть планету Земля в течение 100 лет и найти другую планету, которую можно назвать своим домом, если наш вид хочет выжить. Но его гипер-осознание угроз, с которыми сталкивается человечество — многие из которых были созданы им самим, — возникло из фундаментальной признательности за чудеса жизни.
Действительно, в интервью NPR в 2013 году Хокинга спросили, что он выбрал бы для изучения, если бы он снова начал свою карьеру в настоящем.Его ответ выявил решительно земную озабоченность:
Если бы я начинал исследования сейчас, я мог бы изучать молекулярную биологию, науку о жизни. Крик и Ватсон открыли двойную спиральную структуру ДНК и генетический код в 1953 году. Я не осознавал ее значения в 1957 году, когда мне пришлось выбрать науку, на которой я буду специализироваться.
В свете смерти Хокинга его многочисленные поклонники пишут дань уважения тому, как его работа изменила их понимание своего места во Вселенной.Он определенно хотел, чтобы мы проводили больше времени, глядя на небеса. Но, возможно, лучший способ увековечить память Хокинга — это обратить наше внимание на сохранение жизни на Земле, пока мы еще можем это сделать.
Стивен Хокинг, открывший секреты пространства и времени, умирает по адресу 76
ЛОНДОН (Рейтер). Умер Стивен Хокинг, который пытался объяснить происхождение Вселенной, загадки черных дыр и природу самого времени. в среду, 76 лет.
Грозный ум Хокинга исследовал самые пределы человеческого понимания как в необъятном космосе, так и в причудливом субмолекулярном мире квантовой теории, которая, по его словам, может предсказать, что произойдет в начале и в конце времен.
Измученный истощающей болезнью двигательных нейронов, развившейся у него в 21 год, Хокинг большую часть своей жизни был прикован к инвалидной коляске.
По мере того, как его состояние ухудшалось, ему приходилось говорить через синтезатор голоса и общаться, двигая бровями, но в то же время он стал самым узнаваемым ученым в мире.
Хокинг мирно скончался в своем доме в британском университетском городе Кембридж рано утром в среду.
«Он был великим ученым и выдающимся человеком, чьи труды и наследие будут жить на долгие годы», — сказали его дети Люси, Роберт и Тим.«Его смелость и настойчивость, его талант и юмор вдохновляли людей по всему миру».
Хокинг приобрел международную известность после публикации в 1988 году «Краткой истории времени», одной из самых сложных книг, когда-либо завоевавших популярность, которая оставалась в списке бестселлеров Sunday Times не менее 237 недель.
«Моей первоначальной целью было написать книгу, которая будет продаваться в книжных киосках в аэропорту», - сказал он тогда репортерам. «Чтобы убедиться, что это было понятно, я опробовала книгу на своих медсестрах.Думаю, они поняли большую часть этого ».
Болезнь физика побудила его усерднее работать, но также способствовала краху его двух браков, как он написал в мемуарах 2013 года «Моя краткая история».
В своей книге он рассказал, как ему впервые поставили диагноз: «Я чувствовал, что это было очень несправедливо — почему это должно происходить со мной», — писал он.
«В то время я думал, что моя жизнь окончена и я никогда не смогу реализовать свой потенциал. Но теперь, 50 лет спустя, я могу быть спокойно доволен своей жизнью.
ПОРТРЕЯЛЬ ФИЛЬМА
Американское космическое агентство NASA заявило: «Его теории открыли вселенную возможностей, которые мы и весь мир изучаем».
Тим Бернерс-Ли, изобретатель Всемирной паутины, сказал: «Мы потеряли колоссальный разум и прекрасный дух».
Популярное признание Хокинга стало таким, что он появился в телешоу «Звездный путь: Новое поколение», а его карикатура из мультфильма появилась в «Симпсонах». Он рассказал отрывок из церемонии открытия Паралимпийских игр в Лондоне в августе 2012 года, когда ему исполнилось 70 лет.
Фильм 2014 года «Теория всего», в котором Эдди Редмэйн играет Хокинга, наметил начало его болезни и его первые годы жизни в качестве блестящего студента.
«Мы потеряли поистине прекрасный ум, удивительного ученого и самого забавного человека, которого я когда-либо имел удовольствие встретить», — сказал Редмэйн.
В Кембридже университетский колледж Хокинга Гонвилл и Кайус развели свой флаг наполовину.
«В Caius он всегда будет« Стивен »- человек, чье злое чувство юмора оживляло обеды за высокими столами и видел, как он шумно кружился по холлу в инвалидном кресле под звуки вальса на вечеринке в колледже», — говорится в сообщении. дань.
С 1974 года Хокинг активно работал над объединением двух краеугольных камней современной физики — общей теории относительности Эйнштейна, которая касается гравитации и крупномасштабных явлений, и квантовой теории, которая охватывает субатомные частицы.
В результате этого исследования Хокинг предложил модель Вселенной, основанную на двух концепциях времени: «реальное время» или время, как его воспринимают люди, и «мнимое время квантовой теории», на котором мир действительно может работать.
«Воображаемое время может звучать как научная фантастика…. но это настоящая научная концепция », — написал он в лекции.
Он вызвал споры среди биологов, когда сказал, что рассматривает компьютерные вирусы как форму жизни и, таким образом, первый акт творения человечества.
«Я думаю, это говорит о человеческой природе, что единственная форма жизни, которую мы создали до сих пор, является чисто разрушительной», — сказал он на форуме в Бостоне. «Мы создали жизнь по нашему собственному образу».
Другой важной областью его исследований были черные дыры, области пространства-времени, где гравитация настолько сильна, что ничто, даже свет, не может ускользнуть.
На вопрос, есть ли у Бога место в его работе, Хокинг однажды сказал: «В некотором смысле, если мы понимаем вселенную, мы находимся в положении Бога».
ЛИЧНАЯ ЖИЗНЬ
Он женился на студентке Джейн Уайлд в июле 1965 года, и у пары родились Роберт, Люси и Тимоти. Но Хокинг рассказывает в своих мемуарах 2013 года, как Уайльд впадала в все более и более подавленную по мере того, как состояние ее мужа ухудшалось.
«Она волновалась, что я скоро умру, и хотела, чтобы кто-то поддерживал ее и детей и женился на ней, когда меня не будет», — написал он.
Уайльд связался с местным музыкантом и дал ему комнату в семейной квартире, сказал Хокинг. «Я бы возразил, но я тоже ожидал ранней смерти …», — сказал он.
Он развелся с Уайльдом в 1990 году и в 1995 году женился на одной из своих медсестер Элейн Мейсон, бывший муж которой Дэвид разработал электронный синтезатор голоса, который позволил ему общаться. Пара развелась в 2007 году.
Стивен Уильям Хокинг родился 8 января 1942 года. Он вырос в Лондоне и его окрестностях.После изучения физики в Оксфордском университете он был на первом году своей исследовательской работы в Кембридже, когда ему поставили диагноз «болезнь двигательных нейронов».
«Осознание того, что у меня неизлечимая болезнь, которая могла убить меня через несколько лет, было шоком», — написал он в своих мемуарах.
На самом деле были даже преимущества прикования к инвалидной коляске и необходимости говорить через синтезатор голоса.
«Мне не приходилось читать лекции или преподавать студентам, и мне не приходилось сидеть в утомительных и отнимающих много времени комитетах.Так что я смог полностью посвятить себя исследованиям », — написал он.
«Я стал, возможно, самым известным ученым в мире. Отчасти это связано с тем, что ученые, за исключением Эйнштейна, не являются широко известными рок-звездами, а отчасти потому, что я вписываюсь в стереотип гения-инвалида ».
Дополнительные отчеты Гая Фолконбриджа и Кейт Келланд; Редакция Сони Хепинстолл и Элисон Уильямс
Стивен Хокинг умер в возрасте 76 лет; Его разум бродил по космосу
Но это, предупредил он, всего лишь слова.Истина заключалась в математике.
«Самое важное в излучении Хокинга — это то, что оно показывает, что черная дыра не отрезана от остальной Вселенной», — сказал доктор Хокинг.
Это также означало, что черные дыры имеют температуру и энтропию. В термодинамике энтропия — это мера потраченного впустую тепла. Но это также мера количества информации — количества битов — необходимой для описания того, что находится в черной дыре. Любопытно, что количество битов пропорционально площади поверхности черной дыры, а не ее объему, а это означает, что количество информации, которую вы можете поместить в черную дыру, ограничено ее площадью, а не объемом, как можно было бы подумать.
Этот результат стал лакмусовой бумажкой для теории струн и других претендентов на теорию квантовой гравитации. Это также привело к предположениям, что мы живем в голографической вселенной, в которой трехмерное пространство является своего рода иллюзией.
Эндрю Строминджер, теоретик струн из Гарварда, сказал о голографической теории: «Если это действительно правда, то это глубокое и прекрасное свойство нашей Вселенной, но не очевидное».
«Познать разум Бога»
Открытие излучения черной дыры также привело к 30-летнему спору о судьбе вещей, попавших в черную дыру.
Доктор Хокинг сначала сказал, что подробная информация обо всем, что упало, будет потеряна навсегда, потому что частицы, выходящие наружу, будут полностью случайными, стирая все паттерны, которые присутствовали, когда они впервые упали. Перефразируя жалобу Эйнштейна на случайность, присущую кванту по механике, доктор Хокинг сказал: «Бог не только играет в кости со вселенной, но иногда бросает их туда, где они не видны».
Многие физики элементарных частиц протестовали, что это нарушает принцип квантовой физики, который гласит, что знания всегда сохраняются и могут быть восстановлены.