Стивен Хокинг
Ранние годы
Стивен Уильям Хокинг родился 8 января 1942 года в Оксфорде в семье врачей. Его отец, Фрэнк Хокинг, был исследователем в области тропических болезней, а мать, Изобель Хокинг (урождённая Уокер), работала секретарём в медицинском исследовательском институте. Оба родителя окончили Оксфордский университет. Семья жила скромно, но образование ценила превыше всего. В 1950 году, когда отец возглавил отдел паразитологии в Национальном институте медицинских исследований, семья переехала в Сент-Олбанс, графство Хартфордшир. Дом был большим, но запущенным, а жизнь — аскетичной: за обедом каждый читал свою книгу.
Школьное образование Хокинга начиналось непросто. Сначала он учился в школе Байрон-Хаус в Лондоне, где, по его собственным словам, «прогрессивные методы» помешали ему научиться читать. В восемь лет он несколько месяцев посещал школу для девочек в Сент-Олбансе (туда принимали и младших мальчиков). Затем были частные школы — Рэдлетт и, с сентября 1952 года, школа Сент-Олбанс. Отец мечтал отдать сына в престижную Вестминстерскую школу, но Стивен заболел в день вступительного экзамена на стипендию, и семья не могла оплатить обучение. Так он остался в Сент-Олбансе, где нашёл близких друзей. Вместе они увлекались настольными играми, изготовлением фейерверков, моделей самолётов и лодок, а также спорили о христианстве и экстрасенсорике. С 1958 года под руководством учителя математики Дикрана Тахты они собрали компьютер из деталей часов, старого телефонного коммутатора и других деталей. В 1959 году Хокинг собрал проигрыватель из запчастей.
В школе Хокинга прозвали «Эйнштейном», но поначалу он не блистал успеваемостью. Со временем проявились его способности к точным наукам. Вдохновлённый Тахтой, он решил изучать математику в университете. Отец советовал заняться медициной, опасаясь, что математикам трудно найти работу, но Стивен выбрал физику и химию. В марте 1959 года он сдал экзамены и получил стипендию для обучения в Университетском колледже Оксфорда.
Творческий путь
В октябре 1959 года семнадцатилетний Хокинг поступил в Оксфорд. Первые полтора года он скучал: учёба казалась ему «до смешного лёгкой». Его преподаватель физики Роберт Берман вспоминал: «Ему достаточно было знать, что что-то можно сделать, и он делал это, не глядя, как это делают другие». Ко второму курсу Хокинг изменился: стал популярным, остроумным студентом, увлёкся классической музыкой и научной фантастикой. Он вступил в университетский гребной клуб, где был рулевым, и, по словам тренера, прославился рискованными манёврами, которые часто приводили к поломке лодок.
Хокинг подсчитал, что за три года в Оксфорде он учился около 1000 часов. Перед выпускными экзаменами он почти не спал от волнения, и результат оказался на границе между оценками «отлично» и «хорошо». Для поступления в аспирантуру Кембриджа требовался диплом с отличием первой степени. На устном экзамене, опасаясь, что его считают ленивым, Хокинг заявил: «Если вы поставите мне „отлично“, я поеду в Кембридж. Если „хорошо“ — останусь в Оксфорде. Так что, полагаю, вы поставите „отлично“». Экзаменаторы оценили его ум, и он получил первую степень. В октябре 1962 года Хокинг начал аспирантуру в Тринити-холле Кембриджа.
Первый год в аспирантуре оказался трудным. Хокинг разочаровался, что его научным руководителем назначили Денниса Сиаму, а не знаменитого астронома Фреда Хойла. К тому же он чувствовал, что его математической подготовки недостаточно для работы в области общей теории относительности и космологии. В 1963 году, в возрасте 21 года, ему поставили диагноз — боковой амиотрофический склероз (БАС), медленно прогрессирующая форма болезни двигательных нейронов. Врачи давали ему два года жизни. Хокинг впал в депрессию, но, поддержанный Сиамой, вернулся к работе. Болезнь развивалась медленнее, чем предсказывали, хотя уже тогда он с трудом ходил без опоры, а речь стала почти неразборчивой.
В июне 1964 года на лекции Хокинг публично оспорил работу Фреда Хойла и его студента Джаянта Нарликара, что принесло ему репутацию дерзкого и умного учёного. В то время в научном сообществе шли споры между теорией Большого взрыва и теорией стационарной Вселенной. Вдохновлённый теоремой Роджера Пенроуза о сингулярности в центре чёрных дыр, Хокинг применил те же идеи ко всей Вселенной. В 1965 году он написал диссертацию на эту тему, а в марте 1966 года получил степень доктора философии (PhD) по прикладной математике и теоретической физике. Его эссе «Сингулярности и геометрия пространства-времени» разделило первую премию Адамса с работой Пенроуза.
Совместно с Пенроузом Хокинг развил теорию сингулярностей, показав, что если Вселенная подчиняется общей теории относительности, то она должна была начаться с сингулярности. В 1970 году они опубликовали доказательство этого. В начале 1970-х годов Хокинг совместно с Брэндоном Картером, Вернером Израэлем и Дэвидом Робинсоном подтвердил теорему Джона Уилера об отсутствии волос у чёрных дыр: независимо от происхождения, чёрная дыра описывается только массой, электрическим зарядом и моментом вращения. В 1971 году его эссе «Чёрные дыры» получило премию Фонда гравитационных исследований. В 1973 году вышла его первая книга «Крупномасштабная структура пространства-времени», написанная в соавторстве с Джорджем Эллисом.
В 1973 году Хокинг и Джеймс Бардин сформулировали четыре закона механики чёрных дыр, проводя аналогию с термодинамикой. Второй закон гласил, что площадь поверхности чёрной дыры никогда не уменьшается. Однако это противоречило квантовой механике: если чёрная дыра только поглощает, то информация теряется. В 1974 году Хокинг сделал революционное открытие: чёрные дыры испускают излучение (названное излучением Хокинга). Это означало, что они могут постепенно испаряться и в конечном итоге исчезать. Сначала эта идея вызвала споры, но к концу 1970-х годов была признана крупным прорывом. Хокинг первым предложил теорию космологии, объединяющую общую теорию относительности и квантовую механику. Он также поддерживал многомировую интерпретацию квантовой механики и ввёл понятие микроскопической чёрной дыры.
Основные произведения
- «Крупномасштабная структура пространства-времени» (The Large Scale Structure of Space–Time, 1973, с Джорджем Эллисом).
- «Краткая история времени: от Большого взрыва до чёрных дыр» (A Brief History of Time, 1988) — мировой бестселлер.
- «Чёрные дыры и молодые вселенные» (Black Holes and Baby Universes, 1993).
- «Природа пространства и времени» (The Nature of Space and Time, 1996, с Роджером Пенроузом).
- «Мир в ореховой скорлупке» (The Universe in a Nutshell, 2001).
- «На плечах гигантов» (On the Shoulders of Giants, 2002).
- «Кратчайшая история времени» (A Briefer History of Time, 2005, с Леонардом Млодиновым).
- «Бог создал целые числа» (God Created the Integers, 2005).
- «Великий замысел» (The Grand Design, 2010, с Леонардом Млодиновым).
- «Моя краткая история» (My Brief History, 2013) — автобиография.
Поздние годы
После потери речи в 1985 году из-за трахеостомии Хокинг общался с помощью синтезатора речи. Сначала он пользовался ручным переключателем, а затем — датчиком, реагирующим на движение щеки. Несмотря на полный паралич, он продолжал активную научную и общественную деятельность. В 1979 году он стал Лукасовским профессором математики в Кембридже и занимал этот пост до 2009 года. В 2009 году он ушёл с должности, но остался директором исследований в Центре теоретической космологии.
Хокинг был членом Лондонского королевского общества (избран в 1974 году, став одним из самых молодых членов), пожизненным членом Папской академии наук и кавалером Президентской медали Свободы — высшей гражданской награды США. В 2002 году он занял 25-е место в опросе Би-би-си «100 величайших британцев». Он умер 14 марта 2018 года в возрасте 76 лет, прожив более 50 лет после диагноза БАС.
Наследие
Стивен Хокинг оставил глубокий след в науке и культуре. Его работы по сингулярностям, излучению чёрных дыр и космологии стали основой для дальнейших исследований. Он показал, что чёрные дыры не вечны, а Вселенная может быть описана единой теорией. Его популяризаторские книги, прежде всего «Краткая история времени», сделали сложные научные идеи доступными миллионам людей. Хокинг стал символом торжества человеческого разума над физическими ограничениями, вдохновляя людей по всему миру. Его имя носят научные премии, институты и даже космические объекты. Он остаётся одним из самых узнаваемых учёных XX и XXI веков.