Квантовые миры Стивена Хокинга

Олег Фейгин, 2019

Стивен Хокинг – один из самых известных физиков современности. Ему принадлежало множество работ по теории черных дыр, квантовой космологии и теории относительности. Широкой общественности он был хорошо известен как блестящий популяризатор науки. Кроме того, британский ученый являл собой пример личного мужества, полстолетия сражаясь с ужасным недугом, парализовавшим все тело. Весной 2018 года выдающийся ученый навсегда покинул нашу планету, затерявшись где-то в бесконечных измерениях так любимого им многомирья Мультиверса. Олег Фейгин, физик и автор множества популярных книг, тепло и вдохновенно представляет научное творчество великого теоретика современности. В формате a4.pdf сохранен издательский макет.

Введение

Если не считать того, что я заболел боковым амиотрофическим склерозом, то почти во всем остальном мне сопутствовала удача. Помощь и поддержка, которые мне оказывали моя жена Джейн и дети Роберт, Люси и Тимоти, обеспечили мне возможность вести довольно-таки нормальный образ жизни и добиться успехов в работе. Мне повезло и в том, что я выбрал теоретическую физику, ибо она вся вмещается в голове. Поэтому моя физическая немощь не стала серьезным минусом. Мои научные коллеги, все без исключения, всегда оказывали мне максимальное содействие.

С. Хокинг.

Краткая история времени от Большого взрыва до черных дыр

Рассказывая о себе, Стивен Хокинг всегда с гордостью упоминал, что ему выпала честь родиться 8 января 1942 года, ровно через триста лет после смерти величайшего классика физической науки Галилео Галилея (1564–1642).

При этом ученый скромно подчеркивал, что, хотя в тот же год на просторах Британской империи появилось еще двести тысяч младенцев, лишь один из них глубоко заинтересовался астрономией. Причем его интерес был столь серьезным, что ему даже удалось создать новую теорию «всепожирающих космических монстров», которых называют черными дырами.

Место появления на свет младенца Стивена — Оксфорд. Оно связано с довольно любопытными обстоятельствами. Дело в том, что между военно-воздушными силами Союзников и Германии в глубоком секрете существовало негласное соглашение — не бомбить центры европейской науки: Оксфорд, Кембридж и Гейдельберг с Гёттингеном. Поэтому, когда налеты Люфтваффе на Лондон стали особенно яростными, родители Стивена перебрались под защиту академических стен.

Отец Стивена был родом из Йоркшира, а обучался медицине в Оксфорде. Позже он занялся исследованиями в области тропических болезней и в 1937 году уехал в Восточную Африку. С началом Второй мировой войны вернулся в Англию.

Мать Стивена родилась в Глазго, в семье врача, где была вторым ребенком из семерых. Когда ей было двенадцать лет, ее семья в поисках лучшей доли перебралась на самый юг Англии, в Девоншир, но и там их жизнь была довольно далека от процветания. Тем не менее они ценой героических усилий смогли послать дочь в Оксфорд.

По окончании Оксфорда мать Стивена сменила несколько профессий, пока не встретила молодого доктора Хокинга, закупающего медицинские препараты для очередной африканской экспедиции.

В пятидесятых годах отец Стивена поступил на работу в заново построенный Национальный институт медицинских исследований на северной окраине Лондона. Для удобства сообщения родители Стивена приобрели недорогой старинный дом викторианской эпохи в городке Сент-Олбанс, в двадцати милях от самого Лондона.

После окончания школы Стивен, несмотря на посредственную подготовку, смело отправился держать экзамены в Оксфорд. И к своему изумлению осенью 1959 года он оказался зачисленным в студенты.

Когда Стивену Хокингу исполнился 21 год, он заболел неизлечимой болезнью — рассеянным склерозом. Врачи оставляли ему 2–2,5 года жизни…

Однако Хокинг не только опроверг прогнозы врачей, но нашел в себе силы бороться со страшной болезнью и победил. Как он сам о себе рассказывал, — от уныния его спасла помолвка с девушкой по имени Джейн Уайлд. Он полюбил ее, любовь оказалась взаимной. Джейн вышла замуж за Стивена, зная о жестоком приговоре врачей… У него появился огромный стимул для продолжения жизни во что бы то ни стало!

Многообещающего выпускника одного из престижнейших университетов в то время привлекали две фундаментальные области теоретической физики. Прежде всего это была наука об обширнейшем предмете природы — Вселенной в целом — космология. Именно поэтому для «уравновешивания» своих научных интересов Хокинг выбрал еще и теоретические исследования в области элементарных частиц, лежащих в масштабе бесконечно малого. При этом элементарные частицы казались вчерашнему студенту все же менее привлекательными, потому что для них не было соответствующей теории, несмотря на то, что ученые все время находили множество новых частиц.

Исследователи просто разбивали их на семейства, как в ботанике. Но в Оксфорде тогда никто не занимался космологией, а в Кембридже работал Фред Хойл — выдающийся астроном и автор будущих фантастических бестселлеров «Черное облако» и «Андромеда». Хокинг подал заявку, чтобы работать над диссертацией у самого Хойла. Заявка была принята, так как у Стива был довольно высок суммарный бал выпускных оценок, но амбициозного ассистента сильно опечалило, что его руководителем стал не Хойл, а доктор Денис Сиама. Однако впоследствии все устроилось самым лучшим образом, ведь профессор Хойл проводил много времени в различных заграничных лекционных турне, на конференциях, симпозиумах и конгрессах, в то время как блестящий педагог доктор Сиама, впоследствии написавший широко известную книгу «Физические принципы теории относительности», был всегда на месте, подстегивая увлекающегося аспиранта.

На собственную свадьбу Хокинг пришел с тростью. Через два года, когда родился его сын, Стивен уже ходил на костылях. Неумолимая и жестокая болезнь подступала. Еще через три года, когда родилась дочь, он передвигался в инвалидной коляске.

До тридцатилетнего рубежа своей жизни Хокинг мог самостоятельно выполнять многое: передвигаться, подниматься по лестнице, есть, вставать. Однако затем его тело постепенно практически полностью потеряло подвижность… Вдобавок ко всему он заболел воспалением легких и долгое время был подключен к аппарату искусственного дыхания. Врачи убеждали близких, что надежды нет и надо принять решение об отключении медицинского оборудования, но Джейн настояла на продолжении лечения, и Стивен выжил. Правда, в результате операции на гортани он потерял речь…