Стивен Уильям Хокинг (англ. Stephen William Hawking, 8 января 1942, Оксфорд, Великобритания - 14 марта 2018, Кембридж, Великобритания) - английский физик-теоретик и популяризатор науки. Изучал теорию возникновения мира в результате Большого взрыва, а также теорию чёрных дыр.

В апреле 1988 года вышла книга «Краткая история времени», в предисловии он написал:

Мне сказали, что каждая включённая в книгу формула вдвое уменьшит число покупателей. Тогда я решил вообще обходиться без формул. Правда, в конце я всё-таки написал одно уравнение - знаменитое уравнение Эйнштейна E=mc².

Книга стала бестселлером, разошлась тиражом более 10 миллионов и прославила Хокинга на весь мир.

Хокинг первым изложил теорию космологии, объединяющую общую теорию относительности и квантовую механику. Он был энергичным сторонником многомерной интерпретации квантовой механики. Являлся почетным членом Королевского общества искусств (FRSA), пожизненным членом Папской академии наук и получателем президентской медали свободы, самой высокой гражданской награды в Соединенных Штатах. В 2002 году Хокинг занял 25-е место в опросе BBC в списке из 100 величайших британцев. Работал профессором математики в Кембридже с 1979 по 2009 год.

Болезнь Хокинга

Болезнь Лу Герига или медленно прогрессирующая форма амиотрофического бокового склероза (БАС) была диагностирована у Хокинга в возрасте 21 года. В 1963 году врачи сообщили, что он не протянет и трех лет. С конца 1960-х он начал пользоваться инвалидным креслом, а в 1985 тяжелая форма воспаления легких потребовала хирургического вмешательства — Хокинг навсегда потерял голос.

На протяжении десятилетий болезнь постепенно парализовывала его.

После потери голоса Хокинг использовал брови чтобы показывать буквы на специальной карте. В 1986 году Уолтер Вольтос предоставил для него программу-синтезатор «Эквалайзер», установленную сначала на домашний компьютер Хокинга, а затем в небольшой компьютер интегрированный в его кресло. Какое-то время некоторую подвижность сохранял лишь указательный палец на правой руке Хокинга — он нажимал на специальный переключатель, который позволял выбирать заранее записанные фразы. Впоследствии подвижность осталась лишь в мимической мышце щеки, напротив которой был закреплён датчик. С его помощью физик управлял компьютером, позволяющим ему общаться с окружающими.

Несмотря на почти полностью парализовавшую его болезнь, он вёл активную жизнь. В 2007 году Хокинг совершил полёт в невесомости на специальном самолёте, а на 2009 год был запланирован полёт в космос, который не состоялся.

«Это было замечательно, я бы мог повторять этот опыт раз за разом», — признался Хокинг после полета.

На последних портретах астрофизика можно разглядеть серебристый аппарат размером со скрепку, установленный на оправе очков. Это инфракрасный датчик, через который сложная компьютерная система определяет, куда именно направлен взгляд. Аналогичные системы (но более простые) используются в фотоаппаратах, шагомерах и игровых приставках).

Популярные теории Стивена Хокинга

Излучение Хокинга

Излучение Хокинга — гипотетический процесс «испарения» черных дыр, то есть испускания разнообразных элементарных частиц (преимущественно фотонов).

Процесс был предсказан Хокингом в 1974 году. Его работе, кстати, предшествовал визит в Москву в 1973 году, где он встречался с советскими учеными: одним из создателей атомной и водородной бомб Яковом Зельдовичем и одним из основоположников теории ранней Вселенной Алексеем Старобинским.

«Когда огромная звезда сжимается, ее гравитация становится настолько сильной, что даже свет не может больше покидать ее пределы. Область, из которой ничто не может выйти, и называется «черная дыра». А ее границы называются «горизонт событий», — так поясняет Хокинг.

Отметим, понятие о черной дыре как объекте, который ничего не излучает, а может лишь поглощать материю, справедливо до тех пор, пока не учитываются квантовые эффекты.

Именно Хокинг начал изучать поведение элементарных частиц вблизи черной дыры с точки зрения квантовой механики. Он выяснил, что частицы могут выходить за ее пределы и что черная дыра не может быть абсолютно черной, то есть — существует остаточная радиация. Коллеги-ученые рукоплескали: все теперь изменилось! Информация об открытии распространилась в научной среде как ураган. И эффект произвела аналогичный.

Позже Хокинг обнаружил и механизм, посредством которого черные дыры могут излучать радиацию. Он пояснил, что с точки зрения квантовой механики пространство наполнено виртуальными частицами. Они постоянно материализуются парами, «разлучаются», снова «встречаются» и аннигилируют. Вблизи черной дыры одна из пары частиц может упасть в нее, и тогда у второй не останется пары для аннигиляции. Такие «брошенные» частицы и образуют радиацию, которую излучает черная дыра.

Из этого Хокинг делает вывод, что черные дыры существуют не вечно: они излучают все более сильный ветер и, в конце концов, исчезают в результате гигантского взрыва.

«Эйнштейн так и не принял квантовую механику из-за связанного с ней элемента случайности и неопределенности. Он сказал: Бог не играет в кости. Похоже, что Эйнштейн ошибся дважды. Квантовый эффект черной дыры позволяет предположить, что Бог не только играет в кости, но и иногда бросает их туда, где их нельзя увидеть», — считает Хокинг.

Излучение черных дыр — или излучение Хокинга — показало, что гравитационное сжатие не настолько окончательно, как было принято считать ранее: «Если астронавт падает в черную дыру, он вернется затем во внешнюю часть Вселенной в виде радиации. Таким образом, в каком-то смысле астронавт будет переработан».

Вопрос существования Бога

В 1981 году Хокинг побывал на конференции по космологии в Ватикане. После конференции Папа Римский дал аудиенцию ее участникам и сказал им, что они могут изучать развитие Вселенной после большого взрыва, но не сам большой взрыв, поскольку это — момент творения, а стало быть — дело Божье.

Позже Хокинг признался, что был рад тому, что Папа не знал тему лекции, которую ученый прочел перед этим. Она как раз касалась теории, согласно которой у Вселенной не было начала, момента творения как такового.

Подобные теории были и в начале 1970-х годов, они говорили о фиксированном пространстве и времени, которые на протяжении вечности были пустыми. Затем, по какой-то неизвестной причине, образовывалась точка — вселенское ядро — и происходил взрыв.

«Если мы движемся назад во времени, мы доходим до сингулярности большого взрыва, в которой законы физики не действуют. Но есть другое направление движения во времени, которое позволяет избежать сингулярности: оно называется воображаемым направлением времени. В нем можно обойтись без сингулярности, которая является началом или концом времени» . — Полагает Хокинг

То есть появляется момент в настоящем, которому совсем не обязательно сопутствует цепочка моментов в прошлом.

«Если у Вселенной было начало, мы можем предполагать, что у нее был и создатель. Но если Вселенная является самодостаточной, не имеет границы или края, значит, она не была создана и не будет уничтожена. Она просто существует. Где же тогда место для ее создателя?» — вопрошает физик-теоретик.

От большого взрыва до черных дыр

С таким подзаголовком в апреле 1988 года в свет вышла книга Хокинга «Краткая история времени», моментально ставшая бестселлером.

Эксцентричный и в высшей степени умный Хокинг активно занимается популяризацией науки. В его книге хоть и рассказывается о появлении Вселенной, о природе пространства и времени, черных дырах, встречается одна единственная формула — E=mc² (энергия равна массе, умноженной на квадрат скорости света в свободном пространстве).

До 20 века считалось, что Вселенная — вечна и неизменна. Хокинг весьма доступным языком доказывал, что это не так.

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

Статичная Вселенная кажется привлекательнее: она существует и может продолжить существовать вечно. Она — нечто незыблемое: человек стареет, но Вселенная всегда так же молода, как в момент формирования.

Расширение Вселенной позволяет предположить, что у нее, в какой-то момент в прошлом, было начало. Этот момент, когда Вселенная начала свое существование, и получил название большого взрыва.

«Умирающая звезда, сжимаясь под действием собственной гравитации, в конце концов, превращается в сингулярность — в точку бесконечной плотности и нулевого размера. Если повернуть вспять ход времени так, чтобы сжатие превратилось в расширение, станет возможным доказать, что у Вселенной было начало. Однако доказательство, основанное на теории относительности Эйнштейна, показывало также, что невозможно понять, как произошла Вселенная: оно демонстрировало, что все теории не действуют в момент начала Вселенной», — отмечает ученый.

Человечество ждет гибель

Можно увидеть, как чашка падает со стола и разбивается. Но нельзя увидеть, как она собирается обратно из осколков. Увеличение беспорядка — энтропии — именно то, что отличает прошлое от будущего и придает направление времени.

Хокинг задался вопросом: что произойдет, когда Вселенная прекратит расширяться и начнет сжиматься? Увидим ли мы, как разбитые чашки собираются из осколков?

«Мне казалось, что когда начнется сжатие, Вселенная вернется в упорядоченное состояние. В таком случае, с началом сжатия время должно было повернуть вспять. Люди в этой стадии проживали бы жизнь задом наперед и молодели по мере сжатия Вселенной», — говорил он.

Попытки создать математическую модель теории не увенчались успехом. Позже Хокинг признал свою ошибку. По его мнению, она заключалась в том, что он использовал слишком простую модель Вселенной. Время не повернет свой ход вспять, когда Вселенная начнет сжиматься.

«В реальном времени, в котором мы живем, у Вселенной есть две возможные судьбы. Она может продолжать расширяться вечно. Или она может начать сжиматься и прекратить свое существование в момент «большого сплющивания». Это будет похоже на большой взрыв, только — наоборот», — полагает физик.

Хокинг допускает, что Вселенную все-таки ожидает финал. Однако, оговаривается, что у него, как у пророка конца света, не будет возможности оказаться в то время — через много биллионов лет — и осознать свою ошибку.

Согласно теории Хокинга, спасти человечество при таком раскладе может только способность оторваться от Земли.

Инопланетяне существуют

Люди отправляют в космос беспилотные аппараты с изображениями человека и координатами, указывающими расположение нашей планеты. В космос посылают радиосигналы, в надежде, что их заметят инопланетные цивилизации.

Если верить Хокингу, то встречи с представителями других планет не сулят землянам ничего хорошего. Основываясь на своих знаниях, он не отрицает возможность существования внеземной цивилизации, но надеется, что встречи не произойдет.

В документальном телесериале канала Discovery он высказал мнение о том, что если технологии инопланетян будут превосходить земные, они обязательно образуют на Земле свою колонию и поработят человечество. Хокинг сравнил этот процесс с прибытием Колумба в Америку и последствиями, которые ожидали коренное население континента.

«Во Вселенной со 100 миллиардами галактик, каждая из которых содержит сотни миллионов звезд, маловероятно, что Земля является единственным местом, где развивается жизнь. С чисто математической точки зрения, одни лишь цифры позволяют принимать мысль о существовании инопланетной жизни как абсолютно разумную. Реальной проблемой является то, как могут выглядеть инопланетяне, понравятся ли они землянам своим видом. Ведь они могут быть микробами или одноклеточными животными, или червями, которые населяли Землю в течение миллионов лет», — считает Хокинг.

Даже близкие и друзья космолога отмечают, что нельзя верить каждому его слову. Он — искатель. А в таком деле допущений больше, чем фактов, и ошибки неизбежны. Но даже при этом его изыскания дают человеку пищу для ума, точку, от которой можно начать поиск ответа на вопрос о существовании человека и Вселенной.

«Ответ на этот вопрос будет величайшим триумфом человеческого разума, ибо тогда мы познаем ум Бога», — говорит Хокинг.

Книги Хокинга

За всю жизнь Стивен Хокинг написал множество научных статей, а кроме прочего стал автором и соавтором научно-популярных книг, впоследствии завоевавших широкую известность:

• Краткая история времени
• Чёрные дыры и молодые вселенные
• Мир в ореховой скорлупке
• На плечах гигантов
• Бог создал целые числа
• Теория всего
• Моя краткая история
• Крупномасштабная структура пространства-времени
• Природа пространства и времени
• Большое, малое и человеческий разум
• Будущее пространства - времени
• Кратчайшая история времени
• Высший замысел

Личная жизнь

В 1965 году женился на Джейн Уайлд, позднее у них родились сын Роберт (р. 1967), дочь Люси (р. 1970) и сын Тимоти (р. 1979). Отношения Стивена с Джейн постепенно ухудшались — жена чувствовала себя ошеломленной вторжением в семейную жизнь многочисленных медсестер и помощников. Взгляды Хокинга на религию также противопоставлялись ее сильной христианской вере и приводили к конфликтам. В 1990 году они стали жить раздельно. После развода с Джейн в 1995 году Хокинг женился на своей сиделке, Элайн Мэйсон и заявил:

«Это замечательно — Я женился на женщине, которую люблю.»

Молодой Стивен Хокинг со своей невестой Джейн

В 2006 году Хокинг и Мейсон развелись, и Хокинг возобновили более тесные отношения с Джейн, его детьми и его внуками. Отражая этот счастливый период, доработанная версия книги Джейн «Путешествие в бесконечность: моя жизнь со Стивеном» появилась в 2007 году и стала основой для фильма о биографии Хокинга «Теория всего», вышедшего в 2014 году.

Свадьба Стивена Хокинга и его второй жены — Элайн Мейсон

Профессор Хокинг является обладателем двенадцати почетных ученых званий. Хокинг награжден большим количеством различных премий, медалей и призов. Он также является членом Королевского Научного Общества и Национальной Академии Наук США.

Стивену Хокингу удается сочетать семейную жизнь (у него трое детей и один внук) со своими исследованиями в теоретической физике и многочисленными поездками и публичными лекциями.

Это совершенно обычная биография хорошего физика, если не знать, что в двадцать с небольшим лет, во время работы над диссертацией Хокинг был практически полностью парализован из-за развития неизлечимой формы атрофирующего склероза и остается в этом состоянии всю свою жизнь.

Сейчас ему не повинуются практически все мышцы тела. Тем не менее, он продолжает ездить по миру, читать лекции, писать книги и вести активную научную деятельность, будоража ученый мир своими теориями о происхождении и развитии Вселенной. И, как видите, даже мечтает совершить полет в невесомости.

Этот плененный дух соединяется с окружающим миром с помощью электронных устройств: встроенного в инвалидное кресло компьютера, специально изготовленного IBM, и синтезатора звука. Общается Хокинг таким образом: по экрану компьютера непрерывно ползут колонки букв (слов и целых выражений), по которым движется курсор. Ученый может останавливать его на нужном месте, и выбранный символ поступает в память компьютера для составления письменного текста. С помощью синтезатора звука специальная программа переводит написанный текст в слитную речь.

Последние годы Хокинг останавливал курсор на нужном месте экрана двумя еще шевелившимися пальцами правой руки. Сейчас отказали и они. Теперь он делает это с помощью подрагиваний правой щеки - на ней укреплен маленький экранчик, на который падает луч инфракрасного датчика. Живая беседа с ученым - это череда коротких фраз, произносимых синтезатором, разделенных паузами тишины, во время которой Хокинг составляет ответ. Свои речи и доклады он пишет и наговаривает заранее. Особые программы компьютера способны также превращать подрагивания щеки в несколько простых команд: повернуть кресло, покатить его, открыть дверь… В остальном его обслуживают несколько сменных медсестер и сиделок, а также добровольцы-аспиранты.

Стивен Хокинг поступил в Оксфордский университет здоровым, шумным, насмешливым юношей и слыл у преподавателей хоть и способным, но нерадивым студентом, увлекавшимся греблей. Первые признаки коварной болезни проявились после окончания начального университетского курса, когда юноша перешел для специализации в области космологии в Кембридж. Движения стали до того неуклюжими, что он мог упасть, что называется, на ровном месте, а во время судьбоносной для него вечеринки, на которой состоялось знакомство с будущей женой Джейн, пролил вино мимо бокала.

Врачи поставили страшный диагноз: амиотрофический латеральный склероз. Ежегодно в мире от этого неизлечимого заболевания умирает 100 тысяч человек. В разных странах его называли по-разному: заболеванием моторных нейронов, болезнью Шарко, боковым амиотрофическим склерозом и болезнью Лу-Геринга - по имени умершего от нее знаменитого бейсболиста. Сущность заболевания при разных названиях одинакова - оно начинается исподволь с нарушения работы опорно-двигательного аппарата, затем постепенно наступает паралич и атрофия разных групп мышц, возникают нарушения речи, дыхания и глотания. При этом слух, зрение, память, сознание, высшие познавательные функции мозга не нарушаются. Этиология неизвестна. Врачи дали Хокингу два - два с половиной года жизни - это было в 1962 году.

Меня часто спрашивают: «Что вы думаете о своей болезни?» - писал Хокинг. - И я отвечаю: «Я не очень много о ней думаю. Стараюсь по мере возможности жить как нормальный человек, не задумываться о своем состоянии и не жалеть о том, что оно чего-то не позволяет мне делать. Когда в 21 год обнаружилось, что у меня нейромоторное заболевание, это было для меня страшным ударом. Осознав, что у меня неизлечимая болезнь, которая, видимо, через несколько лет меня убьет, я был потрясен. Как такое могло случиться именно со мной? За что мне такой конец? Я не знал, что меня ожидает и как быстро болезнь будет прогрессировать. Выйдя из больницы, я ощущал себя приговоренным к казни и вдруг понял, что я очень многим мог бы заняться, если бы исполнение приговора отложили. Не раз меня посещала мысль пожертвовать жизнью ради спасения других. В конце концов, все равно пришлось бы умереть, а так это могло бы принести кому-то пользу.

В своих исследованиях я не видел большого смысла, поскольку не предполагал дожить до получения докторской степени, однако время шло, а развитие болезни словно замедлилось. К тому же я продвинулся в своей работе. Но по-настоящему все изменила моя помолвка с девушкой по имени Джейн Уайлд, с которой я познакомился примерно в то же время, когда мне поставили диагноз. Это дало мне стимул к жизни. Раз мы собирались пожениться, я должен был получить место, а для получения места нужно было защитить диссертацию. Поэтому я впервые в жизни принялся за работу. К моему удивлению, мне это понравилось. Раньше жизнь казалась мне скучной. Но перспектива умереть рано заставила меня понять, что жизнь стоит того, чтобы жить».

Стивену повезло, что он решил работать в теоретической физике, так как это была одна из немногих областей науки, где его болезнь не являлась серьезной помехой. К тому же по мере ухудшения состояния его научная репутация росла, благодаря чему он мог занять должность, позволяющую вести исследования, не читая лекций студентам.

Кто-то сказал: «Если вы знаете, что завтра утром вас повесят, это помогает вам хорошо сосредоточиться, - заметила мать Стивена Изобель Хокинг. - И он (сын) действительно сосредоточился на своей работе так, как, я думаю, не смог бы сосредоточиться в противном случае… Нет, нет, конечно, я не могу назвать такую болезнь удачей. Но для него это было меньшей бедой, чем было бы для многих других людей.

В 1966 году Хокинг защищает диссертацию и становится доктором философии. Спустя несколько лет избирается членом Королевского общества и Лукасианским профессором математики. А как же болезнь? Она развивалась параллельно его профессиональным успехам. Если на свою свадьбу в 1965 году Стивен пришел, опираясь на палку, то в 1967 году, когда родился старший сын, ходил на костылях, а во время появления на свет дочери и младшего сына, передвигался уже в инвалидной коляске.

Я страдаю нейромоторным заболеванием практически всю мою взрослую жизнь, но это не помешало мне иметь семью и добиться успехов в работе, - пишет Стивен Хокинг. - И все это благодаря помощи, оказанной мне женой, детьми и многими другими людьми и организациями. Мне повезло, что мое состояние ухудшалось медленнее, чем в большинстве таких случаев. Это доказывает, что никогда не надо терять надежды.

Действительно, доказывает. Глядя на маленькую скорчившуюся в кресле фигурку в черном костюме, в больших очках, с уложенными на коленях неподвижными руками, трудно представить, что этот человек написал десятки фундаментальных научных статей, обозначивших величайшие достижения современной космологии и астрофизики. Его интеллект, оптимизм и чувство юмора выдают лишь блеск умных, чуть ироничных глаз да еле видное движение губ в улыбке.
Жизнь в ореховой скорлупе

Пять лет назад, незадолго до своего 60-летия Хокинг не справился с управлением новой электрической коляски - она врезалась в стену и опрокинулась. Стивен упал, ушиб голову, поломал ногу и попал в больницу, однако на веселых юбилейных торжествах в Кембридже присутствовал лично. В большом зале собралось тогда около двухсот гостей, крупнейших ученых со всего мира.

Я так рад видеть всех вас! - сказал Стивен Хокинг своим гостям.- Замечательно, что почти все, кто был приглашен, смогли приехать. Это показывает, что у теоретической физики, как и у дружбы, нет границ.

Программа юбилея была рассчитана на четыре дня и завершилась симпозиумом «Будущее теоретической физики и космология», на котором Стивен Хокинг с синяками и загипсованной ногой подвел краткие итоги своей работы. По сути, это был обзор его усилий по объединению двух фундаментальных физических теорий - релятивистской теории гравитации и квантовой механики, которые играют определяющую роль в эволюции нашей Вселенной. Свою речь он назвал 60 Years in a Nutshell, что буквально означает «60 лет в ореховой скорлупе». Как тут не вспомнить Гамлета, принца Датского, который говорил: «О Боже! Я мог бы заключить себя в ореховую скорлупу и считать себя владыкой бесконечного пространства…»

«Эйнштейн наших дней», как его иногда называют журналисты, предложил свою модель Вселенной, в которой ключевую роль играют две концепции времени. Это так называемое «реальное время», то есть психологически переживаемое время человеческого бытия, и «воображаемое время» - время, в котором протекает жизнь Вселенной. Эти времена чудесным образом сопряжены, утверждает ученый в своей книге «Краткая история времени. От Большого взрыва до черных дыр». Книга вышла в 1988 году в Англии, США и Канаде. И больше года - абсолютный рекорд для научно-популярного труда - возглавляла списки бестселлеров по обе стороны Атлантического океана. К настоящему времени она издана тиражом в несколько десятков миллионов экземпляров, в том числе есть два российских издания.

Кстати сказать, текст «Краткой истории времени» и на английском, и на русском языках можно найти в Интернете. О сложнейших явлениях и проблемах Хокинг пишет легко и прозрачно. В книге есть только одно уравнение, знаменитое эйнштейновское Е=мс2, да простые графики. Вдобавок к этому автор снабдил книгу ясным и четким словарем терминов. О чем книга? О самом главном - о жизни, о нашем месте во Вселенной, о ее рождении и смерти, о времени как физической проблеме, о соотношении пространства и времени, которые, по словам ученого, «образуют вместе некую поверхность, которая имеет конечную протяженность, но не имеет границ и краев».

Любопытно, что поначалу Хокинг был уверен, что создание полной непротиворечивой единой теории, которая приведет к «полному пониманию всего происходящего вокруг нас и нашего собственного существования», не за горами. Он говорил, что ее основные принципы станут доступны пониманию каждого человека и все смогут принять участие в интереснейшей дискуссии о том, почему так произошло, что существуем мы и существует Вселенная. Впрочем, сейчас в возможности создания единой теории Хокинг уже не уверен, о чем он и заявил в телевизионной лекции, прочитанной для слушателей Массачусетского технологического института (США), которую все желающие могли также посмотреть в Интернете.

Ученый не только читает публичные лекции, он ездит на научные конференции по всему миру и дает многочисленные интервью, подбрасывая газетчикам сенсационные заявления. Так, на последней пресс-конференции в Гонконге он сказал: «Поскольку жизни на Земле угрожает все возрастающая опасность внезапной гибели в результате глобального потепления, ядерной войны или генетически созданного вируса и тому подобных катастроф - человечество, если оно хочет сохранить себя, должно расселиться в космосе. Колонии на Луне или Марсе нас не спасут. Мы нигде не найдем таких благоприятных условий, как на Земле, пока не освоим другие звездные системы».

В последнее время одной из новых сфер интересов Хокинга стало создание экзоскелетов - механизмов, способных дублировать и усиливать работу мышц человека. Помните фильм «Чужие»? Тот эпизод, где лейтенант Рипли сражалась в механическом костюме с космическим монстром? Это и есть экзоскелет. Одно из первых подобных устройств создала команда учёных и инженеров из Японии. Закрепленный на поясе человека мини-компьютер улавливает информацию о малейшем движении мышц по электрическим импульсам на коже и затем усиливает их при помощи сервомоторов. Предполагается, что такие робокостюмы в перспективе смогут использовать и люди с ограниченными двигательными возможностями. Может быть, такого рода кибернетическое чудо позволит Хокингу обрести какую-то свободу движений?

Согласно результатам недавнего опроса, Стивен Хокинг является для английских юношей от 16 до 18 лет одним из трех самых уважаемых современников. На первом месте - чемпион мира по регби Уилкинсон, на втором - Хокинг, на третьем - футболист Бекхэм. Комментируя результаты опроса, Стивен заявил: «Многие годы меня называли вторым в списке самых умных британцев. Но звание примера для молодежи действительно делает мне честь».

Стивен Хокинг - человек-легенда, астрофизик и космолог, известный своими работами в области черных дыр и книгами-бестселлерами вроде «Краткой истории времени». Также печально известен его боковой амиотрофический склероз, который был диагностирован еще в молодости Хокинга. Вследствие своего недуга Хокинг оказался прикован к инвалидному креслу, которое, вопреки всему, не сломило, а только воодушевило и снабдило концентрацией физика-космолога. Сегодня Хокинг продолжает читать лекции, писать книги, общаться с поклонниками и делать важные предупреждения наивному человечеству: о встрече с инопланетянами, об искусственном интеллекте, о переселении цивилизаций на другую планету и прочее.

Последняя работа Стивена Хокинга, в которой рассматриваются такие проблемы, как существование Бога или возможность путешествия во времени, была представлена в понедельник его детьми, которые постарались закончить книгу после смерти британского гиганта астрофизики. Хокинга всегда спрашивали об одних и тех же вещах, поэтому он начал работу над «Короткими ответами на большие вопросы» в прошлом году, но не закончил ее до самой смерти в марте в возрасте 76 лет. Книгу завершила семья и академики-коллеги физика, взяв материалы из его собственного личного архива.

Побеждать болезнь можно по-разному. Кто-то остается вполне трудоспособным, не выпадая из общественных и человеческих связей. Кто-то не позволяет недугу полностью поработить себя. Но случай английского физика Стивена Хокинга, видимо, не имеет аналогов в вечном противостоянии немощи тела и необыкновенной силы духа. Став фактически полукиборгом, он сумел вывести человеческие знания о нашей вселенной на новые прежде невиданные рубежи. Именно он остается одним из столпов теории «большого взрыва», давшего рождение нашей солнечной системе.

Стивен Вильям Хокинг родился 8 января 1942 года, как часто замечают его биографы, в 300-ю годовщину смерти Галилея, в университетском Оксфорде, британской Мекке науки и образования. Дом его родителей находился на севере Лондона, но во время Второй мировой войны под непрекращающимися немецкими бомбежками семья переехала в Оксфорд, поскольку именно этот спокойный городок считался более безопасным местом для семей с детьми. Когда Хокингу исполнилось восемь лет, его семья переехала в Сент-Альбанс, расположенный в 20 милях к северу от Лондона. В одиннадцать Стивен пошел в школу СентАльбанс, а затем в Университетский колледж Оксфорда, в котором учился и его отец. Правда, в отличие от своего родителя, Стивен мечтал заниматься математикой, а не медициной. Но в Университетском колледже получить чисто математическое образование было нельзя, тогда он стал усиленно заниматься физикой. Через три года, написав несколько работ, он получил свою первую степень по естественным наукам.

Многие уже тогда считали юношу перспективным ученым. Но вряд ли кто-то мог предположить, какие повороты готовит ему судьбы. А пока Стивен решил заняться совершенно новым направлением в науке. Лежащим на стыке многим дисциплин. Называлось оно - космология.

Поэтому Хокинг покидает Оксфорд и переезжает в другой всемирной известный научный центр Великобритании - Кембридж, так как в это время в Оксфорде никто не занимался космологическими исследованиями. Его руководителем был Дэнис Сьяма, хотя сам он надеялся, что им окажется известный физик Фред Хойл, который в это время работал в Кембридже. После защиты степени доктора философии Стивен получил сначала исследовательскую, а затем и профессорскую стипендии в Колледже Гонвил и Кейз в Кембридже. В результате появилась возможность некоторое время занимать преподавательскую должность.

В 1973 году Хокинг перешел из Института астрономии на факультет прикладной математики и теоретической физики Кембриджа, а в 1979 году занял пост Лукасовского профессора математики. Эта должность была учреждена в 1663 году на средства преподобного Генри Лукаса, который был членом парламента от университета. Весьма характерно, что в свое время этот пост занимал не кто-нибудь, а сам великий Исаак Ньютон.

Стивен Хокинг изучает фундаментальные законы, которые управляют Вселенной. Вместе с Роджером Пенроузом они показали, что из эйнштейновской Общей теории относительности следует такое пространство-время, которое начинается в Большом Взрыве и заканчивается в черных дырах. Эти результаты указывают на необходимость объединения ОТО с квантовой теорией - другим величайшим научным достижением первой половины XX века. Одним из следствий такого объединения теорий, которое было открыто Хокингом, является утверждение, что черные дыры будут не вполне черными, что они будут испускать излучение и, в конце концов, испарятся. Еще один вывод, что Вселенная не имеет конца или границы в мнимом времени. Это означает, что процесс рождения Вселенной полностью определялся теми законами природы, которые и сейчас действуют рядом с нами.

Казалось бы, типичная биография талантливого ученого, рискнувшего вторгнуться в прежде неведомые области знания. Если бы не одно «но».

Еще в начале 60-х годов у Хокинга стали проявляться признаки особой формы склероза, который приведет его к абсолютному параличу. Правда, молодой ученый не теряет воли к жизни. В 1965 году он даже женился на Джейн Уайлд, родившей ему дочь и двух сыновей. Но болезнь не отступает. Ее удары становятся все неотвратимее. Хокинг вынужден сесть в инвалидное кресло. Вскоре он смог манипулировать только одним пальцем. К счастью, наступила эра компьютеров. Новая техника позволила физику не терять связи с коллегами. Отстукивая по клавиатуре одним пальцем свои тексты, задавая при помощи современной электронной техники вопросы коллегам, продолжая дискутировать с учеными из многих стран, Хокинг нашел свою нишу в мировой науке.

Но в 1985 году случился еще один удар судьбы. После операции на горле он потерял способность к членораздельной речи. Члену лондонского королевского научного общества (аналога нашей Академии наук) друзья подарили синтезатор речи, который был установлен на его кресле-коляске и с помощью которого Хокинг может общаться с людьми. Он по-прежнему занимает должность Лукасовского профессора математики, встречается со студентами, которые благоговейно взирают на гения наших дней.

Но главное, что потеря трудоспособности, с точки зрения обычного человека, никогда не мешала физику жить полной жизнью, добавляя в кровь значительную порцию адреналина. Несмотря на тяжелую болезнь, он ведет активную жизнь. В январе 2007 года он совершил полет в невесомости (на специальном самолете), а на этот год был даже запланирован полет в космос.

Стивен Хокинг оставил пост главы кафедры математики в Кембридже. Причиной стал возраст: устав университета запрещает занимать эту должность тем, кто старше 67 лет. Возглавлять кафедру математики, основанную в 1662 году, - большая честь для математиков всего мира. Достаточно сказать что раньше в этой роли выступал сэр Исаак Ньютон, а позже Чарльз Бэббидж, создатель первого программируемого компьютера - еще механического.

Наша справка

Среди публикаций Стивена Хокинга есть целый ряд известнейших научных трудов: «Крупномасштабная структура пространства-времени» (в соавторстве с Ж. Ф. К. Эллисом), «Общая теория относительности: Обзор к столетию Эйнштейна» и «300 лет гравитации» (обе в соавторстве с В. Израэлем). А его книги «Кратная история времени» и (последняя вышедшая книга) «Черные дыры, молодая Вселенная и другие очерки» стали бестселлерами. Профессор Хокинг является обладателем двенадцати почетных ученых званий. Хокинг награжден большим количеством различных премий, медалей и призов. Он также является членом Королевского научного общества и Национальной академии наук США.

Основные научные публикации Хокинга:

«Краткая история времени». В своей книге автор пытается ответить на вопросы, интересующие нас всех: откуда взялась Вселенная? как и почему она возникла? придет ли ей конец, а если придет, то как?

«Крупномасштабная структура пространства-времени». Книга посвящена новому подходу к теории относительности и ее астрономическим приложениям, основанному на использовании методов современной дифференциальной геометрии. Применение их оказалось исключительно плодотворным при исследовании свойств пространства-времени в особых условиях, а именно проблем сингулярности в космологии, черных дыр и т. п.

«Черные дыры и молодые вселенные». Это и автобиографические очерки, и размышления автора о философии науки, о происхождении Вселенной и ее дальнейшей судьбе. Эссе написаны ярко и увлекательно, серьезнейшие проблемы науки, отраженные в них, в изложении Хокинга доступны пониманию каждого читателя.

Пари

Хокинг заключил относительно черных дыр два пари с другими физиками. Так, например, он поспорил с Кипом Торном, ученым из США. В 1975 году они решили, что, если существование черных дыр будет опровергнуто, Хокинг оплатит Торну годовую подписку на журнал «Пентхаус». А если будет однозначно доказано то, что черные дыры есть и никак иначе все наблюдаемые явления объяснить нельзя, Хокинг получит четырехлетний комплект Private Eye - британского сатирического издания.

Пари, надо заметить, до сих пор не разрешено. Как и другое, заключенное с Джоном Прески: ученые спорили о том, исчезает ли поглощенная черной дырой информация. Если не исчезает и это будет доказано, то Прески получит Полную энциклопедию бейсбола - в 2004 году Хокинг даже признал поражение. Правда, выигрыш Прески не принял: ученые решили, что говорить об окончательной определенности в физике черных дыр пока рано.

В 2016 году Стивену Хокингу исполнилось 74 года, и больше 50 из них он прожил с диагнозом БАС (боковой амиотрофический склероз). Это абсолютный рекорд по продолжительности жизни с одним из самых страшных недугов на свете. Эксперт по БАС рассказывает, как Стивен Хокинг победил статистику.

Знаменитый физик-теоретик прославился теориями о черных дырах и квантовой гравитации, свои научные идеи ему удалось донести до широкой общественности, его известность перешагнула далеко за научные круги. Однако большую часть времени, в течение которого за Хокингом наблюдает весь мир, великий ученый прикован к инвалидному креслу. С 1985 года Хокинг общается с помощью специальной компьютерной системы, которой он управляет мышцей щеки. Помощь ему круглосуточно оказывает целая команда специалистов.

Но создается впечатление, что заболевание, отнявшее у Хокинга способность двигаться, никоим образом не повлияло на скорость его мысли. В течение 30 лет он занимает должность профессора математики в университете Кэмбриджа. В настоящее время он является также руководителем исследовательского направления на кафедре в центре теоретической космологии (Center for Theoretical Cosmology). Но судя по всему, форма заболевания профессора столь же уникальна, как и его ум. Обычно диагноз БАС ставят людям старше 50 лет, статистика говорит о том, что в течение пяти лет после постановки диагноза люди уходят из жизни. Стивену Хокингу БАС диагностировали в 21 год, и врачи не были уверены в том, что он сможет отпраздновать свой 25-й день рождения.

Почему Хокинг до сих пор жив, в то время как многие другие люди умирают вскоре после постановки диагноза? Журнал Scientific American побеседовал с Лео МакКласки (Leo McCluskey), профессором неврологии и медицинским директором центра БАС в университете Пенсильвании, и попытался узнать больше о заболевании и почему оно пощадило Хокинга и его блестящий ум.

— Что такое БАС? Сколько форм у этого заболевания?

— БАС известен также как болезнь двигательного нейрона, а в США ее называют болезнь Лу Герига в честь знаменитого бейсболиста. Это нейродегенеративное заболевание. Каждая мышца организма подчиняется контролю двигательного нейрона, который расположен в лобной доле головного мозга. Эти нейроны передают электрический сигнал и по синапсу (синапс — место контакта между двумя нервными клетками, нейронами, или между нейроном и получающей сигнал клеткой-исполнителем) связаны с другими двигательными нейронами, расположенными в нижних отделах головного и также спинного мозга. Нейроны в головном мозге, называются верхние (центральные) двигательные нейроны, а те, что в спинном мозге, — нижние или периферические. БАС вызывает гибель либо верхних, либо нижних нейронов, либо и тех, и других сразу.

Довольно давно известно, что существует несколько вариантов БАС. Один из них называется прогрессирующая мышечная атрофия — ПМА. При этом заболевании гибнут только периферические двигательные нейроны. Однако если проводить патоморфологическое исследование органов умерших пациентов (аутопсию), то мы обнаружим также повреждение и центральных нейронов.

Существует еще первичный латеральный склероз — ПЛС. Клинически он похож на нарушение изолированно верхнего двигательного нейрона. Однако при аутопсии мы и здесь обнаружим поражение не только верхнего, но и нижнего мотонейрона.

Еще один классический синдром называется прогрессирующий бульбарный паралич, или прогрессирующий надъядерный паралич, который проявляется слабостью мышц черепа: мышц языка, мимических и мышц, отвечающих за глотание. Но довольно часто это заболевание распространяется и на мышцы рук и ног.

Это четыре классических нарушения двигательного нейрона, которые подробно описаны и изучены. И довольно долгое время считалось, что при этих заболеваниях поражение ограничивается собственно только мотонейронами. Сейчас понятно, что это не так. Доказано, что в 10% случаев гибнут нейроны и в других отделах мозга: участки той же лобной доли, которые не содержат двигательных нейронов, или области височных долей. Поэтому у некоторых больных развивается деменция, которая носит название лобно-височной.

Одно из ошибочных суждений относительно БАС — что болезнь поражает только двигательные нейроны, но это не так.

— Что показал миру уникальный случай Стивена Хокинга?

— Течение заболевания у Хокинга, показало, насколько по-разному может протекать БАС. В среднем продолжительность жизни после постановки диагноза составляет от двух до пяти лет, но половина людей с этим диагнозом живет дольше, есть те, кто живет очень долго.

Продолжительность жизни оценивается по двум важным критериям. Первый — степень поражения нейронов диафрагмы, а значит, слабость дыхательной мускулатуры. Одной из самых частых причин смерти больных с БАС является дыхательная недостаточность. И другой критерий — слабость мышц глотания, что приводит к недостаточному питанию и обезвоживанию. Если у больного не наблюдается нарушений в этих двух регионах, теоретически он может жить довольно долго, даже несмотря на то, что в целом состояние ухудшается. То, что произошло со Стивеном Хокингом, поистине потрясающе. Он уникален в своем роде.

— Возможно ли, что Хокинг жив столько лет, потому что заболевание у него началось в раннем возрасте и у него так называемый юношеский тип БАС?

— Юношеский (ювенильный) тип БАС диагностируют в подростковом возрасте, я недостаточно знаю о случае Хокинга, чтобы утверждать наверняка. Но, судя по всему, у него заболевание по форме схожее с ювенильным типом, который прогрессирует очень, очень, очень медленно. В моей клинике наблюдаются пациенты, которые заболели подростками, а сейчас им 40, 50, 60 лет. Я никогда не осматривал профессора Хокинга и не держал в руках его историю болезни, поэтому мне довольно сложно сказать что-нибудь определенное. Его случай является наглядным примером того, как БАС совершенно не затронул те участки мозга, в которых нет мотонейронов.

— Насколько часто встречаются такие «медленные» формы БАС?

— Я бы сказал, едва ли несколько процентов от всех заболевших.

— Как вы думаете, от чего больше зависит продолжительность жизни Стивена Хокинга: от того великолепного ухода, который он получает 24 часа в сутки, или от физиологических особенностей его конкретной формы заболевания?

— Мне кажется, играют роль оба фактора. О Хокинге я знаю только из телепередач, поэтому не могу говорить о медицинских вмешательствах, которые ему были проведены. Если он дышит самостоятельно и не пользуется аппаратом искусственной вентиляции легких (ИВЛ), тогда речь только о физиологии и только его форма нейродегенеративного заболевания определяет, как долго он будет жить. В случае нарушения глотания пациентам устанавливают гастростомическую трубку, которая решает проблему недостаточного питания и обезвоживания. Но все же в основном речь идет именно о физиологии самого заболевания.

— У Стивена Хокинга очень активно работает головной мозг, и все то, что Вы сказали ранее, как раз подтверждает его интеллектуальную сохранность, несмотря на тяжелое состояние тела. Существуют ли какие-нибудь свидетельства того, что образ жизни и психологическое здоровье пациента положительно влияют на прогноз заболевания? Или, наоборот, может ли заболевание протекать быстрее и агрессивнее?

— Я не уверен, что эти показатели влияют на продолжительность жизни.

— БАС до сих пор является неизлечимым. Что нового мы узнали об этом заболевании, что могло бы помочь найти лекарство или хотя бы эффективное средство, которое тормозило бы болезнь?

— Еще в 2006 году стало понятно, что, как и при других нейродегенеративных заболеваниях, при БАС в головном мозге происходит накопление аномальных белков. 10% случаев БАС носят генетический характер и связаны с мутацией генов. Я уверен, что также есть гены, которые как бы в зоне риска по БАС, но недавно было обнаружено, что нарушения в нескольких генах могут потенциально вызывать БАС. Каждая мутация такого гена ведет к накоплению разных белков в мозге. Знание специфичных генов дает нам картину определенных механизмов, протекающие в мозге, и вероятные мишени для терапии. Но, к сожалению, пока не существует ни одного прорывного средства, показавшего значительный результат.

— Что случай Стивена Хокинга значит для других больных БАС?

— Это потрясающий, совершенно потрясающий пример того, насколько разнообразно это заболевание. И, наверно, он дает надежду другим больным, что они также смогут прожить долгую жизнь. К сожалению, пока процент таких больных очень невелик.