Kai galvojame apie svarbiausius mokslo istorijos veikėjus, galvoja daugybė vardų. Einšteinas, Niutonas, Kepleris, Galilejas - visi didieji teoretikai ir mąstytojai, kurie per savo gyvenimą paliko neišdildomą žymę. Daugeliu atvejų visas jų įnašas nebus įvertintas tik po jų mirties. Tačiau tiems, kurie šiandien gyvi, pasisekė, kad tarp mūsų yra puikus mokslininkas, davęs nemažą indėlį, - daktaras Stephenas Hawkingas.
Daugelis laikomų „moderniuoju Einšteinu“, Hawkingo darbas kosmologijoje ir teorinėje fizikoje buvo neprilygstamas jo amžininkų. Be savo darbo dėl gravitacinių išskirtinumų ir kvantinės mechanikos, jis taip pat buvo atsakingas už atradimą, kad juodosios skylės skleidžia radiaciją. Be to, Hawkingas buvo kultūros piktograma, patvirtinusi daugybę priežasčių, pasirodančių daugelyje televizijos laidų kaip patį save, ir parašiusi keletą knygų, kurios padarė mokslą prieinamą platesnei auditorijai.
Ankstyvas gyvenimas:
Hawkingas gimė 1942 m. Sausio 8 d. (300-osios Galileo mirties metinės) Oksforde, Anglijoje. Jo tėvai Frank ir Isobel Hawking abu buvo studentai Oksfordo universitete, kur Frankas studijavo mediciną, o Isobelis - filosofiją, politiką ir ekonomiką. Iš pradžių pora gyveno Highgate, Londono priemiestyje, tačiau persikėlė į Oksfordą, kad galėtų atsitraukti nuo Antrojo pasaulinio karo sprogdinimų ir saugiai pagimdyti savo vaiką. Jiedu toliau augins dvi dukteris, Filipą ir Mariją, ir vieną įvaikintą sūnų Edvardą.
Šeima vėl persikėlė 1950 m., Šį kartą į Šv. Albaną, Hertfordšyre, nes Stepono tėvas tapo Nacionalinio medicinos tyrimų instituto (dabar Pranciškaus Kriko instituto dalis) parazitologijos vadovu. Būdama ten, šeima įgijo labai intelektualios, nors šiek tiek ekscentriškos, reputaciją. Jie gyveno kukliai, gyvendami dideliame, netvarkingame ir prastai prižiūrimame name, važiuodami pakeista taksometru ir nuolat skaitydami (net prie pietų stalo).
Išsilavinimas:
Hawkingas pradėjo mokytis Byron House mokykloje, kur jam buvo sunku mokytis skaityti (kurį vėliau apkaltino mokyklos „progresyviais metodais“.) Tuo metu, kai St. Albans mieste aštuonerių metų Hawkingas lankė St. Albans High Mergaičių mokykla keletą mėnesių (tuo metu buvo leidžiama jaunesniems berniukams). 1952 m. Rugsėjį jis metus buvo mokomasi „Radlett“ mokykloje, tačiau didžiąją dalį paauglių metų liks Šv. Albano mieste dėl šeimos finansinių apribojimų.
Būdamas ten, Hawkingas susirado daug draugų, su kuriais žaidė stalo žaidimus, gamino fejerverkus, modeliavo lėktuvus ir valtis ir ilgai diskutavo su tomis temomis, nuo religijos iki ekstrasensų suvokimo. Nuo 1958 m., Padedant matematikos mokytojui Dikranui Tahtai, Hawkingas su draugais pastatė kompiuterį iš laikrodžio dalių, seną telefono komutatorių ir kitus perdirbtus komponentus.
Nors iš pradžių jis nebuvo akademiškai sėkmingas, Hawkingas pademonstravo didelę gabumą moksliniams dalykams ir buvo pramintas „Einšteinu“. Įkvėptas savo mokytojos Tahta, jis nusprendė studijuoti matematiką universitete. Tėvas tikėjosi, kad sūnus lankys Oksfordą ir studijuos mediciną, tačiau kadangi tuo metu ten nebuvo įmanoma mokytis matematikos, Hawkingas pasirinko studijuoti fiziką ir chemiją.
1959 m., Būdamas vos 17 metų, Hawkingas laikė stojamąjį į Oksfordo egzaminą ir jam buvo paskirta stipendija. Pirmuosius 18 mėnesių jis buvo nuobodus ir vienišas dėl to, kad buvo jaunesnis už savo bendraamžius ir rado darbą „juokingai lengvai“. Savo antraisiais ir trečiaisiais metais Hawkingas labiau bandė užmegzti ryšį su savo bendraamžiais ir tapo populiariu studentu, prisijungdamas prie Oksfordo valčių klubo ir domėdamasis klasikine muzika bei mokslinė fantastika.
Kai atėjo laikas jo paskutiniam egzaminui, Hawkingo rezultatai buvo silpni. Užuot atsakęs į visus klausimus, jis nusprendė sutelkti dėmesį į teorinius fizikos klausimus ir vengė bet kokių dalykų, reikalaujančių faktinių žinių. Rezultatas buvo balas, kuris privertė jį atsiriboti nuo pirmosios ir antros klasės pagyrimų. Reikalingas pirmosios klasės pagyrimas už suplanuotas kosmologijos studijas Kembridže, jis buvo priverstas laikyti abiturientą (žodinį egzaminą).
Būdamas susirūpinęs, kad į jį žiūrima kaip į tingų ir sunkų studentą, Hawkingas aprašė savo ateities planus taip: „Jei jūs man apdovanosite pirmąjį, eisiu į Kembridžą. Jei gausiu sekundę, liksiu Oksforde, todėl tikiuosi, kad duosi man pirmąją “. Tačiau Hawkingas buvo laikomas aukštesniu laipsniu, nei jis tikėjo, ir gavo pirmosios klasės bakalauro laipsnį (Hons.), Todėl 1962 m. Spalio mėn. Jis leido tęsti studijas Kembridžo universitete.
Pirmaisiais doktorantūros studijų metais Hawkingas patyrė tam tikrų sunkumų. Jis nustatė, kad jo matematikos pagrindai yra netinkami darbui su bendruoju reliatyvumo ir kosmologija, ir jo vadovu buvo paskirtas Dennisas Williamas Sciama (vienas iš šiuolaikinės kosmologijos pradininkų), o ne pažymėtas astronomas Fredis Hoyle'as (kurio jis tikėjosi).
Be to, būtent jo absolventų studijų metu Hawkingui buvo diagnozuota ankstyvoji amiotrofinė šoninė sklerozė (ALS). Paskutiniaisiais metais Oksforde jis patyrė avariją, kai nukrito laiptais, taip pat pradėjo patirti sunkumų irkluodami ir neaiškių kalbų. 1963 m. Paskelbus diagnozę, jis pateko į depresijos būseną ir jautė, kad nėra prasmės tęsti savo studijas.
Tačiau jo požiūris netrukus pasikeitė, nes liga progresavo lėčiau, nei gydytojai prognozavo - iš pradžių jam buvo duoti gyventi dveji metai. Tada, paskatinęs Sciama, jis grįžo į savo darbą ir greitai įgijo blizgesio ir nuobodumo reputaciją. Tai buvo pademonstruota, kai jis 1964 m. Birželio mėn. Paskaitoje viešai užginčijo garsaus astronomo Fredo Hoyle'io, kuris garsėjo tuo, kad atmeta Didžiojo sprogimo teoriją, darbus.
Kai Hawkingas pradėjo studijas, fizikos bendruomenėje kilo daug diskusijų apie vyraujančias Visatos sukūrimo teorijas: Didžiojo sprogimo ir Pastoviosios būklės teorijas. Ankstesnėje visata buvo sumanyta milžiniškame sprogime, kuriame buvo sukurta visa žinomoje visatoje esanti materija. Pastarojoje visata plečiantis nuolat sukuriama nauja materija. Hawkingas greitai įsijungė į diskusiją.
Hawkingą įkvėpė Rogerio Penrose'o teorema, kad erdvės laiko išskirtinumas - taškas, kuriame kiekiai, naudojami dangaus kūno gravitaciniam laukui matuoti, tampa begaliniai, yra juodosios skylės centre. Hawkingas tą patį mąstymą pritaikė visai visatai ir šia tema parašė savo 1965 m. Jis išvyko į mokslo stipendiją Gonvilio ir Caius koledže ir įgijo kosmologijos daktaro laipsnį 1966 m.
Taip pat per tą laiką Hawkingas sutiko savo pirmąją žmoną Jane Wilde. Nors jis buvo susitikęs su ja prieš pat diagnozę su ALS, jų santykiai ir toliau augo, kai jis grįžo baigęs studijas. Jiedu susižadėjo 1964 m. Spalio mėn. Ir buvo susituokę 1966 m. Liepos 14 d. Hawkingas vėliau pasakys, kad santykiai su Wilde suteikė jam „ką gyventi“.
Mokslo pasiekimai:
Daktaro disertacijoje, kurią jis parašė bendradarbiaudamas su Penrose'u, Hawkingas išplėtė išskirtinumų egzistavimą iki minties, kad Visata galėjo prasidėti kaip išskirtinumas. Jų bendras esė pavadinimu „Ypatumai ir erdvės-laiko geometrija“ buvo 1968 m. Gravitacijos tyrimų fondo konkurso laimėtojas ir pasidalino svarbiausiais pagyrimais, kuriuos pateikė Penrose, kad laimėtų prestižiškiausią Kembridžo Adamso premiją tais metais.
1970 m. Hawkingas tapo Shermano Fairchildo gerbiamų mokslininkų, lankančių profesorių programą, dalimi, kuri leido jam skaityti paskaitas Kalifornijos technologijos institute (Caltech). Būtent per tą laiką jis ir Penrose'as paskelbė įrodymą, kuriame buvo įtrauktos Aleksandro Freidmanno sukurtos bendrojo reliatyvumo teorijos ir fizinės kosmologijos teorijos.
Remdamasis Einšteino lygtimis, Freidmannas tvirtino, kad Visata buvo dinamiška ir laikui bėgant pasikeitė dydis. Jis taip pat tvirtino, kad erdvės laikas turi geometriją, kurią lemia jo bendras masės / energijos tankis. Jei lygus kritiniam tankiui, visatos kreivumas yra nulinis (t. Y. Plokščioji konfigūracija); jei jis yra mažesnis nei kritinis, visatos kreivumas yra neigiamas (atvira konfigūracija); ir jei didesnė nei kritinė, visatos kreivumas yra teigiamas (uždara konfigūracija)
Pagal Hawkingo-Penrose'o išskirtinumo teoremą, jei Visata iš tikrųjų pakluso bendrojo reliatyvumo modeliams, tada ji turėjo būti pradėta kaip išskirtinumas. Tai iš esmės reiškė, kad iki Didžiojo sprogimo visa visata egzistavo kaip begalinio tankio taškas, kuriame buvo visos Visatos masės ir erdvės laikas, prieš tai, kai dėl kvantinių svyravimų ji greitai išsiplėtė.
Taip pat 1970 m. Hawkingas postulavo tai, kas tapo žinomu kaip antrasis juodųjų skylių dinamikos dėsnis. Kartu su Jamesu M. Bardeenu ir Brandonu Carteriu jis pasiūlė keturis juodųjų skylių mechanikos dėsnius, nubraižydamas analogiją su keturiais termodinamikos dėsniais.
Šie keturi įstatymai pareiškė, kad - kai nejudanti juodoji skylė, horizontas turi pastovų paviršiaus sunkumą; nejudančių juodųjų skylių trikdymą, energijos pokytis yra susijęs su ploto, kampinio impulso ir elektros krūvio pasikeitimu; horizonto plotas, darant prielaidą, kad silpna energija, yra nemažėjanti laiko funkcija; ir kad neįmanoma suformuoti juodosios skylės, kurios paviršiaus gravitacija nyksta.
1971 m. Hawkingas išleido esė pavadinimu „Juodosios skylės bendrojo reliatyvumo srityje“, kurioje jis manė, kad juodųjų skylių paviršiaus plotas niekada negali sumažėti, todėl jų skleidžiamam energijos kiekiui galima nustatyti tam tikras ribas. Tų metų sausio mėnesį šis rašinys pelnė „Hawking Gravity Research Foundation“ apdovanojimą.
1973 m. Buvo išleista pirmoji Hawkingo knyga, kurią jis parašė studijuodamas pas George Ellis. Pavadinimas, Didelės apimties erdvės ir laiko struktūra, knygoje aprašomas pačios kosmoso pagrindas ir begalinio jos išsiplėtimo pobūdis, naudojant diferencinę geometriją, kad būtų išnagrinėtos Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos pasekmės.
Praėjus kelioms savaitėms po Hawkingo radiacijos paskelbimo, Hawkingas buvo išrinktas Karališkosios draugijos (FRS) bendradarbiu 1974 m. 1975 m. Jis grįžo į Kembridžą ir jam buvo suteiktos naujos „Reader“ pareigos, kurias paskiria vyresnieji mokslo darbuotojai, pasižymintys išskirtine tarptautine reputacija mokslinių tyrimų ar stipendijų srityje.
Aštuntojo dešimtmečio vidurys – pabaiga buvo vis didesnio susidomėjimo juodosiomis skylėmis, taip pat su jais susijusių tyrėjų, laikas. Taigi, Hawkingo viešas profilis ėmė augti, jis sulaukė didesnio akademinio ir visuomenės pripažinimo, pasirodydamas spaudos ir televizijos interviu bei gavęs daugybę garbės pareigų ir apdovanojimų.
Aštuntojo dešimtmečio pabaigoje Hawkingas buvo išrinktas Lukaso matematikos profesoriumi Kembridžo universitete. Tai garbės postas, įsteigtas 1663 m., Kuris laikomas vienu prestižiškiausių akademinių postų pasaulyje. Iki „Hawking“ buvusių jos savininkų buvo tokie moksliniai sumanymai kaip seras Isaacas Newtonas, Josephas Larmoras, Charlesas Babbage'as, George'as Stokesas ir Paulius Diracas.
Jo inauguracinė paskaita, kaip Lukasso matematikos profesoriaus, pavadinta: „Ar teorinės fizikos akivaizdoje yra pabaiga“. Kalbos metu jis pasiūlė N = 8 supergravitaciją - kvantinio lauko teoriją, apimančią gravitaciją 8 supersimetrijose - kaip pagrindinę teoriją, kuria siekiama išspręsti daugelį iškilusių fizikų nagrinėjamų problemų.
Hawkingo paaukštinimas sutapo su sveikatos krize, dėl kurios Hawkingas buvo priverstas priimti kai kurias slaugos paslaugas namuose. Tuo pat metu jis pradėjo pereiti prie savo požiūrio į fiziką, tapdamas labiau intuityviu ir spekuliatyviu, o ne reikalaudamas matematinių įrodymų. Iki 1981 m. Šis pjūklas Hawkingas pradėjo kreipti dėmesį į kosmologinę infliacijos teoriją ir visatos ištakas.
Infliacijos teorija, kurią tais pačiais metais pasiūlė Alanas Gutas, teigia, kad po Didžiojo sprogimo Visata iš pradžių labai greitai išsiplėtė, o po to įsitvirtino lėčiau. Atsakydamas, Hawkingas pristatė darbus tais metais Vatikano konferencijoje, kur jis pasiūlė, kad jie gali būti ne riba ir visatos pradžia.
1982 m. Vasarą jis su kolega Gary Gibbons Kembridžo universitete surengė trijų savaičių seminarą tema „Pati ankstyvoji visata“. Su Jimu Hartle'u, amerikiečių fiziku ir Kalifornijos universiteto fizikos profesoriumi, jis pasiūlė, kad ankstyviausiuoju visatos laikotarpiu (dar žinomu kaip Plancko epocha) Visata neturėtų erdvės laiko ribų.
1983 m. Jie paskelbė šį modelį, žinomą kaip Hartle-Hawking valstybė. Be kita ko, ji tvirtino, kad prieš Didįjį sprogimą laiko dar nebuvo, todėl Visatos pradžios samprata yra beprasmė. Tai taip pat pakeitė pradinį Didžiojo sprogimo išskirtinumą regionu, panašiu į Šiaurės ašigalį, kurio (panašus į tikrąjį Šiaurės ašigalį) negalima keliauti į šiaurę, nes tai yra taškas, kuriame susitinka linijos, kurios neturi ribų.
Šis pasiūlymas numatė uždarą visatą, turinčią daug egzistencinių padarinių, ypač apie Dievo egzistavimą. Jokiu būdu Hawkingas neatmetė Dievo egzistavimo, aiškindamas visatos slėpinius, pasirinkdamas metaforišką prasmę. Tačiau jis dažnai siūlytų manyti, kad Dievo egzistavimas nėra būtinas norint paaiškinti visatos kilmę ar vieningos lauko teorijos egzistavimą.
1982 m. Jis taip pat pradėjo rengti knygą, kurioje visatos prigimtis, reliatyvumas ir kvantinė mechanika būtų paaiškinta plačiajai visuomenei. Tai paskatino jį pasirašyti sutartį su „Bantam Books“ leidybos tikslais Trumpa laiko istorija, kurio pirmąjį projektą jis baigė 1984 m.
Po kelių peržiūrų galutinis projektas buvo paskelbtas 1988 m. Ir sulaukė daug kritikos. Knyga buvo išversta į keletą kalbų, keletą mėnesių išliko bestselerių sąrašų viršūnėje tiek JAV, tiek JK, o galiausiai pardavė maždaug 9 milijonus egzempliorių. Žiniasklaidos dėmesys buvo intensyvus ir „Newsweek“ žurnalo viršelis ir televizijos specialistas apibūdino jį kaip „Visatos Meistrą“.
Tolesnis Hawkingo darbas laiko strėlių srityje paskatino 1985 m. Publikuoti straipsnį, kuriame teigiama, kad jei teiginys apie ribą būtų teisingas, tada, kai visata nustojo plėstis ir galiausiai žlugs, laikas bėgs atgal. Vėliau jis atsiims šią koncepciją po to, kai nepriklausomi skaičiavimai ją nuginčys, tačiau teorija pateikė vertingų įžvalgų apie galimus laiko ir kosminės ekspansijos ryšius.
Dešimtajame dešimtmetyje Hawkingas toliau publikavo ir skaitė paskaitas apie savo fizikos, juodųjų skylių ir Didžiojo sprogimo teorijas. 1993 m. Kartu su Gary Gibbonsu jis redagavo knygą apie Euklido kvantinę gravitaciją - teoriją, su kuria jie kartu dirbo 70-ųjų pabaigoje. Pagal šią teoriją gravitacinio lauko ruožas juodojoje skylėje gali būti įvertintas naudojant funkcinį vientisą metodą, kad būtų galima išvengti išskirtinumų.
Tais pačiais metais populiaraus esė, interviu ir pokalbių kolekcija vadinosi „ Juodosios skylės ir kūdikių visatos bei kiti esė taip pat buvo paskelbta. 1994 m. Hawkingas ir Penrose'as Kembridžo Niutono institute skaitė šešių paskaitų ciklą, kuris 1996 m. Buvo paskelbtas pavadinimu „Erdvės ir laiko prigimtis“.
Taip pat 1990 m. Pagrindiniai įvykiai įvyko Hawkingo asmeniniame gyvenime. 1990 m. Jis ir Jane Hawking pradėjo skyrybų bylas po daugelį metų trukusių įtemptų santykių dėl negalios, nuolatinio slaugytojų buvimo ir garsenybės. 1995 m. Hawkingas ištekėjo už savo daugelio metų globėjos Elaine Mason.
2000-aisiais Hawkingas išleido daug naujų knygų ir naujų senesnių leidimų. Tai įtraukė „Visata trumpai“ (2001), „Trumpesnė laiko istorija“ (2005), ir Dievas sukūrė sveikuosius skaičius (2006 m.). Taip pat jis pradėjo bendradarbiauti su Jim Hartle iš Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje ir Europos branduolinių tyrimų organizacija (CERN), kad sukurtų naujas kosmologines teorijas.
Svarbiausia iš jų buvo Hawkingo „iš viršaus į apačią“ kosmologija, teigianti, kad Visatoje nebuvo viena unikali pradinė būsena, bet daugybė skirtingų būvių, todėl prognozuoti dabartinę Visatos būseną iš vienos pradinės būsenos nėra tikslinga. Remiantis kvantine mechanika, „iš viršaus į apačią“ kosmologija teigia, kad dabartis „pasirenka“ praeitį iš daugelio galimų istorijų superpozicijos.
Tai darydama, teorija taip pat pasiūlė galimą „tikslinančiojo klausimo“ išsprendimą, kuriame nagrinėjama galimybė, kad gyvenimas gali egzistuoti tik tada, kai tam tikri fiziniai apribojimai yra siauroje srityje. Siūlydamas šį naują kosmologijos modelį, Hawkingas atvėrė galimybę, kad gyvenimas negali būti saistomas tokių apribojimų ir gali būti daug gausesnis, nei manyta anksčiau.
2006 m. Hawkingas ir jo antroji žmona Elaine Mason tyliai išsiskyrė, o Hawkingas atnaujino glaudesnius santykius su savo pirmąja žmona Jane, jo vaikais (Robertu, Lucy ir Timothy) bei anūkais. 2009 m. Jis pasitraukė iš Lukasijos matematikos profesoriaus pareigų, to reikalavo Kembridžo universiteto nuostatai. Nuo to laiko Hawkingas toliau dirbo Kembridžo universiteto Taikomosios matematikos ir teorinės fizikos katedros tyrimų direktoriumi ir nė nenurodė, kad pasitrauktų.
„Hawkingo radiacija“ ir „juodosios skylės informacijos paradoksas“:
7-ojo dešimtmečio pradžioje Hawkingas pradėjo dirbti prie vadinamosios „be plaukų teoremos“. Remiantis Einšteino-Maxwello gravitacijos ir elektromagnetizmo lygtimis bendrojoje reliatyvumo atžvilgiu, teorema teigė, kad visoms juodosioms skylėms gali būti būdingi tik trys išorėje stebimi klasikiniai parametrai: masė, elektros krūvis ir kampinis momentas.
Šiame scenarijuje visa kita informacija apie medžiagą, iš kurios susidarė juodoji skylė arba į kurią patenka (kuriai metafora naudojami „plaukai“), „dingsta“ už juodosios skylės įvykio horizonto ir todėl yra išsaugoma, tačiau visam laikui. neprieinamas išoriniams stebėtojams.
1973 m. Hawkingas išvyko į Maskvą ir susitiko su sovietų mokslininkais Jakovu Borisovičiumi Zel’dovičiumi ir Aleksejumi Starobinskiu. Diskutuodami su jais apie savo darbą, jie parodė jam, kaip neapibrėžtumo principas parodė, kad juodosios skylės turėtų išmesti daleles. Tai prieštaravo Hawkingo antrajam juodųjų skylių termodinamikos dėsniui (t. Y. Juodosios skylės negali būti mažesnės), nes tai reiškė, kad prarasdami energiją jie turi prarasti masę.
Be to, tai palaikė Jono Wheelerio universiteto magistro laipsnio studento Jokūbo Bekensteino pateiktą teoriją, kad juodųjų skylių temperatūra turi būti ribota, o temperatūra neturi būti lygi nuliui. Visa tai prieštaravo „be plaukų teoremai“ apie juodus ritinius. Netrukus po to Hawkingas peržiūrėjo šią teoremą, parodydamas, kad kai atsižvelgiama į kvantinius mechaninius efektus, galima pastebėti, kad juodosios skylės skleidžia šiluminę spinduliuotę tam tikroje temperatūroje.
Nuo 1974 m. Hawkingas pateikė Bekenšteino rezultatus, kurie parodė, kad juodosios skylės skleidžia radiaciją. Tai iš pradžių buvo prieštaringai vertinama kaip „Hawkingo radiacija“. Tačiau aštuntojo dešimtmečio pabaigoje ir paskelbus tolesnius tyrimus, atradimas buvo plačiai priimtas kaip reikšmingas teorinės fizikos proveržis.
Tačiau vienas iš šios teorijos užuomazgų buvo tikimybė, kad juodosios skylės pamažu praranda masę ir energiją. Manoma, kad dėl šios priežasties juodosios skylės, kurios praranda daugiau masės nei įgyjamos kitomis priemonėmis, susitraukia ir galiausiai išnyks - reiškinys, kuris vadinamas juodosios skylės „išgarinimu“.
1981 m. Hawkingas pasiūlė, kad juodojoje skylėje esanti informacija būtų negrįžtamai prarandama, kai išgaruoja juodoji skylė, kuri buvo žinoma kaip „Juodosios skylės informacijos paradoksas“. Tai teigia, kad fizinė informacija gali visam laikui išnykti juodojoje skylėje, leisdama daugeliui fizinių būsenų pereiti į tą pačią būseną.
Tai buvo prieštaringai vertinama, nes pažeidė du pagrindinius kvantinės fizikos principus. Iš principo, kvantinė fizika mums sako, kad visa informacija apie fizinę sistemą - t.y., jos materijos būsena (masė, padėtis, nugara, temperatūra ir kt.) - yra užkoduota jos bangos funkcijoje iki taško, kai ta bangos funkcija sugrius. Tai savo ruožtu lemia du kitus principus.
Pirmasis yra kvantinis determinizmas, kuris teigia, kad - atsižvelgiant į esamą bangos funkciją - būsimus pokyčius vienareikšmiškai nustato evoliucijos operatorius. Antrasis yra grįžtamumas, kuriame teigiama, kad evoliucijos operatorius turi atvirkštinę reikšmę, ty praeities bangos funkcijos yra panašiai unikalios. Šių priemonių derinys reiškia, kad informacija apie kvantinę materijos būseną turi būti visada saugoma.
Siūlydamas, kad ši informacija išnyktų, kai tik juodas išgaruoja, Hawkingas iš esmės sukūrė esminį paradoksą. Jei juodoji skylė gali išgaruoti, todėl dingsta visa informacija apie kvantinių bangų funkciją, tada informacija iš tikrųjų gali būti prarasta amžiams. Tai buvo nuolatinių mokslininkų diskusijų tema, kuri liko beveik neišspręsta.
Tačiau iki 2003 m. Didėjantis fizikų sutarimas buvo, kad Hawkingas klydo dėl informacijos praradimo juodojoje skylėje. 2004 m. Paskaitoje Dubline jis pripažino savo lažybas su kolega Johnu Preskillu iš Caltech (kurį jis padarė 1997 m.), Tačiau aprašė savo, šiek tiek prieštaringą paradokso problemos sprendimą - kad juodosios skylės gali turėti daugiau nei vieną topologiją.
2005 m. Publikuotame pranešime „Informacijos praradimas juodosiose skylėse“ jis teigė, kad informacijos paradoksas paaiškinamas ištyrus visas alternatyvias visatų istorijas, o informacijos praradimą turintiesiems juodąsias skyles panaikina tie, kurie neturi . Nuo 2014 m. Sausio mėn. Hawkingas apibūdino „Juodosios skylės informacijos paradoksą“ kaip savo „didžiausią nesklandumą“.
Kiti pasiekimai:
Steponas Hawkingas, ne tik patobulinęs mūsų supratimą apie juodąsias skyles ir kosmologiją, taikydamas bendrąją reliatyvumo ir kvantinę mechaniką, vaidino svarbų vaidmenį pateikdamas mokslą platesnei auditorijai. Per savo karjerą jis išleido daugybę populiarių knygų, daug keliavo ir skaitė paskaitas, daugybę kartų pasirodė ir dalyvavo televizijos laidų, filmų balso perdavime ir netgi pasakojo pasakojimą apie Pink Floyd dainą „Keep Talking“.
Filmo versija Trumpa laiko istorija, režisavo Errol Morris, ir prodiusavo Stevenas Spielbergas, premjera įvyko 1992 m. Hawkingas norėjo, kad filmas būtų mokslinis, o ne biografinis, tačiau jis buvo įtikintas kitaip. 1997 m. - šešių dalių televizijos serialas Stepheno Hawkingo visata premjera PBS, taip pat išleidžiama kompanioninė knyga.
2007 m. Paskelbė Hawkingas ir jo dukra Lucy George'o slaptasis visatos raktas, vaikų knyga, sukurta paaiškinti teorinę fiziką, joje vaizduojami personažai, panašūs į Hawkingų šeimos. Po knygos sekė trys tęsiniai - George'o kosminė lobių medžioklė (2009), George'as ir Didysis sprogimas (2011), George'as ir nesulaužomas kodas (2014).
Nuo praėjusio amžiaus dešimtojo dešimtmečio Hawkingas taip pat buvo pagrindinis pavyzdys žmonėms, dirbantiems su negalia ir degeneracinėmis ligomis, o jo žinios apie negalią ir jo tyrimai buvo neprilygstamos. Amžiaus sandūroje jis ir dar vienuolika kitų šviestuvų kartu su „Rehabilitation International“ pasirašė Trečiojo tūkstantmečio negalios chartija, kuris viso pasaulio vyriausybes paragino užkirsti kelią negalioms ir ginti teises dėl negalios.
Norėdamas padidinti visuomenės susidomėjimą skraidymu iš kosmoso ir parodyti neįgaliųjų potencialą, 2007 m. Jis dalyvavo nulinio svorio skrydyje „Vomit Comet“ - specialiai įrengtame orlaivyje, kuris leidžiasi į orą ir leidžiasi į orą, kad imituotų nesvarumo jausmas - „Zero Gravity Corporation“ mandagumo dėka aštuonis kartus jis patyrė nesvarumą.
2012 m. Rugpjūčio mėn. Hawkingas papasakojo apie „Apšvietos“ segmentą 2012 m. Vasaros parolimpinėse žaidynėse. 2013 m. Rugsėjo mėn. Jis išreiškė paramą pagalbinių savižudybių legalizavimui galutinai sergantiems žmonėms. 2014 m. Rugpjūčio mėn. Hawkingas priėmė „Ice Bucket Challenge“, kad padidintų supratimą apie ALS / MND ir prisidėtų prie tyrimų. Kadangi jis sirgo plaučių uždegimu 2013 m., Jam buvo patarta nepilti ledo, bet vaikai noriai priėmė iššūkį jo vardu.
Per savo karjerą Hawkingas taip pat buvo atsidavęs pedagogas, asmeniškai prižiūrėjęs 39 sėkmingus doktorantus. Jis taip pat pasiskolino savo vardą vykstančioms nežemiškos žvalgybos paieškoms ir diskusijoms dėl robotų ir dirbtinio intelekto tobulinimo. 2015 m. Liepos 20 d. Stephenas Hawkingas padėjo pradėti „Breakthrough Initiatives“ - pastangas ieškoti nežemiškos gyvybės visatoje.
Taip pat 2015 m. Hawkingas paskolino savo balsą ir garsenybės statusą skatinant „The Global Goals“ - 17 tikslų, kuriuos priėmė Jungtinių Tautų darnaus vystymosi viršūnių susitikimas, seriją, siekdamas užkirsti kelią dideliam skurdui, socialinei nelygybei ir klimato pokyčiams per ateinančius metus skatinti. 15 metų.
Pagyrimai ir palikimas:
Kaip jau minėta, 1974 m. Hawkingas buvo išrinktas Karališkosios draugijos (FRS) bendradarbiu ir buvo vienas iš jauniausių mokslininkų, tapęs bendradarbiu. Tuo metu jo nominacija buvo tokia:
Hawkingas padarė didelę įtaką bendrojo reliatyvumo sričiai. Tai išplaukia iš gilaus fizinių ir astronomijos aspektų supratimo, ypač iš to, kad įvaldomi visiškai nauji matematiniai metodai. Vykdydamas novatorišką Penrose'o darbą, jis iš dalies ir atskirai, bendradarbiaudamas su Penrose'u, sukūrė iš eilės stipresnių teoremų, patvirtinančių esminį rezultatą, jog visi realistiniai kosmologiniai modeliai turi išskirtinumų. Taikydamas panašius metodus, Hawkingas įrodė pagrindines juodąsias skyles reglamentuojančių įstatymų teoremas: kad stacionarūs Einšteino lygčių sprendimai su sklandžiais įvykių horizontais būtinai turi būti ašimetriški; ir kad juodųjų skylių evoliucijoje ir sąveikoje bendras įvykio horizonto paviršiaus plotas turi padidėti. Bendradarbiaudamas su G. Ellisu, Hawkingas yra įspūdingo ir originalaus traktato apie „Erdvės-erdvė dideli.
Kitas svarbus Hawkingo darbas susijęs su kosmologinių stebėjimų aiškinimu ir gravitacinių bangų detektorių projektavimu.
1975 m. Jis buvo apdovanotas Eddingtono ir Pijaus XI aukso medaliais, o 1976 m. - Dannie Heinemano premija, Maxwello premija ir Hugheso medaliu. 1977 m. Jis buvo paskirtas gravitacinės fizikos katedros profesoriumi, kitais metais Oksfordo universitete gavo Alberto Einšteino medalį ir garbės daktaro laipsnį.
1981 m. Hawkingas buvo apdovanotas Amerikos Franklino medaliu, kitais metais - Britanijos imperijos ordino vado (CBE) medaliu. Likusį dešimtmetį jis buvo pagerbtas tris kartus, pirmiausia - Karališkosios astronomijos draugijos aukso medaliu (1985 m.), Paulo Diraco medaliu (1987 m.), Kartu su Penrose - prestižine Vilko premija. 1988 m. buvo paskirtas Garbės kompanionų (CH) ordino nariu, tačiau, kaip pranešama, atsisakė riteriškumo.
1999 m. Hawkingas buvo apdovanotas Amerikos fizikų draugijos Juliaus Edgaro Lilienfeldo premija. 2002 m. Po Jungtinės Karalystės balsavimo BBC įtraukė jį į 100 didžiausių britų sąrašą. Visai neseniai Hawkingas buvo apdovanotas Karališkosios draugijos „Copley“ medaliu (2006 m.), Prezidento laisvės medaliu, aukščiausia Amerikos civilių garbe (2009 m.) Ir Rusijos specialiąja pagrindinės fizikos premija (2013 m.).
Jo vardu buvo pavadinti keli pastatai, įskaitant Stepono W. Hawkingo mokslo muziejų San Salvadore, Salvadore, Stepono Hawkingo pastatą Kembridže ir Stepono Hawkingo centrą Perimetro institute Kanadoje. Ir atsižvelgiant į Hawkingo ryšį su laiku, jis buvo pasirinktas atidengti mechaninį „Chronophage“, dar žinomą. „Corpus Clock“ - Kembridžo Corpus Christi koledže 2008 m. rugsėjo mėn.
Taip pat 2008 m., Keliaudamas į Ispaniją, Hawkingas gavo „Fonseca“ prizą - metinį apdovanojimą, kurį įsteigė Santjago de Kompostelos universitetas, kuris skiriamas tiems, kurie apdovanojami už išskirtinius pasiekimus mokslo komunikacijos srityje. Hawkingas buvo apdovanotas apdovanojimu dėl savo „išskirtinio meistriškumo populiarinant sudėtingas fizikos sąvokas pačiame mūsų dabartinio Visatos supratimo krašte, kartu su aukščiausiu moksliniu meistriškumu, ir dėl to, kad tapo vieša mokslo nuoroda visame pasaulyje. “
Taip pat per kelerius metus buvo sukurta keletas filmų apie Stepheną Hawkingą. Tai apima anksčiau paminėtąTrumpa laiko istorija, 1991 m. biografinis filmas, režisuotas Errolo Moriso ir Stepheno Spielbergo; Hawkingas, 2004 m. BBC drama, kurioje pagrindinį vaidmenį vaidina Benediktas Cumberbatchas; 2013 m. dokumentinis filmas „Hawkingas“, kurį sukūrė Stephenas Finniganas.
Visai neseniai buvo 2014 m. Filmas Visko teorija tai lėtino Stepheno Hawkingo ir jo žmonos Jane gyvenimą. Režisierius Jamesas Marshasas, kino žvaigždės Eddie Redmayne'as kaip profesorius Hawkingas, o Felicity Jones - kaip Jane Hawking.
Mirtis:
Dr Stephenas Hawkingas mirė ankstyvą 2018 m. Kovo 14 d., Trečiadienį, savo namuose Kembridže. Remiantis jo šeimos pareiškimu, jis mirė taikiai. Jam buvo 76 metai, jį išgyveno pirmoji žmona Jane Wilde ir trys jų vaikai - Liucija, Robertas ir Timas.
Kai viskas pasakyta ir padaryta, Stephenas Hawkingas buvo neabejotinai garsiausias šiuolaikiniame amžiuje gyvas mokslininkas. Jo darbas astrofizikos ir kvantinės mechanikos srityje paskatino mūsų laiko ir erdvės supratimo proveržį, kurį mokslininkai greičiausiai perduos dešimtmečiams. Be to, jis padarė daugiau nei bet kuris gyvas mokslininkas, kad mokslas būtų prieinamas ir įdomus plačiajai visuomenei.
Be to, jis keliavo po visą pasaulį ir skaitė paskaitas tokiomis temomis: mokslas ir kosmologija, žmogaus teisės, dirbtinis intelektas ir žmonijos ateitis. Jis taip pat pasinaudojo jam suteiktu įžymybės statusu, kad, kur tik įmanoma, paskleistų mokslinių tyrimų, kosmoso tyrinėjimo, neįgalumo supratimo ir humanitarinių priežasčių priežastis.
Visais šiais aspektais jis labai panašėjo į savo pirmtaką Albertą Einšteiną - dar vieną įtakingą, į mokslininkus nukreiptą įžymybę, kuri užtikrintai pasinaudojo savo galiomis kovoti su nežinojimu ir skatinti humanitarines priežastis. But what was especially impressive in all of this is that Hawking has managed to maintain his commitment to science and a very busy schedule while dealing with a degenerative disease.
For over 50 years, Hawking lived with a disease that doctor’s initially thought would take his life within just two. And yet, he not only managed to make his greatest scientific contributions while dealing with ever-increasing problems of mobility and speech, he also became a jet-setting personality who travelled all around the world to address audiences and inspire people.
His passing was mourned by millions worldwide and, in the worlds of famed scientist and science communicator Neil DeGrasse Tyson , “left an intellectual vacuum in its wake”. Without a doubt, history will place Dr. Hawking among such luminaries as Einstein, Newton, Galileo and Curie as one of the greatest scientific minds that ever lived.
We have many great articles about Stephen Hawking here at Space Magazine. Here is one about Hawking Radiation, How Do Black Holes Evaporate?, why Hawking could be Wrong About Black Holes, and recent experiments to Replicate Hawking Radiation in a Laboratory.
And here are some video interviews where Hawking addresses how God is not necessary for the creation of the Universe, and the trailer for Theory of Everything.
Astronomy Cast has a number of great podcasts that deal with Hawing and his discoveries, like: Episode 138: Quantum Mechanics, and Questions Show: Hidden Fusion, the Speed of Neutrinos, and Hawking Radiation.
For more information, check out Stephen Hawking’s website, and his page at Biography.com
