Стывен Хокінг 11 гадоў таму здзейсніў палёт з нулявой сілай, каб выпрабаваць адчуванне бязважкасці. Як сказаў Хокінг,

4 навуковых урока Стывен Хокінг ніколі не вывучаў

Нават нашы навуковыя героі не могуць мець рацыю ва ўсім. Давайце даведаемся ўрокі, якія яны ніколі не рабілі.

У 1960-я гады малады фізік-тэарэтык па мянушцы Стывен Хокінг стаў вядомым студэнтам Роджэра Пенроуза. Да сярэдзіны 20-х гадоў ён даказаў шэраг важных тэарэм у "Адносна адноснасці" і, калі трагедыя здарылася, была зоркай узыходзячай зоркі: яму паставілі дыягназ бакавы аміятрафічны склероз. Калі яго мышцы слабелі, і яго цела выдавала яго, ён надзвычай працягваў і пашыраў сваю працу, выконваючы бліскучыя і падрабязныя разлікі з выкарыстаннем унікальных для яго спосабаў. Стаўшы залежным ад інваліднай каляскі для мабільнасці і страціўшы практычна ўвесь рухальны кантроль, ён зрабіў важныя зрухі ў фізіцы касмічнага часу і вобласці чорных дзір, як яны выпраменьваюцца і распадаюцца і губляюць ці захоўваюць інфармацыю. Яго папулярныя працы, такія як "Кароткая гісторыя часу", натхнілі цэлыя пакаленні навукоўцаў і аматараў навукі. Але, нягледзячы на ​​ўсе яго дасягненні, былі некаторыя буйныя навуковыя ўрокі, пра якія ён памёр, так і не даведаўшыся. Нават нашы героі недахоп дасканаласці.

Чорныя дзіркі не з'яўляюцца адзінкавымі аб'ектамі ў космасе, але існуюць сярод матэрыі і энергіі ў Сусвеце, галактыцы і зорных сістэмах, дзе яны пражываюць. Яны растуць шляхам назапашвання і пажырання рэчывы і энергіі, але таксама губляюць энергію з цягам часу з-за канкуруючых працэсаў выпраменьвання Хокінга. (Супрацоўніцтва касмічнага тэлескопа Хаббл NASA / ESA)

Навукова, тое, што дасягнуў Хокінг, было дзіўным. За першае дзесяцігоддзе сваёй кар'еры ён зрабіў больш, каб палепшыць нашы веды пра Сусвет, чым большасць фізікаў дасягнула за ўсё жыццё. Яго ранняя праца была засяроджана на тэарэмах аб незвычайнасці, якія апісваюць, дзе фізіка Сусвету распадаецца ў агульнай адноснасці. Хокінг прадэманстраваў, што гэтыя ўмовы былі фізічна важнымі, а не проста матэматычнымі кур'ёзамі. Чорныя дзіркі і іншыя асаблівыя прасторы ўтрымлівалі іх; Хокінг дапамог іх класіфікаваць і апісаць. Затым ён вырашыў сярод гарызонтаў падзей, апісаўшы іх плошчу, тэмпературу і энтрапію. Ён пісаў пра тое, што адбывалася ва ўмовах, калі два гарызонты падзей зліліся. Самае вядомае, што ён ужыў квантавую тэорыю поля ва ўмовах вакол гарызонту падзей і выявіў, што чорныя дзіркі павольна выпараюцца праз працэс, які мы зараз называем выпраменьваннем Хокінга. Да сярэдзіны 1970-х ён быў тытанам вобласці астрафізікі.

Радыяцыя Хокінга - гэта тое, што непазбежна вынікае з прагнозаў квантавай фізікі ў выгнутым прасторы і часу, навакольным гарызонтам падзей чорнай дзіры. Гэтая схема паказвае, што энергія па-за межамі гарызонту падзей стварае выпраменьванне, а значыць, чорная дзірка павінна страціць масу, каб кампенсаваць яе. (Э. Зігель)

Ён таксама зрабіў неверагодны ўплыў на грамадства, папулярызаваўшы яго працу і некаторыя эзатэрычныя аспекты тэарэтычнай фізікі. Такія пытанні, як "што адбываецца, калі вы трапляеце ў чорную дзірку?" альбо "як нарадзілася Сусвет?" не лічылася, што гэта цікавіць шырокую грамадскасць, але Хокінг апынуўся скептыкам няправільным, прадаўшы мільёны асобнікаў сваіх кніг, а потым стаў знакавай знакамітасцю з-за сваёй цікаўнасці і навыкаў зносін. Ён дэманстраваў сябе дасціпна, жартаўліва і шмат у чым аптымістычна, нягледзячы на ​​фізічныя недахопы і няздольнасць вакалізаваць свае думкі. Калі яго цела яшчэ больш загнівала, яго розум заставаўся вострым і цікаўным, і ён працягваў прымаць студэнтаў і пісаць навуковыя працы. Ён нават дапамог у праблеме віруснага лёду, якая дапамагла сабраць грошы і дасведчанасць на даследаванні АЛС. Ён заставаўся актыўным, нягледзячы на ​​здароўе, да дня смерці.

Два гады таму Хокінг уваходзіў у склад шматлікіх свяцілаў у галіне навукі, навуковых зносін, касмічных палётаў і прамысловасці, якія аб'ядналіся, каб аб'явіць аб новай ініцыятыве касмічных даследаванняў

Яго творчасць, жыццё і навуковы ўклад зрабілі яго натхненнем для мільёнаў па ўсім свеце, у тым ліку і для мяне. Але спалучэнне яго дасягненняў і прыхільнасці да ALS - у спалучэнні з яго метэарытнай славай - часта прымушае яго не застрахавацца ад абгрунтаванай крытыкі. У выніку ён некалькі дзесяцігоддзяў складаў ілжывыя, састарэлыя ці ўводзяць у зман прэтэнзіі да шырокага насельніцтва, якія нанеслі шкоду грамадскаму разуменню навукі. Ён сцвярджаў, што мае рашэнне праблем, якія разваліліся на беглы погляд; ён абвяшчаў чалавечы дзень смерці неаднаразова, не маючы доказаў, якія пацвярджаюць падобныя прэтэнзіі; ён ігнараваў добрую працу, зробленую іншымі на сваёй ніве. Нягледзячы на ​​неверагодныя поспехі на шэрагу арэнаў, ёсць некалькі асноўных навуковых урокаў, якія ён ніколі не вывучаў. Вось ваш шанец даведацца пра іх зараз.

За досыць працяглыя тэрміны чорныя дзіркі сціскаюцца і выпарваюцца дзякуючы выпраменьванню Хокінга. Тут адбываецца страта інфармацыі, бо выпраменьванне больш не ўтрымлівае інфармацыі, якая была закадаваная на гарызонце. (Ілюстрацыя NASA)

1.) Мы ўсё яшчэ не ведаем, знішчаюць Ці чорныя дзіркі інфармацыю. Чорная дзірка, па сутнасці, цалкам можа быць апісана толькі трыма параметрамі: яе масай, імпульсам і узроўнем зарада. Гэтая тэарэма аб адсутнасці валасоў здаецца, што разыходзіцца з тым, што прадметы, якія могуць трапіць - як, скажам, кніга, - утрымліваюць значна больш інфармацыі, чым гэта, а законы тэрмадынамікі не дазваляюць нам змяншаць інфармацыю (або энтрапію), бо Час ідзе наперад. Хоць інфармацыя ў кнізе можа быць адлюстравана на гарызонце падзей чорнай дзіры, у канчатковым выніку гэтая чорная дзірка распадаецца на чыста цеплавое выпраменьванне: выпраменьванне Хокінга. Што гэта азначае для інфармацыі пра кнігу? Ці захоўваецца яна, неяк, і заблыталася ў квантавым балоце выпраменьвання, якое выпраменьваецца? Ці ён назаўсёды згубіўся ў бездань чорнай дзіркі? Нягледзячы на ​​шматлікія грандыёзныя прэтэнзіі Хокінга, гэтае пытанне застаецца без адказу. Парадокс інфармацыйнай чорнай дзіры перажыў стваральніка парадокса.

Зоркі і галактыкі, якія мы бачым сёння, не заўсёды існуюць, і чым далей мы ідзем, тым бліжэй да відавочнай незвычайнасці Сусвет атрымлівае, але ў гэтай экстрапаляцыі ёсць мяжа. (NASA, ESA і A. Feild (STScI))

2.) Вялікі выбух не патрабуе незвычайнасці. Калі Сусвет пашыраецца і астуджаецца сёння, у мінулым яна павінна быць гарачай, шчыльнейшай і меншай. Экстрапаляваць назад дастаткова далёка, і вы можаце ўявіць, як уся справа і энергія ў Сусвеце згушчаюцца ў адну кропку: незвычайнасць. Але гэта цалкам ігнаруе ўсё, што мы даведаліся з 1979 г. пра ўмовы, якія стваралі Вялікі выбух. Ён цалкам ігнаруе касмічную інфляцыю, якая кажа нам, што перш чым дасягнуць гэтага адзінага пачатку, Сусвет апісвалася іншым фізічным станам, такім, які не можа мець адзінага пачатку. Адзіная тэарэма, якая паказвае, што інфляцыйнае стан не можа быць вечным мінулым, можна абыйсці рознымі спосабамі, гэта значыць, што Сусвет можа і зусім не пачынацца з незвычайнасці. Калі гаварыць Хокінг пра “тое, што адбылося да пачатку часу, Сусвет не прымушае нас верыць, што час сам па сабе абавязкова меў пачатак.

Ілюстрацыя ўяўнага прышэльца Europa Octo, які плаваў ад скалы. Еўропа, Месяц, які круціла на планеце Юпітэр, часта разглядаецца як найбольш верагодны свет-кандыдат у нашай Сонечнай сістэме за межамі Зямлі, каб выжыць жыццё. І хоць гэта можа быць патэнцыйна небяспечным для нас, гэта не абавязкова з-за злосных намераў. (Lwp Kommunikáció / flickr)

3.) Людзі не асуджаныя на знішчэнне замежнікаў, ІІ ці нас саміх. Хаця важна быць асцярожнымі ў дачыненні да дзеянняў, якія мы прымаем як людзі, уяўляючы сабе найгоршы зыход і ўсхваляючы гэта як непазбежнае не толькі фаталістычнае, але і дрэнная навука. Вядома, уважлівасць да нашых дзеянняў і палітыкі важна, але, безумоўна, важна быць сціплымі да сіл, якія мы яшчэ не разумеем, і сумленна вывучыць усе аспекты таго, што мы разумеем.

Разумныя прышэльцы могуць быць варожымі, альбо яны могуць разглядаць людзей як мурашак, якія не ўплываюць, але ёсць важкія прычыны меркаваць, што - калі яны існуюць - яны могуць быць цікаўнымі і мірнымі. Акрамя таго, нават калі яны варожа настроены, чалавецтва можа перажыць яго, як і мурашы, якія перажылі нас. Нават ва ўмовах забруджвання навакольнага асяроддзя і глабальнага пацяплення чалавецтва наўрад ці знікне, і самая вялікая небяспека ад ІІ не ў тым, што робаты ўсвядомяць сябе і паспрабуюць забіць нас, а ў тым, што капрызны чалавек прымусіць іх звярнуцца да нас. Чалавецтва павінна вырабіць свой уласны, смелы шлях у Сусвеце ва ўмовах нявызначанасці, каб не дапусціць, каб нашы самыя асноўныя страхі з нагоды знішчэння адпусцілі нас ад нашых самых вялікіх амбіцый.

Часціцы Стандартнай мадэлі і іх суперсіметрычныя аналагі. Гэты спектр часціц непазбежны следства аб'яднання чатырох асноўных сіл у кантэксце тэорыі струн, але суперсіметрыя, тэорыя струн і наяўнасць дадатковых вымярэнняў застаюцца спекулятыўнымі і без якіх-небудзь назіранняў. (Клэр Дэвід)

4.) Будзьце сціплымі ў адносінах да ўласных спекулятыўных, недаказаных ідэй. Гэта падводны камень, які закрануў многіх самых вялікіх розумаў на працягу ўсёй навуковай гісторыі: закахацца ў свае ўласныя навуковыя ідэі ўзлесак настолькі грунтоўна, што вы абвяшчайце іх з упэўненасцю, звычайна адведзенай для правераных, правераных і надзейных тэорый. Безмежная прапанова Хокінга з'яўляецца спекулятыўнай і недаказанай, але Хокінг часта (у тым ліку ў "Кароткай гісторыі часу") пра гэта будзе гаварыць з той жа дакладнасцю, што і пра чорныя дзіркі. Такія ідэі, як дзіцячыя Сусветы, аб'яднальная тэорыя ўсяго і вышэйшых памераў, могуць быць агульнымі, але яны не маюць доказаў. У многіх сэнсах яны застаюцца неправеранымі, у той час як у іншых доказаў, якія маглі б іх падтрымаць, не ўдалося рэалізаваць.

Гэта ніколі не спыняла Хокінга ад іх рэкламаваць, да вялікага хвалявання асцярожных навукоўцаў паўсюль. Неправераныя ідэі ніколі не павінны замяняць законныя факты, але Хокінг у кожнай кнізе, якую ён калі-небудзь пісаў, ніколі не паведамляе вам, калі ён адыходзіць ад пацверджанага і праверанага ў гэтай спекулятыўнай сферы, асабліва там, дзе яго ўласныя ідэі датычацца. Для інсайдэраў гэта адчувае падобнае на вызначэнне распродажу: выкарыстанне сваёй славы і разгадкі для самарэкламы, а не для навучання і высвятлення ведаў чалавецтва і яго межаў.

Стывен Хокінг, ва ўзросце 73 гадоў (у 2015 годзе), разам з Рычардам Овендэнам і сэр Дэвідам Атэнбаро, на адкрыцці бібліятэкі Уэстон у Оксфардзе.

Стывен Хокінг быў тытанам навукі, навуковых зносін і нязменным сімвалам таго, наколькі можа дасягнуць чалавек з абмежаванымі магчымасцямі ў гэтым свеце. Яго дасягненні - асабліва яго навуковая праца 1960-х і 1970-х - стварылі яркія вобласці даследаванняў, якія працягваюць квітнець і сёння. Яго словы ўсхвалявалі і натхнілі мільёны, каб даведацца больш пра Сусвет, а яго ўплыў на грамадства быў больш, чым любы навуковы камунікатар з часоў Карла Сагана. Тым не менш, ёсць некалькі простых і важных урокаў у сферы фізікі і таго, каб быць добрым чалавекам, якіх Хокінг ніколі не вывучаў. Цяпер ён належыць да стагоддзяў, але і ўрокі, якія ён нам навучыў, і ўрокі, якіх ён не змог засвоіць, адкрыты для ўсіх нас. Няхай мы запомнім яго самым лепшым спосабам: павышаючы ўласныя веды і цікаўнасць да лепшага жыцця.

Цяпер пачынаецца з выбуху на Forbes, і апублікаваны на Medium дзякуючы нашым прыхільнікам Patreon. Этан з'яўляецца аўтарам дзвюх кніг "За межамі Галактыкі" і "Трэкнологія: Навука пра зорны шлях" ад трыкутнікаў да "драйву".