Wkrótce po tym, jak zapisałem się na studia podyplomowe na Uniwersytecie Cambridge w 1964 roku, spotkałem kolegę, dwa lata przede mną w jego studiach, który był niepewny i mówił z wielkim trudem. To był Stephen Hawking. Niedawno zdiagnozowano u niego chorobę zwyrodnieniową i sądzono, że może nie przeżyć wystarczająco długo, aby dokończyć doktorat. Ale dożył wieku 76 lat, zmarł 14 marca 2018 r.
To było naprawdę zadziwiające. Astronomowie są przyzwyczajeni do dużej liczby. Ale niewiele liczb może być tak duże, jak szanse, które dawałem przeciwko temu, aby być świadkiem tego życia w tamtych czasach. Nawet samo przetrwanie byłoby cudem medycznym, ale oczywiście nie tylko przeżył. Stał się jednym z najsławniejszych naukowców na świecie - uznanym za wiodącego na świecie badacza fizyki matematycznej za swoje najlepiej sprzedające się książki i zadziwiający triumf nad przeciwnościami losu.
Być może zaskakujące, Hawking był raczej wyluzowany jako student na uniwersytecie Oxford. Jednak jego błyskotliwość przyniosła mu tytuł magistra fizyki i kontynuował karierę naukową na Uniwersytecie Cambridge. W ciągu kilku lat od początku choroby był przywiązany do wózka inwalidzkiego, a jego mowa była niewyraźnym skrzekiem, który mógł zinterpretować tylko ten, kto go znał. Pod innymi względami sprzyjała mu fortuna. Poślubił przyjaciółkę rodziny, Jane Wilde, która zapewniła mu wsparcie i życie rodzinne dla niego i ich trojga dzieci.
**********
Lata 60. były ekscytującym okresem w astronomii i kosmologii. To była dekada, kiedy zaczęły pojawiać się dowody na czarne dziury i Wielki Wybuch. W Cambridge Hawking skupił się na nowych koncepcjach matematycznych opracowywanych przez fizyka matematycznego Rogera Penrose'a, a następnie na University College London, które zapoczątkowały renesans w badaniu teorii względności ogólnej Einsteina.
Korzystając z tych technik, Hawking doszedł do wniosku, że wszechświat musiał wyłonić się z „osobliwości” - miejsca, w którym załamują się wszystkie prawa fizyki. Uświadomił sobie również, że obszar horyzontu zdarzeń czarnej dziury - punkt, z którego nic nie może uciec - nigdy nie może się zmniejszyć. W kolejnych dziesięcioleciach obserwacyjne poparcie dla tych pomysłów wzrosło - najbardziej spektakularnie dzięki ogłoszeniu w 2016 r. Wykrycia fal grawitacyjnych od zderzających się czarnych dziur.
Hawking na University of Cambridge (Lwp Kommunikáció / Flickr, CC BY-SA) Hawking został wybrany do Royal Society, głównej brytyjskiej akademii naukowej, w wyjątkowo młodym wieku 32 lat. Był wtedy tak wątły, że większość z nas podejrzewała, że nie będzie w stanie wznieść się na wyżyny. Ale dla Hawkinga to był dopiero początek.
Pracował w tym samym budynku co ja. Często pchałem jego wózek inwalidzki do jego biura, a on prosił mnie, abym otworzył zawziętą książkę na temat teorii kwantowej - nauki o atomach, a nie przedmiotu, który do tej pory go bardzo interesował. Godzinami siedział skulony nieruchomo - nie mógł nawet przewracać stron bez pomocy. Pamiętam, jak zastanawiałem się, co działo się w jego umyśle i czy jego moce zawodziły. Ale w ciągu roku wpadł na swój najlepszy pomysł - zamknięty w równaniu, które, jak twierdził, chciał mieć na swojej pamiątkowej kamieniu.
**********
Wielkie postępy w nauce polegają na ogół na odkryciu związku między zjawiskami, które dotychczas wydawały się niepowiązane koncepcyjnie. „Moment eureki” Hawkinga ujawnił głęboki i nieoczekiwany związek między teorią grawitacji a kwantem: przewidywał, że czarne dziury nie będą całkowicie czarne, ale promieniują energią w charakterystyczny sposób.
Promieniowanie to ma znaczenie tylko w przypadku czarnych dziur, które są znacznie mniej masywne niż gwiazdy - i żadnej z nich nie znaleziono. Jednak „promieniowanie Hawkinga” miało bardzo głębokie implikacje dla fizyki matematycznej - w rzeczywistości jednym z głównych osiągnięć teoretycznych ram fizyki cząstek zwanych teorią strun było potwierdzenie jego pomysłu.
Rzeczywiście, teoretyk strun Andrew Strominger z Harvard University (z którym Hawking niedawno współpracował) powiedział, że ten artykuł spowodował „więcej nieprzespanych nocy wśród fizyków teoretycznych niż jakikolwiek artykuł w historii”. Kluczową kwestią jest to, czy informacje, które pozornie giną, gdy spadają przedmioty w czarną dziurę można w zasadzie odzyskać promieniowanie po odparowaniu. Jeśli tak nie jest, narusza to głęboko zakorzenioną zasadę fizyki ogólnej. Hawking początkowo myślał, że takie informacje zostały utracone, ale później zmienił zdanie.
Hawking kontynuował poszukiwania nowych powiązań między bardzo dużym (kosmosem) i bardzo małym (atomami i teorią kwantową) oraz w celu uzyskania głębszego wglądu na samym początku naszego wszechświata - odpowiadając na pytania typu „czy nasz wielki wybuch był jedynym?” Miał niezwykłą zdolność rozróżniania rzeczy w głowie. Ale pracował także ze studentami i kolegami, którzy pisali formuły na tablicy - patrzył na nią, mówił, czy się zgodził i może sugerował, co dalej.
Był szczególnie wpływowy w swoim wkładzie w „kosmiczną inflację” - teorię, która zdaniem wielu opisuje ultra wczesne fazy naszego rozszerzającego się wszechświata. Kluczową kwestią jest zrozumienie pierwotnych nasion, które ostatecznie przekształcają się w galaktyki. Hawking zaproponował (podobnie jak rosyjski teoretyk Wiaczesław Mukhanov), że były to „fluktuacje kwantowe” (tymczasowe zmiany ilości energii w punkcie w przestrzeni) - podobnie jak w przypadku „promieniowania Hawkinga” z czarnych dziur.
Poczynił również dalsze kroki w kierunku powiązania dwóch wielkich teorii fizyki XX wieku: kwantowej teorii mikroświata oraz teorii grawitacji i czasoprzestrzeni Einsteina.
**********
W 1987 roku Hawking zachorował na zapalenie płuc. Musiał przejść tracheotomię, która usunęła nawet ograniczoną moc mowy, którą wówczas posiadał. Minęło ponad dziesięć lat, odkąd mógł pisać, a nawet używać klawiatury. Bez mowy jedynym sposobem, w jaki mógł się komunikować, było skierowanie oka na jedną z liter alfabetu na dużej tablicy przed sobą.
Ale został uratowany przez technologię. Nadal używał jednej ręki; a komputer sterowany za pomocą jednej dźwigni pozwalał mu przeliterować zdania. Zostały one następnie zadeklarowane przez syntezator mowy, z androidalnym amerykańskim akcentem, który później stał się jego znakiem towarowym.
Jego wykłady były oczywiście wstępnie przygotowane, ale rozmowa pozostała walką. Każde słowo wymagało kilku naciśnięć dźwigni, więc nawet zdanie zajęło kilka minut. Nauczył się oszczędzać na słowach. Jego komentarze były aforyzujące lub wyrozumiałe, ale często nasycone dowcipem. W późniejszych latach stał się zbyt słaby, aby skutecznie kontrolować tę maszynę, nawet poprzez mięśnie twarzy lub ruchy oczu, a jego komunikacja - ku jego ogromnej frustracji - stała się jeszcze wolniejsza.
Hawking in zero gravity (NASA) W czasie operacji tracheotomii miał szorstki szkic książki, która, jak miał nadzieję, opisałaby swoje pomysły szerokiej publiczności i zarabiała coś dla jego dwojga najstarszych dzieci, które były wtedy w wieku studenckim. Po wyleczeniu z zapalenia płuc wznowił pracę z pomocą redaktora. Kiedy ukazała się amerykańska edycja „Krótkiej historii czasu”, drukarki popełniły błędy (zdjęcie było wywrócone do góry nogami), a wydawcy próbowali wycofać zapasy. Ku ich zaskoczeniu wszystkie kopie zostały już sprzedane. To był pierwszy przypuszczenie, że książka została przeznaczona na niekontrolowany sukces, docierając do milionów ludzi na całym świecie.
I szybko stał się nieco kultową postacią, występując w popularnych programach telewizyjnych, od Simpsonów po The Big Bang Theory. Stało się tak prawdopodobnie dlatego, że koncepcja uwięzionego umysłu wędrującego po kosmosie po prostu pobudziła ludzką wyobraźnię. Gdyby osiągnął równe rozróżnienie, powiedzmy, genetykę niż kosmologię, jego triumf prawdopodobnie nie osiągnąłby takiego samego rezonansu wśród światowej publiczności.
Jak pokazano w filmie fabularnym Theory of Everything, który opowiada o ludzkiej historii stojącej za jego walką, Hawking był daleki od bycia archetypem nieudolnym lub nerdowskim naukowcem. Jego osobowość pozostała niesamowicie nieskrępowana jego frustracjami i utrudnieniami. Miał silny zdrowy rozsądek i był gotowy wyrazić zdecydowane poglądy polityczne.
Jednak minusem jego kultowego statusu było to, że jego komentarze przyciągały przesadną uwagę nawet na tematy, w których nie miał specjalnej wiedzy - na przykład filozofię lub niebezpieczeństwa ze strony kosmitów lub inteligentnych maszyn. Czasami był też zaangażowany w wydarzenia medialne, w których jego „scenariusz” został napisany przez promotorów przyczyn, o których mógł być ambiwalentny.
W końcu życie Hawkinga ukształtowało tragedia, która dotknęła go, gdy miał zaledwie 22 lata. Sam powiedział, że wszystko, co wydarzyło się od tamtej pory, było bonusem. I jakim triumfem było jego życie. Jego imię będzie żyło w annałach nauki, a jego kosmiczne horyzonty poszerzyły jego najlepiej sprzedające się książki. Zainspirował także miliony wyjątkowym przykładem osiągnięcia na przekór wszystkiemu - przejawem niesamowitej siły woli i determinacji.
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation.
Martin Rees, emerytowany profesor kosmologii i astrofizyki, University of Cambridge
