Většina lidí zná jménem jen pár vědců. Z žijících fyziků si pak obvykle lidé vzpomenou pouze na jediné jméno: Stephen Hawking. Legendou ve svém oboru se stal už za studií. „Hawking byl o pár let starší než já, ale už během studií jsme věděli, že byl mimořádný,“ vzpomíná Jiří Chýla z Fyzikálního ústavu Akademie věd. „Jeho vliv na fyziku byl obrovský už v době, kdy si Hawking teprve dělal doktorát na Cambridge.“ Tedy už v době, kdy bylo Hawkingovi sotva čtyřiadvacet let, věděli o něm fyzikové z oboru.
Lékaři mu nedávali naději na přežití. Ale Hawking nejen přežil, stal se nejslavnějším vědcem na světě. |
„Možná vás překvapí, že Hawking byl celkem ležérní student. Ale jeho genialita jej vyhoupla na prvotřídní výzkumnou pozici na Cambridge,“ vzpomíná britský astrofyzik Martin Rees, Hawkingův dlouholetý kolega a přítel. „Jeho nemoc jej během několika let připravila o možnost pohybu i o hlas. Lékaři předpovídali, že dvaadvacetiletý student nestihne ani dokončit doktorát. Místo toho se dožil 76 let. A nejenže přežil, ale stal se nejslavnějším vědcem na světě.“
Na věhlas mimo svůj přísně teoretický obor si však musel počkat ještě skoro dvacet let. Teprve jeho kniha Stručná historie času z roku 1988 přiblížila jeho myšlenky laickému publiku a otevřela mu cestu do světa. „Jeho myšlenky jsou dost mimo moje chápání, ale obdivuji jej,“ shodli se pod naším nekrologem čtenáři v diskuzi. Pojďme se tedy spolu s odborníky na teoretickou fyziku a s lidmi z Hawkingova okolí podívat na to, jak Hawking během svého života ovlivnil fyziku, populární kulturu i fanoušky z celého světa.
Nový pohled na vesmírUkázal černé díry v jiném světle
„Zcela určitě je nejpřelomovější jeho objev kvantového vypařování černých děr, který zásadním způsobem ovlivnil snahy o konzistentní propojení teorie gravitace a fundamentálních principů kvantové mechaniky,“ řekl nám Martin Schnabl z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR.
„Velké pokroky ve vědě spočívají často v objevu, který dokáže propojit fenomény jevící se do té doby jako naprosto nesouvisející,“ domnívá se také britský astrofyzik Martin Rees, Hawkingův dlouholetý kolega a přítel.
Stephen Hawking |
„V roce 1973 ukázal Hawking spolu s Jamesem Bardeenem a Brandonem Carterem, že černé díry splňují zákony termodynamiky. Například plochu povrchu horizontu černé díry lze interpretovat jako entropii, která klasicky může jen narůstat. Problém byl v tom, že tato analogie pokulhávala, protože černé díry byly považovány za objekty, z nichž nemůže nic uniknout, tedy objekty s nulovou teplotou,“ vysvětluje Schnabl.
„O dva roky později Hawking pečlivým výpočtem ke svému překvapení zjistil, že v důsledku kvantových procesů na horizontu černé díry dochází k vyzařování částic ven do prostoru a že tedy černá díra ztrácí energii a její povrch se tak zmenšuje. Podařilo se mu identifikovat přesně teplotu s povrchovou gravitací a entropii se čtvrtinou plochy povrchu,“ dodává.
Hawking svým nápadem spojil teorii relativity i kvantovou mechaniku. |
Hawkingovo záření naprosto změnilo pohled fyziků nejen na černé díry. Hawking vlastně jedinečným způsobem sjednotil jak Einsteinovu teorii relativity, tak kvantovou mechaniku, která samotnému Einsteinovi ke konci jeho života nedávala spát.
„Hawkingova práce ukázala na důležitost zákonů termodynamiky pro studium záhad gravitace, a stála tak na počátku celé řady nových výsledků,“ pokračuje Schnabl. „Jeden z nejvýznamnějších následných výsledků je od Stromingera a Vafy, kteří ukázali o dvě desetiletí později, že černé díry v teorii strun jsou složené z fluktuujících D-brán, byli schopni spočítat jejich entropii a obdrželi výsledek přesně ve shodě s Hawkingem.“
Teorie všehoJak jednou rovnicí vysvětlit vesmír?
Hawking se však rozhodně nespokojil jen se svým mladickým úspěchem. Záření, které je po něm pojmenované, bylo jen odrazovým můstkem k obecnějším problémům moderní teoretické fyziky.
Podle Zdeňka Stuchlíka, děkana Filozoficko-přírodovědecké fakulty v Opavě, patří mezi nejvýznamnější objevy teorémy o singularitách, které formuloval ve spolupráci s Rogerem Penrosem, další významnou osobností teoretické fyziky. „Tyto teorémy jasně ukazují limity platnosti Einsteinovy teorie gravitace a nutnost vytvoření obecnější teorie gravitace, jež bude zahrnovat také kvantové efekty, případně ostatní fyzikální interakce v jednotném rámci.“ Práce s Penrosem z roku 1970 byl první z Hawkingových významnějších vědeckých článků, brzy získala přes 500 citací.
Hawking, podobně jako před ním Einstein, byl fascinován tzv. teorií všeho. „Bylo by ale nesmírně obtížné zkonstruovat kompletní sjednocenou teorii, která vysvětluje vše ve vesmíru, na zelené louce,“ napsal Hawking v roce 1988. „Einstein strávil velkou část svého života hledáním této jednotící teorie, ale čas na ni ještě nenazrál. Einstein odmítal věřit v kvantovou mechaniku a princip neurčitosti, přestože se sám významně podílel na jejich rozvoji. Princip neurčitosti ale je, jak se zdá, významnou vlastností našeho vesmíru, a úspěšná teorie všeho s ním musí počítat.“
Proč Hawking nedostal Nobelovu cenu?Stephen Hawking je držitelem desítek významných cen. Ta nejznámější – Nobelova cena za fyziku – mezi nimi chybí. To však není překvapivé. „Ona se totiž Nobelova cena neuděluje za teoretické spekulace, ale za experimentální objev nebo teorii potvrzenou experimentem,“ připomíná Jiří Chýla v rozhovoru pro Lidovky.cz. I samotný Einsten dostal Nobelovu cenu nikoli za teorii relativity, ale za vysvětlení fotoelektrického jevu, který je experimentálně ověřitelný. „Hawkingova radiace třeba ještě nebyla úplně
pozorovaná,“ dodal Chýla. „Takže byť jsou ty příspěvky obrovské, nemohl ji dostat. Byť bylo
jeho dílo obrovské a úžasné.“ |
Na rozdíl od Einsteina se Hawking nenechal teorií všeho uhranout, myslí si Martin Schnabl: „Hawking se věnoval snoubení Einsteinovy teorie gravitace s principy kvantové mechaniky. Z dnešního pohledu k problému přistupoval hodně konzervativně, rigorózně, a jeho výsledky jsou tak univerzálně přijímány.“
A co na Hawkingovi oceňují jeho kolegové? „Hawking zásadně ovlivnil moderní teoretickou fyziku především aplikací idejí termodynamiky na systémy černých děr a objevem Hawkingova záření vycházejícího z černých děr v důsledku kvantových fluktuací na horizontu černé díry,“ vysvětluje Schnabl. „Relativisté oceňují jeho rané výsledky o singularitách v teorii gravitace. Teoretici strun oceňují mimo jiné i to, že se přiklonil na jejich stranu, když veřejně uznal prohru v sázce uzavřené s Kipem Thornem proti Johnu Preskillovi. Původně Hawking spolu s Thornem zastávali názor, že černá díra definitivně nezachovává informaci a že tedy odporuje zákonům kvantové mechaniky.“
Popularizace vědyStručná historie Hawkingovy slávy
Zatímco teoretičtí fyzikové mohou využívat Hawkingovy propočty a teorie (nebo je rozporovat a rozšiřovat), my ostatní jsme si museli počkat na zjednodušené a srozumitelné vysvětlení. V tomto případě přišlo od samotného Hawkinga, který se koncem osmdesátých let rozhodl napsat knihu, jež by byla přístupná široké veřejnosti.
Stephen Hawking, Lucy Hawkingová: Jirka a velký třesk
V té době byl již Hawking prakticky nepohyblivý, a práce na knize tak byla zdlouhavá a nesmírně náročná. Výsledkem je však světoznámá publikace Stručná historie času, ve které Hawking představil nejen svoje objevy a teorie, ale i širší kontext moderní fyziky a jejích aktuálních záhad. Později, spolu s dcerou Lucy, přidal i knížky o fyzice určené pro ty nejmenší čtenáře a jejich rodiče.
„Teoretická fyzika Hawkingovi vděčí za širokou podporu, které se těší u veřejnosti,“ řekl nám Martin Schnabl. „Hawking byl nejen inspirující ikonou, ale i vynikajícím popularizátorem vědy, jehož knížky mají dodnes enormní úspěch.“
A nezůstalo u knížek. Hawking se – jakkoli je to u člověka s vážným zdravotním handicapem neočekávané – stal miláčkem televizního publika. Opakovaně se (respektive jeho syntetizovaný hlas) objevil v seriálu Simpsonovi, vtipně si utahoval ze Sheldona v Teorii velkého třesku a zahrál si dokonce v seriálu Star Trek: Nová generace nebo v písničce s Monty Python.
„Ta představa člověka, který je uvězněn v nehybném těle, ale jehož mysl není spoutaná a pouští se až na okraj vesmíru, lidi zřejmě fascinovala,“ píše Rees. „Nebyl to prototyp uťápnutého vědce. Jeho osobnost byla tím handicapem překvapivě nedotčena.“
Hawking ovšem také celý svůj život působil na cambridgeské univerzitě. „Lidé v něm vidí superstar vědy, ale neuvědomují si, že byl také vynikajícím učitelem a mentorem pro řadu svých studentů, kteří díky jeho vedení sami dosáhli významných výsledků,“ připomíná Martin Schnabl.
„Jeho přednášky byly pochopitelně předem napsané, ale reagování na dotazy bylo velmi zdlouhavé,“ vzpomíná Hawkingův kolega Martin Rees. „Každé slovo vyžadovalo několik stisků páčky, takže trvalo třeba i několik minut, než sestavil větu. Naučil se proto šetřit slovy. Jeho komentáře byly často záhadné, často ale také vtipné.“
„Být Hawkingovým studentem nebylo vždycky jednoduché,“ vzpomíná Roger Penrose, slavný fyzik, který s Hawkingem pracoval. „Hawking jednomu studentovi, který jej naštval, přejel nohu svým vozíkem.“ Slova profesora Hawkinga navíc nezkušeným studentům často připadala jako tajemné poselství, které vyžadovalo takřka mytické dekódování. „Jeho slova nesměla být zpochybněna, a pokud je student dokázal interpretovat, mohla jej dovést k zásadnímu poznání pravdy,“ popisuje Penrose pro The Guardian. „Podobný dojem teď můžeme možná získat my všichni.“
Kontroverzní témataBůh, mimozemšťané a umělá inteligence
Ke konci života byl Hawking mediálně známý i kvůli více či méně kontroverzním výrokům. Aktivně vystupoval proti náboženství, prohlásil třeba, že vesmír nepotřebuje boha, že vznikl jako výsledek působení fyzikálních zákonů. Vyzýval také ke kolonizaci sluneční soustavy a varoval před nebezpečím umělé inteligence a mimozemské civilizace.
„Není jediný, znám ještě několik geniálních lidí, kteří ke konci života sklouzli k věcem, které jsou přehnané. Myslím si, že je to mimo realitu a nejde o něco, co bychom měli brát vážně. Klobouk dolů před jeho géniem, ale tohle vůbec neberu,“ řekl pro Lidovky.cz Jiří Chýla.
„Hawking v roce 2010 napsal knihu, která se jmenuje Velkolepý plán. Tam popisuje, že fyzikální zákony samy od sebe a z ničeho vytvoří vesmír. To zní fantasticky. Aniž by k tomu bylo potřeba čehokoli. A já tomu upřímně třeba nevěřím,“ pokračoval Chýla. „Zeptal bych se ho, jestli to myslí vážně. Není sám, kdo to tvrdí, ale když o tom přemýšlím, tak nevím. Na to bych se ho zeptal – proč to nejsem schopen pochopit. Myslím si, že to nejde, aby vesmír vznikl z ničeho.“ V hnutí nových ateistů byly naopak právě tyto Hawkingovy myšlenky o vesmíru bez počátku – a tedy bez stvořitele – vřele přijímané.
Úctyhodný majetekStephen Hawking za sebou zanechal na vědce úctyhodný majetek, který se odhaduje přibližně na 20 milionů dolarů (tj. cca 400 milionů korun). Největším jednorázovým příjmem pro něj byly zřejmě tři miliony dolarů za „Breakthrough Prize“ v roce 2012, ale v celkovém součtu největší část příjmů pocházela z knih, kterých prodal řádově desítky milionů výtisků. Zdaleka nejúspěšnější byla samozřejmě Stručná historie času, které se údajně po světě prodalo cca 25 milionů kusů. Sláva a peníze přišly poměrně pozdě, až v druhé polovině 80. let, pro Hawkinga to ovšem bylo ve vhodnou chvíli. Sám v článku pro Guardian napsal, že peníze pro něj představují důležitý prostředek ke zvýšení kvality života - a v důsledku mu zřejmě v minulosti zachránily život. Je vcelku nepochybné, že prvotřídní péče, kterou si mohl dovolit, téměř určitě hrála roli v tom, že se dožil tak vysokého věku. Partneři vzpomínají na to, že byl poměrně tvrdým vyjednavačem, který neváhal smlouvat a stál si ve finančních otázkách tvrdě za svým. Podle dcery Lucy ho také úspěch a peníze odcizily rodině a dětem, na jejichž péči byl do té doby závislý. V letech po svém nepříjemném druhém rozvodu se s dětmi (a také svou první ženou) opět sblížil. S Lucy později spolupracoval na několika dětských knihách. |
Inspirace pro všechnyHrdina, který z handicapu udělal výhodu
Stephen Hawking, ačkoli od malička sportoval, se stal prakticky chromým před svými třicátými narozeninami. Zatímco choroba paralyzovala jeho svaly a připravila jej i o hlas, jeho mozek zůstal plně funkční až do samého konce.
„Moje nemoc byla darem. Měl jsem možnost podívat se na věci pod jiným zorným úhlem.“ Stephen Hawking |
„Ta nemoc byla vlastně největším darem, jaký jsem od života dostal,“ seznal s odstupem Hawking. „Díky izolaci od světa jsem měl možnost rozvíjet svou představivost k vidění problémů pod jiným zorným úhlem.“
„Stephen Hawking měl nenahraditelný přínos společenský,“ myslí si Zdeněk Mikulášek z Ústavu teoretické fyziky a astrofyziky Masarykovy univerzity v Brně. Lidé podle něj často pohlížejí na jiné lidi, třeba lidi se zdravotním postižením, skrz prsty, chovají se k nim krutě a zdůvodňují to pragmatickým pohledem. „Stephen Hawking je fantastickým příkladem toho, že každý postižený člověk má svou lidskou hodnotu. A v tomto případě i špičkovou hodnotu pro exaktní vědu.“
Ačkoli to tak při pohledu do čtenářských diskuzí nemusí vypadat, na celém světě se ve skutečnosti nenajde mnoho lidí, kteří by mohli plně posoudit a docenit přínos Stephena Hawkinga pro teoretickou fyziku. Hawkingovo poselství ohledně osobního hrdinství je však srozumitelné každému.
RIP Stephen Hawking (1942 - 2018)
Oprava a doplnění: V článku jsme opravili chybnou citaci. Ujasnili jsme formulaci Hawkingovy sázky. Doplnili jsme odkaz na Hawkingovu práci. Doplnili jsme informace o Hawkingově majetku a knize.
