Хокинг стивен ученый: В Британии в возрасте 76 лет скончался ученый Стивен Хокинг

В Британии в возрасте 76 лет скончался ученый Стивен Хокинг

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Когда врачи в 1960-х годах диагностировали у ученого тяжелое неврологическое заболевание, они утверждали, что жить ему осталось лишь несколько лет

Один из самых знаменитых физиков-теоретиков, британский ученый Стивен Хокинг скончался в возрасте 76 лет у себя дома в Кембридже.

«Мы глубоко опечалены тем, что наш любимый отец сегодня скончался. Он был великим ученым и выдающимся человеком, чьи работы и наследие будут оставаться с нами на многие года» — говорится в заявлении семьи Хокинга.

Профессор, который страдал амиотрофическим склерозом, был почти полностью парализован и говорил при помощи синтезатора речи, изучал сложные вопросы происхождения Вселенной, в частности теорию возникновения мира и теорию черных дыр.

Благодаря своей книге «Краткая история времени» Хокинг прославился на весь мир.

  • Стивен Хокинг: ученый, изменивший наше представление о Вселенной
  • Стивен Хокинг: действия Трампа угрожают будущему планеты Земля
  • Четыре сценария конца света по Стивену Хокингу
  • Хокинг и Мильнер хотят отправить зонды к Альфа Центавра

Стивен Хокинг имеет 12 почетных степеней, является членом Британского научного Королевского общества и Академии наук США. Его научные заслуги отмечены множеством премий и наград.

Автор фото, AFP

В 2007 году физик, всю жизнь мечтавший испытать состояние невесомости, совершил полет над Атлантикой на специально сконструированном самолете. В 2009 году он планировал отправиться в космос, однако поездка не состоялась.

В марте 2010 года в рамках проекта «Суперсеть» персональный ассистент легендарного физика-теоретика Сэм Блэкберн ответил на вопросы читателей сайта Русской службы Би-би-си.

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Компьютер для Хокинга был специально разработан компанией Intel (на фото — Хокинг в компании Нельсона Манделы)

Стивен Уильям Хокинг родился 8 января 1942 года в Оксфорде.

Врачи диагностировали у Хокинга боковой амиотрофический склероз в 1963 году. Тогда они утверждали, что жить ученому осталось два с половиной года.

Болезнь быстро прогрессировала, в связи с чем ученому пришлось пользоваться инвалидной коляской. В 1985 году ученый заболел тяжелой формой воспаления легких. После серии операций ему была проведена трахеостомия, и Хокинг утратил способность говорить.

Изначальные прогнозы врачей не оправдались: ученый продолжил научную работу, дважды женился и стал отцом троих детей.

Будучи парализованным, Хокинг вел активную жизнь — занимался наукой, преподавал, выступал с докладами, общаясь с миром с помощью компьютера c синтезатором речи, специально сконструированного для него компанией Intel.

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

В 2009 году президент США Барак Обама наградил Хокинга медалью Свободы — одной из двух высших американских наград

Хокинг является одним из основоположников квантовой космологии, занимался изучением проблемы возникновения космологической сингулярности — первичного состояния Вселенной, из которого она, согласно теории Большого взрыва, непрерывно расширяется.

Ученый сделал много открытий в теории черных дыр. В частности, он открыл, что маленькие черные дыры теряют энергию, испуская «излучение Хокинга», и испаряются.

Хокинг озвучивал сам себя в популярных мультсериалах «Симпсоны» и «Футурама», а также снимался в эпизодах популярных сериалов. Про жизненный путь ученого снято несколько документальных фильмов.

В 2015 году Хокинг поддержал проект российского миллиардера Юрия Мильнера Breakthrough Listen по поиску сигналов от инопланетной жизни.

В апреле 2016 года Хокинг и Мильнер объявили о запуске проекта Breakthrough Starshot, целью которого станет отправка наноробота к звездной системе Альфа Центавра.

Биография Стивена Хокинга – творчество и личная жизнь автора, читайте на ЛитРес

Об авторе

Стивен Уильям Хокинг – современный британский космолог, физик, ученый, писатель, специализирующийся на научно-популярной литературе.

Стивен появился на свет 8 января 1942 года в Оксфорде в семье исследователя в медицинском центре и секретаря того же центра. Примечательно, что изначально родители Хокинга постоянно жили в Лондоне, но были эвакуированы в ближайший пригород во время бомбежек. В 20 лет юноша завершил обучение в Оксфордском университете, получив степень бакалавра. Примечательно, что магистерскую степень он получил не в альма-матер, а в Кембриджском университете, куда профессура добровольно отправила многообещающего студента из-за его невыносимого характера. По признанию Хокинга, в Кембридж он попал после того, как пригрозил защищать докторскую диссертацию в Оксфордском университете, если экзаменаторы не поставят ему высший балл. В итоге Стивен защищал научную работу, посвященную свойствам расширяющихся вселенных, именно в Кембридже. За год до получения докторской степени молодой человек занимался исследованиями в колледже Гонвил и Киз, затем продолжил научные изыскания в Институте теоретической астрономии и Институте астрономии, кафедре математики и физики, а также даже успел попробовать себя в роли преподавателя физики гравитации и математики. Выдающиеся способности молодого ученого были отмечены стипендией Калифорнийского технологического института. Также в 1974 году он стал членом Лондонского королевского общества, а еще через пять лет получил именную профессуру по математике в Кембриджском университете. Интересно, что в начале семидесятых Хокинг даже посещал СССР, где вместе с советскими коллегами обсуждал теорию и проблемы черных дыр. Повторно он посетил нашу страну в 1981 году, чтобы принять участие в семинаре по квантовой теории гравитации.

Стивен Хокинг: творчество

Литературный дебют Стивена состоялся в 1988 году, когда свет увидела одна из его самых знаменитых книг – «Краткая история времени». В произведении он рассказал, как появлялась Вселенная, какова природа пространства, времени, черных дыр, теории суперструн, а также уделил внимание некоторым математическим проблемам. Русскоязычные читатели положительно оценили книгу, особенно отметив чрезвычайно гармоничное сочетание исторических фактов и новых теорий, представленных доступным языком.

По мнению критиков, самыми популярными произведениями Хокинга считаются следующие:

  • «Краткая история времени»;
  • «Кратчайшая история времени»;
  • «О Вселенной в двух словах».

Особого упоминания заслуживает то, что в самый разгар научной карьеры Хокингу диагностировали медленно прогрессирующую форму бокового амиотрофического склероза, который постепенно парализовал мышцы тела. Страшный диагноз и ужасный прогноз – два года до смерти – чуть не сломили волю блестящего ученого. Однако он нашел в себе силы бороться и продолжать свое дело. Тем не менее Стивену предстояло перенести еще один удар судьбы: после воспаления легких и перенесенной трахеостомии он больше не смог говорить. Несмотря на это, ученый и его друзья сумели решить и такую задачу, усовершенствовав инвалидное кресло, установив на него синтезатор речи. Всю свою жизнь Хокинг активно занимался распространением научной мысли, личным примером показывая, что по-настоящему увлеченный человек не знает никаких преград.

Стивен Хокинг умер в марте 2018 года из-за осложнений, вызванных его заболеванием.

Похожие авторы

Борис Акунин

Виктор Пелевин

Рэй Брэдбери

Агата Кристи

Артур Конан Дойл

боковой амиотрофический склероз | патология

Ключевые люди:
Типу Сиддик
Похожие темы:
болезнь нервной системы
электромиография
невропатия
прогрессирующий бульбарный паралич
убиквилин 2

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

Послушайте рассказ доктора Типу Сиддика о его исследованиях причин бокового амиотрофического склероза (БАС)

Посмотреть все видео к этой статье

боковой амиотрофический склероз (БАС) , также называемый болезнью Лу Герига или болезнью двигательных нейронов , дегенеративное неврологическое заболевание, вызывающее мышечную атрофию и паралич. Заболевание обычно возникает после 40 лет; он поражает мужчин чаще, чем женщин. БАС часто называют болезнью Лу Герига в память об известном бейсболисте Лу Гериге, который умер от этой болезни в 1941 году.

Течение болезни

БАС поражает двигательные нейроны, т. е. те нейроны, которые контролируют мышечные движения. Заболевание прогрессирует, и мышцы, иннервируемые дегенерирующими нейронами, становятся слабыми и в конечном итоге атрофируются. Ранние симптомы БАС обычно включают слабость мышц ног или рук, судороги или подергивания мышц ног и рук. Речь также может быть невнятной. По мере прогрессирования заболевания речь и глотание становятся затрудненными. Более поздние симптомы включают сильную мышечную слабость, частые падения, затрудненное дыхание, постоянную усталость, спастичность и интенсивные подергивания. Пораженные мышцы со временем парализуются. Смерть обычно наступает в результате атрофии или паралича дыхательных мышц. Большинство пациентов с БАС выживают от трех до пяти лет после начала заболевания.

Двумя редкими подтипами БАС являются прогрессирующая мышечная атрофия и прогрессирующий бульбарный паралич. Прогрессирующая мышечная атрофия является разновидностью БАС, при которой дегенерация нейронов наиболее выражена в спинном мозге. Симптомы аналогичны обычной форме БАС, хотя спастичность отсутствует, а мышечная слабость менее выражена. Кроме того, люди с прогрессирующей мышечной атрофией обычно живут дольше, чем люди, страдающие типичным БАС. Прогрессирующий бульбарный паралич вызывается дегенерацией черепных нервов и ствола головного мозга. Жевание, разговор и глотание затруднены, часто наблюдаются непроизвольные эмоциональные вспышки смеха, подергивания и атрофии языка. Прогноз особенно серьезен при этой форме БАС.

Причины БАС

Большинство случаев БАС являются спорадическими (не наследственными) и имеют неизвестную причину. Примерно 5–10 процентов случаев являются наследственными; примерно 30 процентов этих случаев связаны с мутациями, происходящими в генах, известных как FUS/TLS , TDP43 и SOD1 .

Хотя механизмы, с помощью которых генетические вариации вызывают БАС, неясны, известно, что белок, кодируемый FUS/TLS , играет роль в регуляции трансляции РНК в белок в двигательных нейронах. Эта функция аналогична функции белка, кодируемого ТДП43 . Вариации в обоих генах вызывают накопление белков в цитоплазме нейронов, что, как предполагается, способствует дисфункции нейронов. Дефекты в SOD1 , который продуцирует фермент, известный как SOD, или супероксиддисмутаза, по-видимому, облегчают разрушение двигательных нейронов вредными молекулами, известными как свободные радикалы (молекулярные побочные продукты нормального клеточного метаболизма, которые могут накапливаться в клетках и разрушать их). . Связанные с БАС мутации в SOD1 приводят к неспособности фермента SOD нейтрализовать свободные радикалы в нейронах.

В 2011 году ученые сообщили об открытии связанных с БАС мутаций в гене, известном как UBQLN2 , которые проливают свет на патологический процесс, лежащий в основе дегенерации нейронов у пациентов с БАС. UBQLN2 кодирует белок убиквилин 2, который играет важную роль в переработке поврежденных белков из нейронов спинного мозга и нейронов коры и гиппокампа головного мозга. Подобно мутациям в FUS/TLS и TDP43 , мутации в UBQLN2 приводят к накоплению белков в нейронах. Однако, в отличие от других известных молекулярных патологий, связанных с БАС, аномалии убиквилина-2 были выявлены при всех формах заболевания — спорадической, семейной и БАС/деменции (поражающей головной мозг), а также причастны к другим нейродегенеративным заболеваниям. Универсальный характер аномалий убиквилина 2 при БАС предполагает, что все формы заболевания имеют общий патологический механизм.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Диагностика и лечение

Послушайте, как исследователи рассказывают о проблемах в исследовательской терапии БАС во время пандемии коронавируса 2020 года

Посмотреть все видео к этой статье

Генетический скрининг может выявить носителей генных мутаций в семьях с историей БАС. Однако в большинстве случаев диагноз основывается главным образом на тестах, исключающих другие неврологические расстройства, особенно у лиц, не имеющих семейного анамнеза этого заболевания. Анализ мочи и анализ крови обычно используются при попытке диагностировать БАС. Пациенты также могут пройти электромиографию, которая регистрирует электрическую активность мышечных волокон, и исследования нервной проводимости, которые измеряют скорость нейронной проводимости и силу нейронной передачи сигналов. Кроме того, некоторых пациентов обследуют с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ), которая может предоставить информацию о структуре и деятельности головного мозга.

БАС не лечится. Однако прогрессирование заболевания можно замедлить с помощью лечения препаратом под названием рилузол. Рилузол является единственным лекарственным средством, доступным специально для БАС, и было показано, что он увеличивает выживаемость примерно на два-три месяца. Хирургическое лечение, доступное для пациентов с запущенным заболеванием, — это трахеостомия, при которой в трахее создается отверстие для подключения к аппарату искусственной вентиляции легких (дыхательному аппарату). Пациенты также могут выбрать физиотерапию, включающую упражнения для поддержания мышечной силы. Кроме того, логопедия и использование специальных компьютеров и синтезаторов речи могут помочь сохранить или улучшить общение.

Некоторые люди, страдающие БАС, несут вариацию гена KIFAP3 , которая замедляет скорость прогрессирования заболевания. Фактически, у тех людей с БАС, которые являются носителями этого генетического варианта, выживаемость может быть увеличена на 40–50 процентов.

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и дополнена Робертом Льюисом.

Субатомная частица | Определение, примеры и классы

Большой адронный коллайдер

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:
Вальтер Боте
Энрико Ферми
Дж.Дж. Томсон
Вольфганг Паули
Дж. Роберт Оппенгеймер
Похожие темы:
кварк
нарушение СР
симметрия
квантовая теория поля
бозон Хиггса

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

субатомная частица , также называемая элементарной частицей , любая из различных автономных единиц материи или энергии, которые являются фундаментальными составляющими всей материи. К субатомным частицам относятся электроны, отрицательно заряженные, почти безмассовые частицы, которые, тем не менее, составляют большую часть размера атома, а также более тяжелые строительные блоки небольшого, но очень плотного ядра атома, положительно заряженные протоны и электрически нейтральные частицы. нейтроны. Но эти основные атомные компоненты ни в коем случае не являются единственными известными субатомными частицами. Протоны и нейтроны, например, сами состоят из элементарных частиц, называемых кварками, а электрон — лишь один из представителей класса элементарных частиц, в который также входят мюон и нейтрино. Более необычные субатомные частицы, такие как позитрон, аналог электрона из антивещества, были обнаружены и охарактеризованы во взаимодействиях космических лучей в атмосфере Земли. Область субатомных частиц резко расширилась с созданием мощных ускорителей частиц для изучения высокоэнергетических столкновений электронов, протонов и других частиц с веществом. Когда частицы сталкиваются при высокой энергии, энергия столкновения становится доступной для создания субатомных частиц, таких как мезоны и гипероны. Наконец, завершив революцию, начавшуюся в начале 20 века с теорий эквивалентности материи и энергии, изучение субатомных частиц было преобразовано открытием того, что действия сил обусловлены обменом «силовыми» частицами, такими как фотоны и глюоны. Было обнаружено более 200 субатомных частиц, большинство из которых крайне нестабильны, существуют менее миллионной доли секунды, в результате столкновений, возникающих в реакциях с космическими лучами или в экспериментах на ускорителях частиц. Теоретические и экспериментальные исследования в области физики элементарных частиц, изучение субатомных частиц и их свойств дали ученым более ясное представление о природе материи и энергии и о происхождении Вселенной.

Текущее понимание состояния физики элементарных частиц интегрировано в концептуальную структуру, известную как Стандартная модель. Стандартная модель предоставляет схему классификации всех известных субатомных частиц, основанную на теоретическом описании основных сил материи.

Основные понятия физики элементарных частиц

Делимый атом

Посмотрите, как Джон Дальтон построил свою атомную теорию на принципах, изложенных Генри Кавендишем и Жозефом-Луи Прустом

Посмотреть все видео к этой статье

Физическое изучение субатомных частиц стало возможным только в 20 веке, с развитием все более сложной аппаратуры для исследования материи на масштабах 10 −15 метров и меньше (т.е. на расстояниях, сравнимых диаметру протона или нейтрона). Тем не менее, основная философия предмета, известного сейчас как физика элементарных частиц, восходит по крайней мере к 500 г. до н. э., когда греческий философ Левкипп и его ученик Демокрит выдвинули идею о том, что материя состоит из невидимо малых неделимых частиц, которые они назвали атомами. В течение более чем 2000 лет идея атомов оставалась в значительной степени забытой, тогда как господствовало противоположное мнение, что материя состоит из четырех элементов — земли, огня, воздуха и воды. Но к началу 19В 19 веке к атомистической теории материи вернулась популярность, усиленная, в частности, работами Джона Дальтона, английского химика, чьи исследования показали, что каждый химический элемент состоит из своего собственного уникального вида атома. Таким образом, атомы Дальтона по-прежнему остаются атомами современной физики. Однако к концу века стали появляться первые признаки того, что атомы не неделимы, как представляли себе Левкипп и Демокрит, а вместо этого содержат более мелкие частицы.

В 1896 французский физик Анри Беккерель открыл радиоактивность, а в следующем году Ж.Ж. Томсон, профессор физики Кембриджского университета в Англии, продемонстрировал существование мельчайших частиц, намного меньших по массе, чем водород, самый легкий атом. Томсон открыл первую субатомную частицу — электрон. Шесть лет спустя Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди, работая в Университете Макгилла в Монреале, обнаружили, что радиоактивность возникает, когда атомы одного типа превращаются в атомы другого типа. Представление об атомах как о неизменных, неделимых объектах стало несостоятельным.

Основная структура атома стала очевидной в 1911 году, когда Резерфорд показал, что большая часть массы атома сосредоточена в его центре, в крошечном ядре. Резерфорд постулировал, что атом напоминает миниатюрную солнечную систему с легкими отрицательно заряженными электронами, вращающимися вокруг плотного положительно заряженного ядра, точно так же, как планеты вращаются вокруг Солнца. Датский теоретик Нильс Бор усовершенствовал эту модель в 1913 году, включив в нее новые идеи квантования, разработанные немецким физиком Максом Планком на рубеже веков. Планк предположил, что электромагнитное излучение, такое как свет, возникает в виде дискретных пучков или «квантов» энергии, теперь известных как фотоны. Бор постулировал, что электроны вращаются вокруг ядра по орбитам фиксированного размера и энергии и что электрон может перескакивать с одной орбиты на другую, только испуская или поглощая определенные кванты энергии. Таким образом, включив квантование в свою теорию атома, Бор ввел один из основных элементов современной физики элементарных частиц и способствовал более широкому принятию квантования для объяснения атомных и субатомных явлений.

Размер

Субатомные частицы играют две жизненно важные роли в структуре материи. Они являются как основными строительными блоками вселенной, так и раствором, связывающим блоки. Хотя частицы, которые выполняют эти разные роли, относятся к двум различным типам, у них есть некоторые общие характеристики, прежде всего размер.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Малый размер субатомных частиц, пожалуй, наиболее убедительно выражается не в указании их абсолютных единиц измерения, а в сравнении их со сложными частицами, частью которых они являются. Атом, например, обычно имеет размер 10 −10 метра в поперечнике, однако почти весь размер атома представляет собой незанятое «пустое» пространство, доступное электронам с точечным зарядом, окружающим ядро. Расстояние поперек атомного ядра среднего размера составляет примерно 10 90 123 −14 90 124 метра — всего 90 123 1 90 124 / 90 143 10 000 90 144 диаметра атома. Ядро, в свою очередь, состоит из положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов, вместе именуемых нуклонами, и один нуклон имеет диаметр около 10 −15 метра, то есть примерно 1 / 10 ядра и 1 / 100 000 атома. (Расстояние через нуклон, 10 −15 метра, известно как ферми в честь физика итальянского происхождения Энрико Ферми, который проделал большую экспериментальную и теоретическую работу по изучению природы ядра и его содержимого.)

Размеры атомов, ядер и нуклонов измеряются путем запуска пучка электронов в соответствующую мишень. Чем выше энергия электронов, тем дальше они проникают, прежде чем отклоняются электрическими зарядами внутри атома. Например, пучок с энергией в несколько сотен электрон-вольт (эВ) рассеивается на электронах в атоме-мишени. Затем можно изучить способ рассеяния луча (рассеяние электронов), чтобы определить общее распределение атомных электронов.

При энергиях в несколько сотен мегаэлектронвольт (МэВ; 10 6 эВ) электроны в пучке мало подвержены влиянию атомных электронов; вместо этого они проникают в атом и рассеиваются положительным ядром. Следовательно, если такой пучок направить на жидкий водород, атомы которого содержат в своих ядрах только одиночные протоны, структура рассеянных электронов покажет размер протона. При энергиях выше гигаэлектронвольта (ГэВ; 10 9 эВ) электроны проникают внутрь протонов и нейтронов, и картины их рассеяния обнаруживают внутреннюю структуру. Таким образом, протоны и нейтроны не более неделимы, чем атомы; действительно, они содержат еще более мелкие частицы, называемые кварками.

Кварки настолько малы, насколько или меньше, чем могут измерить физики. В экспериментах при очень высоких энергиях, эквивалентных зондированию протонов в мишени с электронами, ускоренными почти до 50 000 ГэВ, кварки ведут себя как точки в пространстве, размер которых невозможно измерить; следовательно, они должны быть меньше 10 −18 метра или меньше 1 / 1000 размера отдельных нуклонов, которые они образуют.