Pian sen jälkeen, kun olen ilmoittautunut jatko-opiskelijaksi Cambridgen yliopistoon vuonna 1964, tapasin opiskelussa kaksi vuotta edessä olevan opiskelijan, joka oli epävakaa jaloillaan ja puhui suurista vaikeuksista. Tämä oli Stephen Hawking. Hänellä oli äskettäin diagnosoitu rappeuttava sairaus, ja ajateltiin, että hän ei ehkä selviäisi tarpeeksi kauan edes tohtorin tutkinnon suorittamiseksi. Mutta hän asui 76-vuotiaana kuollessaan 14. maaliskuuta 2018.
Se oli todella hämmästyttävää. Astronomit ovat tottuneet suureen määrään. Mutta muutama luku voi olla yhtä suuri kuin kertoimet, jotka olisin antanut vastaan todistaa tämän saavutuksen elinaikana tuolloin. Jo pelkkä selviytyminen olisi ollut lääketieteellistä ihmettä, mutta tietysti hän ei vain selvinnyt. Hänestä tuli yksi kuuluisimmista tutkijoista maailmassa - suosittua maailman johtavaksi matemaattisen fysiikan tutkijaksi, myydyimmistä kirjoistaan ja hämmästyttävästä voitostaan vastoinkäymisissä.
Ehkä yllättäen, Hawking oli pikemminkin rento kuin perustutkinto-opiskelija Oxfordin yliopistossa. Silti hänen loistavuutensa ansiot hänelle ensimmäisen luokan tutkinnon fysiikassa, ja hän jatkoi tutkijauransa Cambridgen yliopistossa. Muutaman vuoden kuluessa taudin puhkeamisesta hän oli pyörätuoliin sidottu, ja hänen puheessaan oli epäselvä huijaus, jota vain hänen tunteneet tunsivat. Muilta osin omaisuus oli suosinut häntä. Hän avioitui perheen ystävän Jane Wilden kanssa, joka tarjosi tukevan kotielämän hänelle ja heidän kolmelle lapselleen.
**********
1960-luku oli jännittävä aika tähtitiedessä ja kosmologiassa. Tämä oli vuosikymmen, jolloin todisteita mustien reikien ja Ison räjähdyksen aloittamisesta alkoi ilmetä. Cambridgessa Hawking keskittyi matemaattisten fyysikko Roger Penrose'n, sitten University College London, kehittämiin uusiin matemaattisisiin käsitteisiin, jotka aloittivat renessanssin tutkiessaan Einsteinin yleistä suhteellisuusteoriaa.
Näitä tekniikoita käyttämällä Hawking selvitti, että maailmankaikkeuden on täytynyt nousta "singulaarisuudesta" - pisteestä, jossa kaikki fysiikan lait rikkoutuvat. Hän tajusi myös, että mustan aukon tapahtumahorisontin alue - kohta, josta mikään ei voi paeta - ei voisi koskaan vähentyä. Seuraavina vuosikymmeninä näiden ideoiden havainnollinen tuki on vahvistunut - kaikkein näyttävin vuonna 2016 ilmoitettua gravitaatioaaltojen havaitsemisesta törmäyttävistä mustista reikistä.
Hawking Cambridgen yliopistossa (Lwp Kommunikáció / Flickr, CC BY-SA) Hawking valittiin kuninkaalliseen yhdistykseen, Ison-Britannian tärkeimpään tiedeakatemiaan, poikkeuksellisen varhaisessa 32-vuotiaana. Hän oli siihen mennessä niin heikko, että suurin osa meistä epäili, että hän ei pysty mittaamaan uusia korkeuksia. Mutta Hawkingille tämä oli vasta alkua.
Hän työskenteli samassa rakennuksessa kuin minä. Työnnän hänen pyörätuolia usein toimistoonsa, ja hän pyysi minua avaamaan abstraktin kirjan kvantiteoriasta - atomien tiede, ei aihe, joka oli tähän mennessä kiinnostanut häntä. Hän istui tuntikausina liikuttumattomana - hän ei pystynyt edes kääntämään sivuja ilman apua. Muistan ihmettelevän, mitä hänen mielessään oli meneillään, ja jos hänen voimansa olivat epäonnistuneet. Mutta vuoden sisällä hän kekseli kaikkien aikojen parhaimman ideansa - koteloituna yhtälöön, jonka hän sanoi haluavansa muistokiven päälle.
**********
Tieteen suuret edistysaskeleet sisältävät yleensä yhteyden löytämisen ilmiöiden välillä, jotka näyttivät toistaiseksi käsitteellisesti liittymättömiksi. Hawkingin ”eureka-hetki” paljasti syvän ja odottamattoman yhteyden painovoiman ja kvantiteorian välillä: hän ennusti, että mustat aukot eivät olisi täysin mustia, vaan säteilyttäisivät energiaa tunnusomaisella tavalla.
Tällä säteilyllä on merkitystä vain mustille reikille, jotka ovat paljon vähemmän massiivisia kuin tähdet - eikä mitään näistä ole löydetty. "Hawking-säteilyllä" oli kuitenkin erittäin syviä vaikutuksia matemaattiseen fysiikkaan - todellakin yksi hiukkasfysiikan teoreettisen viitekehyksen, nimeltään jousiteoria, tärkeimmistä saavutuksista on ollut hänen ajatuksensa tukeminen.
Tosiaankin, kielten teoreetikko Andrew Strominger Harvardin yliopistosta (jonka kanssa Hawking teki äskettäin yhteistyötä) kertoi, että tämä artikkeli oli aiheuttanut teoreettisen fyysikon keskuudessa enemmän unettomia öitä kuin mikään muu historian paperi. mustaan reikään on periaatteessa palautettavissa säteilyltä, kun se haihtuu. Jos ei, tämä rikkoo syvästi uskottua yleisen fysiikan periaatetta. Hawking ajatteli alun perin tällaisen tiedon menettämistä, mutta muutti myöhemmin mieltään.
Hawking jatkoi uusien yhteyksien etsimistä erittäin suuren (kosmoksen) ja erittäin pienen (atomien ja kvantiteorian) välille ja saadakseen syvempää käsitystä maailmankaikkeuden aivan alusta - vastaamalla kysymyksiin, kuten ”oliko iso paukku ainoa?” Hänellä oli huomattava kyky selvittää asiat päähänsä. Mutta hän työskenteli myös opiskelijoiden ja kollegoiden kanssa, jotka kirjoittavat kaavoja taululle - hän tuijotti sitä, kertoi suostuvansa ja ehdotti ehkä seuraavaa.
Hänellä oli erityisen vaikutusvalta osuuksissaan ”kosmiseen inflaatioon” - teoriaan, jonka mukaan monet uskovat kuvaavan laajentuvan maailmankaikkeuden ultra-aikaisia vaiheita. Keskeinen kysymys on ymmärtää alkuperäiset siemenet, jotka lopulta kehittyvät galakseiksi. Hawking ehdotti (samoin kuin venäläinen teoreetikko Viatcheslav Mukhanov), että nämä olivat ”kvanttivaihteluita” (väliaikaiset energian määrän muutokset avaruuspisteessä) - suunnilleen analogisia niille, jotka osallistuivat “Hawkingin säteilyyn” mustista reikistä.
Hän otti myös lisäaskeleen kahden 19-luvun fysiikan suuren teorian: mikromaailman kvantiteorian ja Einsteinin painovoiman ja avaruus-ajan teorian yhdistämiseksi toisiinsa.
**********
Vuonna 1987 Hawking sairastui keuhkokuumeeseen. Hänen piti tehdä trakeotoomia, joka poisti jopa hänen silloiset rajoitetut puheenvoimansa. Oli kulunut yli kymmenen vuotta siitä, kun hän pystyi kirjoittamaan tai jopa käyttämään näppäimistöä. Ilman puhetta ainoa tapa, jolla hän pystyi kommunikoimaan, oli ohjaamalla silmänsä kohti yhtä aakkosten kirjainta edessä olevalla suurella taululla.
Mutta tekniikka pelasti hänet. Hänellä oli silti yhden käden käyttö; ja tietokone, jota ohjataan yhdellä vivulla, antoi hänelle lausunnon lauseista. Sitten ne julistettiin puhesyntetisaattorilla androidisella amerikkalaisella aksentilla, joka sen jälkeen tuli hänen tavaramerkkinsä.
Hänen luentonsa olivat tietysti valmiita, mutta keskustelu pysyi taisteluna. Jokainen sana sisälsi useita vivun painikkeita, joten jopa lauseen rakentaminen kesti useita minuutteja. Hän oppi säästämään sanoilla. Hänen kommenttinsa olivat aforistisia tai suullisia, mutta usein nokkelaan. Myöhempinä vuosina hänestä tuli liian heikko hallitsemaan tätä konetta tehokkaasti, jopa kasvojen lihaksien tai silmäliikkeiden kautta, ja hänen viestinnänsä - valtavaan turhautumiseensa - muuttui vielä hitaammaksi.
Hawking nollapainolla (NASA) Trakeotoomioperaation aikaan hänellä oli karkea luonnos kirjasta, jonka hän toivoi kuvailevan ideoitaan laajalle lukijakunnalle ja ansaivan jotain kahdelle vanhimmalle lapselleen, jotka olivat silloin yliopisto-ikäisiä. Parantuessaan keuhkokuumeesta hän jatkoi työtä toimittajan avulla. Kun USA: n julkaisu A Short History of Time ilmestyi, tulostimet tekivät joitain virheitä (kuva oli ylösalaisin), ja kustantajat yrittivät palauttaa varaston. Hämmästyksekseen kaikki kappaleet olivat jo myyty. Tämä oli ensimmäinen juoni, jonka mukaan kirja oli tarkoitettu menestyvälle menemälle ja saavuttanut miljoonia ihmisiä ympäri maailmaa.
Ja hänestä tuli nopeasti jonkin verran kulttihahmo, joka esiintyi suosituissa TV-ohjelmissa Simpsonista The Big Bang Theory -sarjaan. Tämä johtui todennäköisesti siksi, että käsitys vangittuna olevasta mielestä, joka vaeltaa kosmossa, tarttui selvästi ihmisten mielikuvitukseen. Jos hän olisi saavuttanut saman eron esimerkiksi genetiikassa kuin kosmologiassa, hänen voitonsa ei todennäköisesti olisi saavuttanut samaa resonanssia maailmanlaajuisen yleisön kanssa.
Kuten elokuvassa Kaikkien teoria, joka kertoo taistelunsa takana olleen ihmisen tarinan, Hawking ei ollut kaukana arhetyypistä maailmaton tai nörttinen tutkija. Hänen persoonallisuutensa pysyi hämmästyttävän vääristyneinä turhautumisistaan ja haitoistaan. Hänellä oli vankka järki ja hän oli valmis ilmaisemaan voimakkaita poliittisia mielipiteitä.
Hänen ikonisen asemansa haittapuoli oli kuitenkin se, että hänen kommenttinsa herättivät liioiteltua huomiota jopa aiheisiin, joissa hänellä ei ollut erityistä asiantuntemusta - esimerkiksi filosofia tai ulkomaalaisten tai älykkäiden koneiden aiheuttamat vaarat. Ja hän oli joskus mukana mediatapahtumissa, joissa hänen ”käsikirjoituksensa” kirjoittivat sellaisten syiden edistäjät, joista hän on saattanut olla kaksiarvoista.
Viime kädessä Hawkingin elämää muokkasi tragedia, joka häntä iski vasta 22-vuotiaana. Hän itse sanoi, että kaikki siitä lähtien tapahtui bonuksella. Ja mikä voitto hänen elämässään on ollut. Hänen nimensä elää tiedekalentereissa, ja miljoonien kosmiset näkymät ovat laajentuneet hänen bestseller-kirjojensa avulla. Hän on myös inspiroinut miljoonia ainutlaatuisella esimerkillä saavuttamisesta kaikilla kertoimilla - uskomattoman tahdonvoiman ja päättäväisyyden osoitus.
Tämä artikkeli on alun perin julkaistu keskustelussa.
Martin Rees, kosmologian ja astrofysiikan emeritusprofessori, Cambridgen yliopisto
