Stephen Hawking - Nhà khoa học đại tài

Stephen William Hawking là một nhà vật lý người Anh. Trong nhiều thập kỉ, ông đợc coi là ông hoàng vật lý lý thuyết của thế giới. Hawking hiện là giáo sư Lucasian, chức danh dành cho giáo sư toán học của Đại học Cambridge. Từng đảm nhiệm vị trí này là những nhà khoa học xuất chúng như Isaac Newton và Paul Dirac.

Tiểu sử
Hawking sinh ngày 8 tháng 1 năm 1942, tại Oxford, Anh quốc đúng 300 năm sau ngày mất của Galileo. Cha mẹ ông là Frank và Isobel Hawking, trước Đệ nhị thế chiến họ sống ở miền bắc London nhưng sau đó chuyển đến Oxford cho an toàn. Hai năm cuối ở trung học St Albans, Oxford, Hawking rất thích thú với môn toán vì có cảm hứng từ một người thầy ở trường này. Nhưng cha ông, một dược sỹ lại phản đối ý kiến của con trai mà muốn ông học ngành hóa học. Một phần bị thuyết phục bởi người cha, sau khi tốt nghiệp, Hawking theo học University College ở Oxford, đây chính là trường mà cha ông từng theo học trước đây. Nhưng trường này không có ngành toán, chính vì thế mà ông theo học ngành vật lý và tốt nghiệp loại xuất sắc. Sau đó ông chuyển đến Đại học Cambridge để tiếp tục theo đuổi luận án tiến sỹ về vũ trụ học.

Trong thời gian làm luận án, người ta phát hiện ra Hawking bị mắc một chứng bệnh về thần kinh có tên là bệnh Lou Gehrig: ông gần như mất hết khả năng cử động. Các bác sỹ nói rằng ông không sống lâu để có thể hoàn thành luận án tiến sỹ. Sau này, ông phải phẫu thuật cắt khí quản và không còn khả năng nói chuyện bình thường được nữa. Ông bị gắn chặt vào chiếc xe lăn, chỉ có thể nói được qua một thiết bị tổng hợp tiếng gắn với một máy tính mà ông gõ chữ vào đó. Tuy vậy, luận án vẫn được hoàn thành vào năm 1966. Lúc bấy giờ, chưa có ai nghiên cứu về ngành khoa học này ở đại học Cambridge. Người hướng dẫn của ông là Denis Sciama chứ không phải là người mà ông trông đợi là Fred Hoyle. Bảo vệ luận án tiến sỹ xong, ông làm nghiên cứu một thời gian cho viện Thiên văn học rồi chuyển đến khoa Toán học ứng dụng và Vật lý lý thuyết của Cambridge (năm 1977) và làm việc từ đó cho đến ngày nay.

Năm 1990, ông đã nhận một cô bé người Việt sinh năm 1980 là Nguyễn Thị Thu Nhàn đang sống tại làng trẻ em SOS Hà Nội làm con nuôi, và ông đã sang Việt Nam năm 1997 để thăm cô
Sự nghiệp nghiên cứu khoa học

Lĩnh vực chính của Hawking là nghiên cứu lý thuyết vũ trụ học và hấp dẫn lượng tử. Năm 1971, ông đưa ra các công trình toán học ủng hộ cho lý thuyết Vụ nổ lớn về nguồn gốc vũ trụ: nếu lý thuyết tương đối rộng là đúng thì vũ trụ cần phải có một điểm kì dị, một điểm khởi đầu trong không thời gian. Ông còn cho rằng, sau Vụ nổ lớn, các hố đen nguyên thủy hoặc các hố đen siêu nhỏ được hình thành. Ông chứng minh rằng diện tích bề mặt của hố đen không bao giờ giảm, rằng tồn tại một giới hạn trong quá trình phát xạ khi các hố đen va vào nhau, và rằng một hố đen không thể bị tách thành hai hố đen riêng biệt. Năm 1974, các tính toán của ông cho thấy các hố đen có thể tạo và phát ra các hạt hạ nguyên tử cho đến khi chúng cạn kiệt năng lượng và bị nổ tung. Lần đầu tiên ông đưa ra bức xạ Hawking có liên quan đến sự hấp dẫn, cơ học lượng tử và nhiệt động lực học. Năm 1981, Hawking cho rằng vũ trụ không có biên nhưng lại hữu hạn trong không thời gian và năm 1983 ông đã chứng minh điều này bằng toán học.

Nghịch lý Hawking
Đây là một hệ quả khó hiểu do chính Hawking rút ra từ các lý thuyết của ông xoay quanh việc giải thích hiện tựợng hố đen.

Để giải thích được hiện tượng này, đòi hỏi có một lý thuyết mới thống nhất được giữa Vật lý lượng tử và lý thuyết tương đối tổng quát. Stephen Hawking đã thành công trong việc đưa ra một lý thuyết mới giải thích được hiện tượng hố đen. Mặc dù lý thuyết này ban đầu đã được giới các nhà vật lý học chấp nhận rộng rãi trong các thập niên cuối thế kỉ 20 và còn được dùng để giải thích nguồn gốc lịch sử của vũ trụ, nó tiềm ẩn trong đó nhiều kết luận bất ngờ.

* Ban đầu, Hawking tin rằng hố đen có phát ra một dạng bức xạ năng lượng mang tên là bức xạ Hawking (Hawking radiation) và đây là nguyên do khiến cho một hố đen có thể bị "bốc hơi" (evaporate) và ngay cả biến mất.
* Đến năm 1976, trong bài báo đăng trên Physical Review, Hawking lập luận xa hơn một bước có thể dẫn đến sụp đổ nền móng tin tưởng của các nhà vật lý hiện đại, đó là việc ông dựa trên lý thuyết của mình để kết luận rằng: "The breakdown of predictability in gravitational collapse" (tức là việc thất bại của các khả năng tiên đoán trong sự sụp đổ của lực hấp dẫn). Theo Hawking, không chỉ vật chất bị biến mất mà cả thông tin về mọi sự việc bên trong hố đen cũng bị biến mất. Và nếu như thế, thì khoa học sẽ không thể biết được quá khứ hay dự đoán tương lai. Một cách nôm na là khái niệm thời gian không thể có trong hố đen.

Đây chính là nội dung của nghịch lý đã tạo nhiều bàn cãi và tìm kiếm trong hơn hai thập niên, cho đến khi nhà toán học trẻ tuổi người Agentine Juan Maldacena chứng minh được rằng thông tin không bị mất trong lỗ đen.

Vào tháng 7 năm 2004, Hawking cuối cùng đã đưa ra một kết luận đi ngược với tin tưởng của ông trong suốt nhiều thập niên trước, và, với các tính toán mới, ông cho rằng trên chân trời sự kiện, tức là bề mặt của hố đen, các lượng tử dao động trong đó[cần dẫn nguồn]. Những dao động này sẽ lần lượt cho phép tất cả thông tin bên trong lỗ đen bị rỉ ra ngoài; do đó, cho phép chúng ta có được một bức tranh xác lập. Điều này giải quyết dứt điểm nghịch lý Hawking.
Các giải thưởng

* 1975 Huy chương Eddington
* 1985 Huy chương vàng của Hội Thiên Văn Hoàng Gia Anh
* 1988 Giải Wolf trong vật lý
* 1999 [1] Giải Julius Edgar Lilienfeld của Hội Vật lý Mỹ
Tác phẩm

Chuyên ngành

* Cấu trúc vĩ mô của không-thời gian, với George Ellis\
* ' ' Cấu trúc của không gian

Phổ thông

* Stephen Hawking, A Brief History of Time, Bantam, 1986.
o Bản tiếng Việt: Lược sử thời gian, Cao Chi và Phạm Văn Thiều dịch, Hà Nội: Nxb Khoa học và Kỹ thuật, 1995; xem online
* Stephen Hawking, The Universe in a Nutshell, Bantam, 2001.
o Bản tiếng Việt: Vũ trụ trong vỏ hạt dẻ, Nguyễn Tiến Dũng và Vũ Hồng Nam dịch, Đặng Vĩnh Thiên và Chu Hảo hiệu đính, Tp.HCM: Nxb Trẻ & Tạp chí Tia Sáng, 2004
o Bản dịch khác: Vũ trụ trong một vỏ hạt, Dạ Trạch dịch
* Stephen Hawking, Black Holes and Baby Universes and Other Essays, Bantam Books, 1993
* Stephen Hawking, Chúa có chơi trò súc sắc?, Dạ Trạch dịch

Ghi chú: Trên trang web của mình, Hawking phản đối việc xuất bản lậu cuốn The Theory of Everything và kêu gọi mọi người tẩy chay cuốn sách đó.

Cuộc đời của Stephen Hawking wa ảnh

Cậu bé Stephen Hawking (trái) chào đời năm 1942 chụp ảnh cùng em gái Mary. Ảnh: Telegraph.

Hawking năm 12 tuổi tại vườn nhà ở St Alban và trong lễ tốt nghiệp Đại học Oxford năm 1962 (phải). Ảnh: MMP Cambrige.

Làm lễ cưới với cô dâu Jane Wilde năm 1965. Ảnh: Telegraph.

Stephen Hawking cùng vợ Jane Wilde và con trai Tim, sau khi nhận bằng danh dự tại Đại học Cambridge. Ở tuổi 21, ông mắc bệnh xơ cứng teo cơ và khiến ông bị liệt gần như hoàn toàn. Ảnh: Telegraph.

Lễ cưới của Stephen Hawking với người vợ thứ hai Elaine Mason năm 1995. Ảnh: PA.

Stephen Hawking tháng 4/1996. Ông nổi tiếng với những công trình nghiên cứu về hố đen trong vũ trụ và theo đuổi mục tiêu tìm ra một “lý thuyết thống nhất”, để giải quyết các mâu thuẫn giữa thuyết tương đối của Albert Einstein và thuyết lượng tử. Ảnh: AP.

Giáo sư Stephen Hawking xuất hiện trên một phần của bộ phim hoạt hình dài tập nổi tiếng The Simpsons (Gia đình Simpsons) có tên They Saved Lisa's Brain (Họ đã cứu bộ não của Lisa), phát lần đầu tại Mỹ năm 1999. Ảnh: Telegraph.

Giáo sư Hawking giảng bài tại Trung tâm toán học, Đại học Cambridge tháng 10/2001. Ông giao tiếp thông qua một thiết bị tổng hợp tiếng nói gắn với máy tính. Mỗi khi cần nói, ông gõ chữ vào máy tính. Ảnh: Martin Pope.

Tháng 10/2004, Giáo sư Hawking đang nhắc đến cuộc chiến tại Iraq. Ảnh: Eddie Mulholland.

Nữ hoàng Anh Elizabeth II gặp Giáo sư Stephen Hawking tại Phòng Âm nhạc trong Điện Buckingham, ngày 18/5/2006. Ảnh: AP.

Giáo sư Hawking trải nghiệm tình trạng không trọng lực trên một chiếc máy bay trên bầu trời Đại Tây Dương, ngoài khơi bang Florida của Mỹ tháng 4/2007. Ảnh: AP.

Giáo sư Stephen Hawking kéo bức rèm khai trương chiếc Đồng hồ Corpus mới lắp đặt tại Trường Corpus Christi College thuộc Đại học Cambridge, tháng 9/2008. Vị giáo sư 67 tuổi này đang ốm nặng tại bệnh viện Addenbrooke, thành phố Cambridge của Anh.