Американський фізик-теоретик, один із провідних вчених сучасної фундаментальної фізики. Його наукова діяльність зосереджена на теорії струн, квантовій теорії поля, квантовій статистичній механіці та квантовій космології. Найчастіше про Сасскінда у світі науки згадують, коли йдеться про чорні діри — одну з найбільших загадок Всесвіту. Докладніше про життя та дослідження цього видатного вченого — далі на bronx.name.
Син сантехніка
Леонард Сасскінд народився у 1940 році в єврейській родині у Південному Бронксі. Його дитинство проходило серед робітничих кварталів та щоденних турбот батьків, які намагалися забезпечити сім’ю. У віці 16 років Леонард став допомагати батькові та навіть заміняв його на роботі сантехніка, коли той хворів. Це перше знайомство з важкою фізичною працею не зменшило його допитливості до світу.
Попри важкі життєві обставини, Сасскінд завжди тягнувся до науки. Спочатку він вступив до Міського коледжу Нью-Йорка на інженерний факультет, плануючи вивчати машинобудування. Проте серйозна розмова з батьком назавжди змінила його шлях. Коли Леонард сказав, що хоче стати фізиком, батько, ткнувши його водопровідною трубою, промовив:
«Ти не будеш інженером. Ти будеш Ейнштейном».
Ці слова стали пророчими. У 1962 році Леонард здобув бакалаврський ступінь з фізики, остаточно відмовившись від інженерних планів. Подальше навчання привело його до Корнельського університету, де під керівництвом Пітера Каррутерса він здобув ступінь доктора філософії у 1965 році. Саме там Сасскінд відкрив для себе концепцію кварків (фундаментальних будівельних блоків матерії) та захопився фізикою елементарних частинок, заклавши основу для майбутньої революційної роботи в теорії струн.
Наукова кар’єра
Леонард Сасскінд зробив значний внесок у численні галузі теоретичної фізики. Серед них:
- незалежне відкриття моделі теорії струн для фізики елементарних частинок;
- теорія обмеження кварків;
- розвиток гамільтонової калібрувальної теорії решітки (ферміони Когута-Саскінда);
- теорія порушень масштабування в глибоко непружному електроутворенні;
- теорія порушення симетрії, відома як «техніколор»;
- друга, незалежна теорія космологічного баріогенезу;
- ідея голографічного принципу та M-теорії;
- запровадження голографічних меж ентропії у фізичну космологію;
- ідея антропного ландшафту теорії струн.
Його науковий шлях проходив через Єшивський університет (1966–1979), Тель-Авівський університет (1971–1972) та Стенфордський університет, де він працює з 1979 року. З 2007 року Сасскінд також є асоційованим членом Периметрального інституту теоретичної фізики в Канаді.
У 1970 році, коли Леонард Сасскінд був ще молодим фізиком, він випадково опинився в ліфті разом із Мюрреєм Гелл-Манном — відомим теоретиком фізики. Гелл-Манн поцікавився, над чим Сасскінд працює. Той відповів, що досліджує ідею, згідно з якою частинки можна уявити як еластичні струни, подібні до гумки. Почувши це, Гелл-Манн розсміявся — голосно й іронічно. Але це не засмутило Леонарда, він ще з більшим натхненням та завзяттям став працювати над своєю теорією. І працював доти, поки не довів, що заслуговує не насмішок, а оплесків.
Леонард Сасскінд — яскравий приклад того, як допитливість та наполегливість можуть перевести людину з робітничого кварталу Бронкса у світову наукову славу.
Дослідження чорних дір
Леонард Сасскінд відомий передусім своєю роботою над теорією струн та квантовою фізикою чорних дір. Теорія струн замінює уявлення про точкові частинки на одновимірні «струни», які вібрують. Ці струни можуть описувати як частинки у ядрі атома, так і гравітаційні ефекти, зокрема гравітон — уявну частинку, що переносить гравітацію.
Сасскінд особливо відзначився у дослідженні чорних дір. Він показав, що чорні діри не просто поглинають все й назавжди, а мають власну термодинаміку та ентропію — міру кількості інформації, яка може в них зберігатися. Площа горизонту подій чорної діри визначає, скільки інформації вона може «запам’ятати».
Ще більш революційною була його робота над голографічним принципом. Уявіть чорну діру як комп’ютерний жорсткий диск, де вся інформація, що падає всередину, кодується на її поверхні (горизонті подій), а не губиться в об’ємі. Це забезпечує збереження квантової інформації та дозволяє узгодити чорні діри з фундаментальними законами квантової механіки.
Ця ідея стала основою так званої «Війни чорних дір» — суперечки між Сасскіндом та Стівеном Гокінгом. Гокінг спочатку стверджував, що чорні діри втрачають всю інформацію безповоротно, що суперечить законам квантової механіки. Сасскінд доводив, що інформація не зникає, а зберігається на горизонті подій, і лише з часом може витікати у формі сильно перемішаного випромінювання. У 2004 році навіть Гокінг визнав, що інформація не втрачається повністю, погодившись із ключовими ідеями опонента.
Сасскінд також розвивав теорію ентропії чорних дір та принцип комплементарності чорної діри, які пояснюють, як фізичні закони працюють у межах горизонту подій та що спостерігачі з різних точок бачать різні версії реальності.
Його дослідження дали поштовх до сучасної квантової гравітації та теорії мультивсесвіту. За допомогою теорії струн та голографії Сасскінд пояснив, чому космологічна константа (параметр, що визначає енергію вакууму) настільки мала, і як це узгоджується з можливістю існування життя в нашому Всесвіті.
Простими словами про чорні діри за Сасскіндом:
- Чорні діри зберігають інформацію.
Все, що падає всередину, не зникає, а кодується на горизонті подій.
- Голографічний принцип.
Уся інформація об’єму простору може зберігатися на його межі — як голограма.
- Випромінювання Гокінга.
Чорні діри не вічні. Вони дуже повільно випромінюють енергію та, можливо, частину закодованої інформації.
- Ентропія.
Площа горизонту подій визначає, скільки інформації може містити чорна діра.
- Збереження квантових законів.
Інформація не зникає, і це дозволяє узгодити чорні діри з квантовою механікою.
Завдяки цим ідеям Сасскінд змінив розуміння чорних дір. Тепер це не просто «поглиначі всього», а складні квантові об’єкти з власною інформаційною структурою, що впливають на фундаментальні закони Всесвіту.
Спадщина та визнання
Леонард Сасскінд залишив незаперечний слід у сучасній фізиці, поєднавши блискучий розум з неймовірною уявою. Його колеги завжди відзначали здатність Сасскінда мислити нестандартно та відкривати нові горизонти у розумінні елементарних частинок та фундаментальних сил.
Його досягнення були відзначені численними нагородами: премією Сакураї за новаторські внески в теорію струн, квантову хромодинаміку та порушення динамічної симетрії, премією Померанчука та медаллю Оскара Кляйна. Він є членом Національної академії наук і Американської академії мистецтв та наук, а також заслуженим професором Корейського інституту перспективних досліджень.
Проте справжня спадщина Сасскінда — не лише нагороди. Його книги та лекції зробили складні концепції фізики доступними для широкої аудиторії. Від «Космічного ландшафту», де він пояснює антропний ландшафт теорії струн, до «Війни чорних дір», у якій він описує суперечку зі Стівеном Гокінгом щодо інформаційного парадокса чорних дір, Сасскінд перетворює абстрактні ідеї на захопливі історії.
Серія лекцій та книг «Теоретичний мінімум» стала ще однією важливою частиною його спадщини. Він навчав покоління фізиків, поєднуючи сувору наукову точність із доступністю викладу, і показав, що навіть найскладніші концепції можна зробити зрозумілими, якщо підходити до них із ясністю та пристрастю. Його дослідження продовжують впливати на фізику та надихати нові покоління дослідників. Леонард Сасскінд залишив спадщину, яка поєднує наукові відкриття, освітні ініціативи та здатність надихати — і ця спадщина буде відчутною ще довгі роки.