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【精英学堂】霍金:始终挣扎在生死线上最杰出的物理学家

爱视集团 2018-11-26 15:38:14


       霍金,一个学习并不十分努力、过着快活日子的牛津大学学生,希望在未来可以找到一份数学教师的职位。他却在21岁这年听到了噩耗,患上了被医生认为是绝症的“肌萎缩性脊髓侧索硬化症”(俗称渐冻人),最多只剩下两年的生命。这会给一个年轻人带来什么样的打击和改变?真正面对这个问题的史蒂芬·霍金给了我们一个难以想象的答案,他以顽强的求生欲和旺盛的生命力创造出一个奇迹,成为“肌萎缩性脊髓侧索硬化症”患者中存活时间最长的人。


55年来他一直生活在死亡边缘,当他得知自己身患绝症后仍然抓紧完成了自己在剑桥大学的博士学业,并且顽强地活了下来,结婚生子,从事科学研究,直至成为剑桥大学的教授和名满世界的科学家。他在逐渐丧失行动能力的一生中,思想扩展到了整个宇宙,他被人们认为是继爱因斯坦之后人类最杰出的理论物理学家和宇宙学家,他坐在轮椅上的形象已经成为剑桥大学和物理学的一张名片。


患病之前的霍金


霍金教授因为他多年来的奇特疾病造就出的特殊形象和他的闻名世界的高科技轮椅而被很多人称作科学界的偶像派,这话倒是毫无对霍金教授不尊重的意思。就连他自己也说:“我的名望带给我的烦恼之一就是无论走到哪里都会被人认出来,即使戴上深色的墨镜也不行,因为人们会认出我的轮椅。”



史蒂芬·霍金1942年出生于牛津,他出生的那天正好是伽利略逝世300周年纪念日。即使他后来成为一个经常被和伽利略相提并论的大科学家,他仍然不认为他的出生日期有任何的寓意或是为他的未来指引了任何方向,他说那一天也许出生了上百万人,他只是其中普通的一个而已。霍金最初的愿望是当一位数学教师,因此他追随他父亲进入牛津大学学习自然科学,因为当时没有数学专业而主攻物理学。对于在牛津的学习经历,霍金并不感到十分自豪,回忆起在牛津读书的日子,他说他大概总共学习了1000个小时,平均每天只有一个小时(英国的大学时间为3年)。


霍金依靠自己的天才轻松地从牛津毕业,来到剑桥大学攻读宇宙学博士学位,这听上去并没有太多的意外和挑战,但是从医生那里听到自己身患绝症的消息改变了他的人生,使他一下子失去了人生的一切希望。在得知自己最多还能活两年的时候,他只想能在死前完成自己的博士学位。强烈的求生欲与求知欲的结合,最终诞生了一个医学奇迹,也造就了一位科学大师。这个55年来始终挣扎在生死线上的病人拓展了人类知识的领域,一次又一次把人类的目光引向宇宙,让人们对于宇宙的开端与终结有了更多的想象。


这个外形独特、逐渐丧失活动能力的宇宙学家与理论物理学家,不仅成为英国皇家学会最年轻的会员之一,同时也因为从1979年开始坐上了剑桥大学卢卡斯数学教授的位置而被大众所熟知。这个剑桥大学最值得骄傲的位置曾经属于牛顿,因此霍金也开始被认为是牛顿的继承人。


霍金真正走进大众的视野不仅是由于他奇怪的疾病,更源于他的科普著作和让常人听来感觉玄而又玄的研究领域。他希望以简单易懂的科普著作让人们了解他的研究成果,其中以1988年出版的《时间简史》(A Brief History of Time)最为著名。尽管他希望让大多数人都能读懂而尽量使用了通俗的语句,不引用太多公式,这部“大众科普读物”仍然让大多数人摸不着头脑,但这却并不影响书的销量,它在英国《星期天泰晤士报》的畅销书排行榜里连续出现4年,总共销量超过1000万册。就连霍金本人也感到惊奇,他很难理解一本描述宇宙的书会比麦当娜以性为主题的书更能吸引读者。


之后,他2001年出版的《果壳里的宇宙》(The Universe in a Nutshell)略显艰深,仍然让读者趋之若鹜,而2010年出版的新书《大设计》(The Grand Design)则又在全世界掀起一波大众讨论宇宙奥秘的高潮。这本书中并没有太多新鲜的论调,行文却更加直接。开篇一句“哲学已死”似乎在宣称物理学在人类知识体系中将取代哲学的位置。而后,霍金仍然难以抛却所有一流物理学家的情怀,希望发现一个大统一理论来描述整个宇宙的方方面面——霍金称之为M理论。这一点,作为科学家的霍金从来没有改变过,正如他在1985年曾经说过的:“我的目标非常简单,我希望对于宇宙有一个全面的理解,为什么宇宙是现在这个样子,还有宇宙到底为什么存在。”


一个失去生活能力与日常快乐的人,可能更容易感受到智力带来的快乐与尊严。霍金说,我们只不过是一种生活在一颗小行星上的高度发达的猴子,但是我们却可以理解整个宇宙,正是这样使我们特别。


霍金与第一任妻子简的婚礼


霍金对于宇宙学的研究始于20世纪60年代,当时与他在牛津大学的好朋友罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)一起研究利用广义相对论构造的宇宙数学模型。从70年代开始,他专注研究引力奇点问题,通过数学手段证明,黑洞只是一个通过广义相对论得出的一个自然而然的结论,宇宙中遍布着黑洞。同时,他又通过高超的数学手段证明,只需要3个变量就可以完备地描述一个黑洞的性质。在1974年,他更是得出了一个令人吃惊的结果,黑洞不仅吸收一切进入它周边的物质,同时由于量子效应,它也在向外辐射亚原子粒子,就是说,黑洞有一天终将因为向外辐射而消失——尽管这个过程将极其缓慢,人们将它命名为“霍金蒸发”。


曾经有一个读者问霍金,如果你有机会问爱因斯坦一个问题,你会问什么?霍金回答说,我会问爱因斯坦为什么不相信黑洞的存在。作为大众心目中爱因斯坦的“继承人”,霍金在很多问题上与爱因斯坦并不一致,甚至是背道而驰。尽管霍金的宇宙学研究发端于爱因斯坦的广义相对论,但是他却一直希望可以通过数学手段统一量子力学与相对论而得出大统一理论,对此,想必爱因斯坦不能认同。


爱因斯坦始终认为量子理论不完备,并且留下了一句名言——“上帝不是在掷骰子”,对此,霍金专门写了一篇文章来回应,题目简单直接:《上帝在掷骰子吗?》(Does Godplay Dice?)。霍金的结论是,是的,上帝是在掷骰子,也就是说物理学在很大程度上是由概率来决定的,也因此我们无法确知未来。在此事上,霍金倒是不乏英国式的幽默,他说:“我注意到,即使是那些声称世界上一切事情都已经事先注定而无法改变的人,他们在过马路前也会仔细地往两边看。”




作为一个英国人,霍金喜欢打赌也就一点都不稀奇,只是他的赌运一直都不怎么好。霍金曾经打赌说,欧洲的大型重子对撞机(LHC)找不到希格斯玻色子,最近却从瑞士传来了疑似发现希格斯玻色子踪迹的消息。他最著名的一次打赌是在1997年与美国理论物理学家约翰·普瑞斯基尔(John Preskill),霍金认为黑洞会吞没并摧毁它周边的一切,包括信息,信息一旦进入黑洞,就将彻底消失。但是到了2004年,霍金承认,根据霍金蒸发和量子扰动理论,他解决了黑洞信息悖论,也改变了自己之前的看法,被黑洞吸收的信息最终会回到宇宙中。霍金承认这是他一生中最大的错误,“起码是在科学上最大的错误”。


因为霍金教授独特的研究领域,他被越来越多的人当做人类的先知,很多人向他请教人类和宇宙的未来。霍金教授看上去很乐意回答这个问题,他也说出过很多惊人之语,其中最引人注目的就是呼吁人类要尽早移民外星,这样才能躲避地球上的危险,使人类更安全和迅速地发展。这个建议固然值得考虑,但是移民外星毕竟不等同于科学理论研究,在很长一段时间内,人类恐怕依然只能生活在危险的地球上。


如今,霍金已离我们而去,但无论如何,这位在轮椅上度过了大半生的老人已经用他独特的人生经历为我们讲解了人生的意义和思想的价值。



文章来源:三联生活周刊



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