時間有盡頭但霍金永恆:曾被抬上長城的好漢

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  愛因斯坦之後最傑出的物理學家史蒂芬·威廉·霍金(StephenWilliamHawking),3月14日在英國劍橋的家中於睡夢中離世,終年76歲。

愛因斯坦之後最傑出的物理學家史蒂芬·威廉·霍金(StephenWilliamHawking),3月14日在英國劍橋的家中於睡夢中離世,終年76歲。

在他21歲時,醫生就診斷其患有肌萎縮性脊髓側索硬化症(也稱「漸凍人症」),只剩兩三年可活。76歲,已經是個奇跡。

霍金的76年人生,所成就的已數倍於平常人。即使在患病期間,也只用了2年便完成博士學位。他為世人留下了科普名著《時間簡史》,以及多項物理學研究成果。

他的辦公室牆上貼有這樣一段話,大意是:不管在什麼時候,我們都不能忘記頭頂的星空,要永葆好奇,永遠前進。

「他是一位偉大的科學家,其成就及傳奇將會流傳多年。他的勇氣﹑堅持﹑傑出及幽默,足以讓世人得到鼓舞。」霍金的三個子女在他去世後發表聲明。

時間有盡頭但霍金永恆:曾被抬上長城的好漢

霍金曾在《生活大爆炸》中客串演出。

在2017年11月5日的騰訊WE大會上,霍金作了一場遠程視頻演講,發表了自己關於探索太空、塑造人類未來的觀點。這也是霍金在中國的最後一次演講。

這個被困在輪椅上半個多世紀的老人,窮極一生追求科學,心懷人類未來。當時,霍金還回答了來自中國網友的四道問題,最後一道問題是:如果能回到過去或去往未來,你怎麼選擇?他毫不猶豫地說,「未來」。答完後,他流下了一滴淚。

「我想,他今天已經出發了。」騰訊WE大會負責人李航3月14日對第一財經記者表示。

時間也有開端

1942年1月8日,霍金出生於英國牛津,出生當天正好是「現代科學之父」伽利略·伽利萊逝世300年忌日。他去世之日,又恰好是139年前愛因斯坦出生的日子。這也許是宇宙的安排。

霍金是英國物理學家與宇宙學家,任劍橋大學理論宇宙學中心研究主任。他的一生做出過很多重要貢獻,最主要的是他與羅傑·彭羅斯共同合作提出在廣義相對論框架內的彭羅斯–霍金奇點定理,以及他關於黑洞會發射輻射的理論性預測(後稱霍金輻射)。

1974年3月1日,霍金在《自然》雜誌上發表論文,闡述了自己的新發現——黑洞是有輻射的。這一發現被認為是多年來理論物理學最重要的進展,他的論文也被稱為「物理學史上最深刻的論文之一」。同年,他當選為英國皇家學會院士,當時他才32歲,是最年輕的院士之一。

雖然霍金髮表的這篇論文極具爭議性,但到了上世紀70年代末期,經過更進一步的研究與論述,這一理論物理學的突破終於被學術界廣泛接受。

從研究黑洞出發,霍金繼續探索了宇宙的起源和歸宿,解答了人類有史以來一直探索的問題:時間有沒有開端,空間有沒有邊界。

1983年霍金髮表了自己的研究結論:宇宙是有限的,但無法找到邊際,這如同地球表面有限但無法找到邊際一樣;時間也是有開始的,大約始於150億到200億年前。

英國格拉斯哥大學LIGO(激光干涉儀引力波天文台)科學合作組織成員王毅雄(IkSiongHeng)曾在2004年都柏林的第17次廣義相對論國際會議上見到霍金。王毅雄對第一財經記者表示:「很難揣摩他是一個怎樣的人,因為他總是通過電腦來和外界交流,但是他講話時會有些表情,我喜歡看他笑。」

2016年2月,霍金在第一次引力波發現後在英國廣播公司(BBC)討論了這次偉大的科學事件。霍金當時表示:「引力波提供了看待宇宙的嶄新方式,發現它們的能力,有可能使天文學起革命性的變化。這項發現是首度發現黑洞的二元系統,是首度觀察到黑洞融合。」

他還稱,除了檢驗愛因斯坦的廣義相對論,人們可以期待透過宇宙史看到黑洞,甚至可以看到宇宙大爆炸時期初期宇宙的遺跡,看到宇宙中一部分最大的能量。

北京市科學技術協會項目負責人、科普作家張華曾在北京師範大學物理理論係獲得研究生學位,他曾在2006年時作為霍金著作《時間簡史》的讀者代表與霍金見面,並向他提問。

在張華看來,霍金的黑洞研究理論本來很有可能讓他成為繼引力波之後的下一個諾貝爾獎得主。

1971年,霍金髮表論文闡明,黑洞的事件視界(Eventshorizon)表面面積永不會減少,兩個黑洞合併後的表面面積不會小於原先兩個表面面積之和,這一發現後來被命名為黑洞熱力學第二定律。

從《時間簡史》到《萬物理論》

或許普通人對霍金的瞭解,除了晦澀難懂的《時間簡史》,就是反映霍金生平的電影《萬物理論》,或是客串美劇《生活大爆炸》,要不就是他以動漫形象出場並親自配音的卡通片《辛普森一家》。

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霍金的父親是英國醫學院著名的研究員,在學術領域享有盛名,後來他們全家搬到赫特福德郡的聖奧爾本斯。

在那裡,霍金一家都被認為是古怪的高級知識分子,他們很喜歡閱讀書籍,每個人都手不釋卷,甚至在餐飲時間,來訪客人時常會觀察到全家默默地邊吃邊讀書。他們生活很簡樸,住屋雖然很大,但是缺乏維護,交通工具是一輛改裝過的倫敦計程車。

霍金曾經有過兩次婚姻,育有3名子女。其中他與第一任妻子潔恩·懷爾德的愛情被傳為佳話,並拍成電影《萬物理論》。

拍片期間,霍金不但參觀片場,更大方地將自己所用的計算機語音合成器借給劇組用在電影中。

霍金就讀劍橋大學研究院時期,遇到了正準備進入倫敦大學的懷爾德,她被霍金的風趣幽默與獨立性格所吸引。那時,霍金的身體已出現了漸凍症的症狀。他的動作越來越笨拙,時常不知緣由地摔跤,划船也變得力不從心。

隨著年齡的增長,他的病情愈加嚴重。最終全身癱瘓,不能發聲,必須依賴語音合成器來與其他人通話。60年代後期,霍金的身體狀況更加惡化,行動走路都必須使用枴杖,不再能定期教課。由於霍金逐漸失去寫字能力,他自己發展出一種替代的視覺性方法,他在腦裡形成各種不同的心智圖案與心智方程,他可以用這些心智元素來思考物理問題。

他的思考過程,被物理學者維爾納·以色列形容為,猶如莫扎特只憑借想像就寫出一整首極具特色的交響樂曲。

1985年,霍金拜訪歐洲原子能研究組織時感染了嚴重的肺炎,他接受了氣管切開術。這項手術可以幫助他呼吸,但使他從此再也無法發聲。懷爾德請到了三班護士輪流看護霍金,其中一位護士伊蓮·梅森後來成為霍金的第二任妻子。

時間有盡頭但霍金永恆:曾被抬上長城的好漢

2005年4月10日,霍金(右)和前妻伊萊恩在西班牙希洪度假的資料照片。新華/路透

霍金不再能講話,必須用特別方法傳達信息,對方一手拿著一張字母卡,另一手一個字母一個字母地用食指指,當指到霍金想要的字母時,霍金會揚起眉毛,這樣,可以慢慢地把整個單詞拼出來。後來,電腦專家華特·沃特斯送給他一個稱為「Equalizer」的程序,可以讓他在屏幕上選擇單字、單詞或字母。這個程序大約有2500~3000個單詞,並內建了一個語音合成器,安裝在霍金輪椅上的小電腦裡。這樣,霍金就不再需要找人做他的翻譯。

1988年,霍金的《時間簡史》出版,這本書快速飄升至美國與英國的暢銷書排行榜第一位,很快就賣出100萬本。這本被稱作「讓科學在全世界流行起來」的科普讀物,到2001年已經至少被翻譯成35種語言,銷售超過900萬本。霍金也因此成為大眾明星,各種媒體都爭相報道有關他的消息。《新聞週刊》雜誌甚至在封面刊登了他的肖像,稱他為「宇宙大師」。

曾被抬上長城

霍金曾三次到訪中國,第一次是在1985年。根據北師大物理系主任趙崢回憶:「1985年,霍金應北師大物理系劉遼教授邀請訪問中國。他第一次來中國只訪問了合肥的中科大和北師大。交流之餘,他說想看看長城,我們幾個研究生就把他抬上長城。」趙崢補充道,他聽說過「不到長城非好漢」。

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劉遼兩個最得意的門生就是趙崢和另一位北師大物理系教授梁燦彬。1985年,梁燦彬在霍金做完報告時向他提問:「如果量子力學是存在的話,黑洞的起點會不會因為量子力學而消失?」霍金當時就認為,黑洞的起點將不會存在。據說,當時霍金還能模糊地發聲,由翻譯向大家解釋。

霍金第二次訪問中國是2002年8月,他在杭州進行了一場題為「膜的新奇世界」的公眾演講,但那時霍金已經完全無法用聲音來解釋他的理論了。儘管如此,當天仍有3000名學子在浙江大學跟隨這位「在頭腦中思索黑洞」的科學巨人一起感受物理學科的魅力。

2006年,霍金再次來到人民大會堂演講,這也是他最後一次來中國。當時與霍金面對面接觸的張華對第一財經記者表示:「從學術圈文章的引用率來看,霍金的貢獻似乎並不那麼高,這是事實。但是他代表了科學的形象,同時繼承了愛因斯坦相對論的理論,也把量子力學用到了相對論當中。因此,比起大部分的理論物理學家,霍金對人類的貢獻仍然是巨大的。」

關於霍金去年底的遠程演講,李航對第一財經記者回憶,這場演講過程中感受最深的,是霍金對於未來傳遞的觀點和對於地球發展的關切,人類未來發展必須大膽走入無人之境,探索外太空。

為了這次演講,中國團隊特地到英國拜訪。霍金的辦公室不大,裝飾樸實,書架上擺滿了各種高深莫測的書籍,黑板上寫著密密麻麻的方程式,桌子上還擺放了家人的照片。最明顯的還有「辛普森一家」的圖片掛件和時鐘。

值得一提的是,當時霍金使用的輪椅是一個北歐品牌的前二代產品,功能和外貌都無法和新款媲美。這也可以看出他是一個對物質追求並不高的人。

這時霍金全身上下只有眼球能動。正常交流中,他需要用眼球轉動去控制眼動儀拼成一個個字母,一分鐘最多說六個單詞。每隔二三十分鐘,他的助理拿一個小手帕擦擦他嘴角的口水。

「跟他握手時,不是想像中的骨瘦如柴,相反他的手像一團棉花那樣特別柔軟。」一位在場的人士說。

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