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時(shí)間有盡頭但霍金永恒:曾經(jīng)被抬上長城的好漢

愛因斯坦之后最杰出的物理學(xué)家史蒂芬·威廉·霍金(StephenWilliamHawking),3月14日在英國劍橋的家中于睡夢中離世,終年76歲。

在他21歲時(shí),醫(yī)生就診斷其患有肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥(也稱“漸凍人癥”),只剩兩三年可活。76歲,已經(jīng)是個(gè)奇跡。

霍金的76年人生,所成就的已數(shù)倍于平常人。即使在患病期間,也只用了2年便完成博士學(xué)位。他為世人留下了科普名著《時(shí)間簡史》,以及多項(xiàng)物理學(xué)研究成果。

他的辦公室墻上貼有這樣一段話,大意是:不管在什么時(shí)候,我們都不能忘記頭頂?shù)男强?,要永葆好奇,永遠(yuǎn)前進(jìn)。

“他是一位偉大的科學(xué)家,其成就及傳奇將會(huì)流傳多年。他的勇氣﹑堅(jiān)持﹑杰出及幽默,足以讓世人得到鼓舞。”霍金的三個(gè)子女在他去世后發(fā)表聲明。

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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(huì)上,霍金作了一場遠(yuǎn)程視頻演講,發(fā)表了自己關(guān)于探索太空、塑造人類未來的觀點(diǎn)。這也是霍金在中國的最后一次演講。

這個(gè)被困在輪椅上半個(gè)多世紀(jì)的老人,窮極一生追求科學(xué),心懷人類未來。當(dāng)時(shí),霍金還回答了來自中國網(wǎng)友的四道問題,最后一道問題是:如果能回到過去或去往未來,你怎么選擇?他毫不猶豫地說,“未來”。答完后,他流下了一滴淚。

“我想,他今天已經(jīng)出發(fā)了。”騰訊WE大會(huì)負(fù)責(zé)人李航3月14日對第一財(cái)經(jīng)記者表示。

時(shí)間也有開端

1942年1月8日,霍金出生于英國牛津,出生當(dāng)天正好是“現(xiàn)代科學(xué)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(xué)家與宇宙學(xué)家,任劍橋大學(xué)理論宇宙學(xué)中心研究主任。他的一生做出過很多重要貢獻(xiàn),最主要的是他與羅杰·彭羅斯共同合作提出在廣義相對論框架內(nèi)的彭羅斯–霍金奇點(diǎn)定理,以及他關(guān)于黑洞會(huì)發(fā)射輻射的理論性預(yù)測(后稱霍金輻射)。

1974年3月1日,霍金在《自然》雜志上發(fā)表論文,闡述了自己的新發(fā)現(xiàn)——黑洞是有輻射的。這一發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是多年來理論物理學(xué)最重要的進(jìn)展,他的論文也被稱為“物理學(xué)史上最深刻的論文之一”。同年,他當(dāng)選為英國皇家學(xué)會(huì)院士,當(dāng)時(shí)他才32歲,是最年輕的院士之一。

雖然霍金發(fā)表的這篇論文極具爭議性,但到了上世紀(jì)70年代末期,經(jīng)過更進(jìn)一步的研究與論述,這一理論物理學(xué)的突破終于被學(xué)術(shù)界廣泛接受。

從研究黑洞出發(fā),霍金繼續(xù)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(shí)間有沒有開端,空間有沒有邊界。

1983年霍金發(fā)表了自己的研究結(jié)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(shí)間也是有開始的,大約始于150億到200億年前。

英國格拉斯哥大學(xué)LIGO(激光干涉儀引力波天文臺(tái))科學(xué)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(huì)議上見到霍金。王毅雄對第一財(cái)經(jīng)記者表示:“很難揣摩他是一個(gè)怎樣的人,因?yàn)樗偸峭ㄟ^電腦來和外界交流,但是他講話時(shí)會(huì)有些表情,我喜歡看他笑。”

2016年2月,霍金在第一次引力波發(fā)現(xiàn)后在英國廣播公司(BBC)討論了這次偉大的科學(xué)事件?;艚甬?dāng)時(shí)表示:“引力波提供了看待宇宙的嶄新方式,發(fā)現(xiàn)它們的能力,有可能使天文學(xué)起革命性的變化。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)是首度發(fā)現(xiàn)黑洞的二元系統(tǒng),是首度觀察到黑洞融合。”

他還稱,除了檢驗(yàn)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(shí)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(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、科普作家張華曾在北京師范大學(xué)物理理論系獲得研究生學(xué)位,他曾在2006年時(shí)作為霍金著作《時(shí)間簡史》的讀者代表與霍金見面,并向他提問。

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后的下一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)得主。

1971年,霍金發(fā)表論文闡明,黑洞的事件視界(Eventshorizon)表面面積永不會(huì)減少,兩個(gè)黑洞合并后的表面面積不會(huì)小于原先兩個(gè)表面面積之和,這一發(fā)現(xiàn)后來被命名為黑洞熱力學(xué)第二定律。

從《時(shí)間簡史》到《萬物理論》

或許普通人對霍金的了解,除了晦澀難懂的《時(shí)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(dòng)漫形象出場并親自配音的卡通片《辛普森一家》。

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霍金的父親是英國醫(yī)學(xué)院著名的研究員,在學(xué)術(shù)領(lǐng)域享有盛名,后來他們?nèi)野岬胶仗馗5驴さ氖W爾本斯。

在那里,霍金一家都被認(rèn)為是古怪的高級(jí)知識(shí)分子,他們很喜歡閱讀書籍,每個(gè)人都手不釋卷,甚至在餐飲時(shí)間,來訪客人時(shí)常會(huì)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(hù),交通工具是一輛改裝過的倫敦計(jì)程車。

霍金曾經(jīng)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,并拍成電影《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(jì)算機(jī)語音合成器借給劇組用在電影中。

霍金就讀劍橋大學(xué)研究院時(shí)期,遇到了正準(zhǔn)備進(jìn)入倫敦大學(xué)的懷爾德,她被霍金的風(fēng)趣幽默與獨(dú)立性格所吸引。那時(shí),霍金的身體已出現(xiàn)了漸凍癥的癥狀。他的動(dòng)作越來越笨拙,時(shí)常不知緣由地摔跤,劃船也變得力不從心。

隨著年齡的增長,他的病情愈加嚴(yán)重。最終全身癱瘓,不能發(fā)聲,必須依賴語音合成器來與其他人通話。60年代后期,霍金的身體狀況更加惡化,行動(dòng)走路都必須使用拐杖,不再能定期教課。由于霍金逐漸失去寫字能力,他自己發(fā)展出一種替代的視覺性方法,他在腦里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(xué)者維爾納·以色列形容為,猶如莫扎特只憑借想象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(shí)感染了嚴(yán)重的肺炎,他接受了氣管切開術(shù)。這項(xiàng)手術(shù)可以幫助他呼吸,但使他從此再也無法發(fā)聲。懷爾德請到了三班護(hù)士輪流看護(hù)霍金,其中一位護(hù)士伊蓮·梅森后來成為霍金的第二任妻子。

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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(dá)信息,對方一手拿著一張字母卡,另一手一個(gè)字母一個(gè)字母地用食指指,當(dāng)指到霍金想要的字母時(shí),霍金會(huì)揚(yáng)起眉毛,這樣,可以慢慢地把整個(gè)單詞拼出來。后來,電腦專家華特·沃特斯送給他一個(gè)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(gè)程序大約有2500~3000個(gè)單詞,并內(nèi)建了一個(gè)語音合成器,安裝在霍金輪椅上的小電腦里。這樣,霍金就不再需要找人做他的翻譯。

1988年,霍金的《時(shí)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(xué)在全世界流行起來”的科普讀物,到2001年已經(jīng)至少被翻譯成35種語言,銷售超過900萬本?;艚鹨惨虼顺蔀榇蟊娒餍?,各種媒體都爭相報(bào)道有關(guān)他的消息?!缎侣勚芸冯s志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(jù)北師大物理系主任趙崢回憶:“1985年,霍金應(yīng)北師大物理系劉遼教授邀請?jiān)L問中國。他第一次來中國只訪問了合肥的中科大和北師大。交流之余,他說想看看長城,我們幾個(gè)研究生就把他抬上長城。”趙崢補(bǔ)充道,他聽說過“不到長城非好漢”。

劉遼兩個(gè)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(bào)告時(shí)向他提問:“如果量子力學(xué)是存在的話,黑洞的起點(diǎn)會(huì)不會(huì)因?yàn)榱孔恿W(xué)而消失?”霍金當(dāng)時(shí)就認(rèn)為,黑洞的起點(diǎn)將不會(huì)存在。據(jù)說,當(dāng)時(shí)霍金還能模糊地發(fā)聲,由翻譯向大家解釋。

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霍金第二次訪問中國是2002年8月,他在杭州進(jìn)行了一場題為“膜的新奇世界”的公眾演講,但那時(shí)霍金已經(jīng)完全無法用聲音來解釋他的理論了。盡管如此,當(dāng)天仍有3000名學(xué)子在浙江大學(xué)跟隨這位“在頭腦中思索黑洞”的科學(xué)巨人一起感受物理學(xué)科的魅力。

2006年,霍金再次來到人民大會(huì)堂演講,這也是他最后一次來中國。當(dāng)時(shí)與霍金面對面接觸的張華對第一財(cái)經(jīng)記者表示:“從學(xué)術(shù)圈文章的引用率來看,霍金的貢獻(xiàn)似乎并不那么高,這是事實(shí)。但是他代表了科學(xué)的形象,同時(shí)繼承了愛因斯坦相對論的理論,也把量子力學(xué)用到了相對論當(dāng)中。因此,比起大部分的理論物理學(xué)家,霍金對人類的貢獻(xiàn)仍然是巨大的。”

關(guān)于霍金去年底的遠(yuǎn)程演講,李航對第一財(cái)經(jīng)記者回憶,這場演講過程中感受最深的,是霍金對于未來傳遞的觀點(diǎn)和對于地球發(fā)展的關(guān)切,人類未來發(fā)展必須大膽走

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