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霍金:生于伽利略忌日逝于爱因斯坦诞辰一生病痛却从未停止思考

作者: 来源: 时间:2019-09-06

据英国BBC等外媒14日报道,知名物理学家史蒂芬·霍金去世,享年76岁。

提起霍金这个名字,你可能会想到《时间简史》,想到那些难懂的理论,想到教科书上他的照片,想到你学生时代写作文时引用过很多次的励志故事。

关于他,你还应该知道些别的……

他出生那天,正巧是伽利略逝世300周年的忌日

斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年1月8日出生于英国牛津,出生当天正好是伽利略逝世300年忌日。他是英国剑桥大学著名物理学家,现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。

霍金毕业于牛津大学(University of Oxford)和剑桥大学(University of Cambridge),并获剑桥大学博士学位,21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症(卢伽雷氏症),全身瘫痪,不能言语,手部只有三根手指可以活动。

1979至2009年,霍金任卢卡斯数学教授,主要研究领域是宇宙论和黑洞,证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。获得CH(英国荣誉勋爵)、CBE(大英帝国司令勋章)、FRS(英国皇家学会会员)、FRSA(英国皇家艺术协会会员)等荣誉。

“女性对我来说仍是一个谜”

1963年,霍金在新年派对遇到了朋友的妹妹简·怀尔德Jane Wilde。他们在1965年7月14日结婚。霍金说,订婚给了他生存的意义——“Something to live for”。

霍金和简有三个孩子,大儿子Robert,女儿Lucy,小儿子Timothy。由于霍金行动不便,简必须承担全家大小事,也让霍金有了更多的时间研究物理。1975年霍金从加州回到剑桥,有了学生助手的帮助,简的负担大大减轻,她有了更多的时间从事自己的爱好,比如唱歌。1977年12月简在教堂的诗歌班认识了管风琴演奏家强纳森·琼斯Jonathan Jones。琼斯和简产生对彼此产生了好感,据简所说,霍金接受了这个状况,但简和琼斯决定不能让家庭破碎,于是保持了很长时间的柏拉图关系。

霍金的病情慢慢恶化,需要护士24小时轮班护理,其中一个护士便是霍金随后的第二任妻子Elaine Mason。1990年2月霍金离开了家庭,1995年春天与简离婚,同年9月与伊莲结婚。1999年,简发表了回忆录《移动星星的音乐》(Music to Move the Starts),描述了她与霍金婚姻的点滴和后来的破裂,引起了媒体的轰动。

在霍金的第二次婚姻后,他的家人和朋友觉得被霍金排斥在外,他们越来越担心他会被虐待,随后警方介入调查。但由于霍金拒绝控告,案件只好终结。2006年,霍金和伊莲平静地离婚,之后霍金与简和好,重新与孩子和孙子生活。在后来这段快乐的时期,简将《移动星星的音乐》重新修订,改名为《遨游至天涯海角》(Travelling to Infinity:My Life with Stephen)。电影《万物理论》(The Theory of Everything)就是改编自这本书。

霍金曾经在社交网站Reddit上表示:虽然我有物理学博士学位,但女性对我来说仍是一个谜霍金称,女人才是这辈子最神秘的谜题,而他一直无法找到答案。

“我的中国朋友们,你们好吗?”

1985年,霍金第一次来到中国,到中国科技大学和北京师范大学访问。在科大水上讲演厅做天体物理的学术报告。

2002年,第二次来中国,在北京、杭州作主题为《膜的新奇世界》(Brane New World)科普报告,向公众阐释他的关于天体演化的“M理论”。

2006年6月,第三次来中国,他带来的仍然是自己关于宇宙学最新的研究,在香港科技大学体育馆主持一个题为"宇宙的起源"的演讲时,轰动一时,被戏称为受到“摇滚巨星”级的接待。2006年6月19日上午,在人民大会堂向北京的公众讲述《宇宙的起源》。

2012年,霍金在赵晓凯收藏北京奥运火炬上盖上了两枚金色指纹,并题词:“为了人类长期生存,为了世界和平,我们需要销毁所有核武器”(to ensure the long term survival of the human race we need to disarm all nuclear warheads and promote world peace!)

2016年,他开通了微博,一时引起轰动。

致力于科普的“卢卡斯教授”

1975年,霍金返回剑桥大学担任大学教授,当时的霍金已大有名气,常常接受媒体的采访,他在宇宙学的成就也得到了学术界的认可和赞扬,发布的论文和研究也受到了高度关注,卓越的研究成果也获得了无数奖章。在1977年他荣升为引力物理学讲座教授,又在1980年成为第17位卢卡斯教授Lucasian Professor,这是剑桥大学授予物理学者的最高荣誉职位。霍金任职至2009年,退休后担任剑桥大学应用数学和理论物理系的研究主任。

霍金在1988年出版了一本关于宇宙奥秘的科普书《时间简史》(A Brief History of Time)。全书共十二章,讲的全都是关于宇宙本性的最前沿知识,着重解答人类最古老的命题:时间是有始有终的吗?宇宙是怎样诞生的?它从哪里来,又到哪里去?

在该书里,霍金探究了已有宇宙理论中存在的未解决的冲突,并指出了把量子力学、热动力学和广义相对论统一起来存在的问题,该书的定位是让那些对宇宙学有兴趣的普通读者了解他的理论和其中的数学原理。该书自1988年首版以来,迅速登上美国和英国的畅销书榜,已经被翻译成40多种语言,售出了一千余万本。

2001年霍金撰写了续篇《果壳中的宇宙》(The Universe in a Nutshell),讲述《时间简史》后的研究结果,这本书获得了2002年的皇家自然社会科学书籍奖,也让物理学的最新发展众所周知。除此之外,霍金与女儿露西还共同撰写了乔治探险宇宙系列儿童故事书。

科学之神的晚年站队

霍金晚年提出过三个观点:一是关于宇宙是不是上帝创造的,二是关于我们要不要主动和外星文明交往,以及他另一个不太受关注却更为重要的“依赖模型的实在论”观点。

1.上帝不再是必要的

霍金早年明显是接受上帝存在的观点的。例如在《时间简史》中,霍金曾用这句话作为结尾:“如果我们发现一个完全理论,它将会是人类理性的终极胜利——因为那时我们才会明白上帝的想法。”

但霍金改变了立场。他在新作《大设计》一书末尾宣称:因为存在像引力这样的法则,所以宇宙能够“无中生有”,自发生成可以解释宇宙为什么存在,我们为什么存在。“不必祈求上帝去点燃导火索使宇宙运行。”也就是说,上帝现在不再是必要的了。

2.不要主动与外来文明接触

2009年5月,霍金在发现频道(Discovery Channel)上一档以他本人名字命名的《史蒂芬·霍金的宇宙》(Stephen Hawking's Universe)的节目中表示,他认为几乎可以肯定,外星生命存在宇宙中许多别的地方:不仅仅只是行星上,也可能在恒星的中央,甚至是星际太空的漂浮物质上。按照霍金给出的逻辑——这一逻辑其实也是老生常谈,宇宙有1000亿个银河系,每个星系都包含几千万颗星体。在如此大的空间中,地球不可能是唯一进化出生命的行星。

霍金由此提出一个严肃的告诫:一些生命形式可能是有智慧的,并且还具有威胁性,和这样的物种接触可能会为人类带来灾难性的后果。霍金说,参照我们人类自己就会发现,智慧生命有可能会发展到成我们不愿意遇见的阶段,“我想象他们已经耗光了他们母星上的资源,可能栖居在一艘巨型太空飞船上。这样先进的外星文明可能已经变成宇宙游民,正在伺机征服和殖民他们到达的行星。”

3.“依赖模型的实在论”

在《大设计》中,霍金还深入讨论了一个就科学而言具有某种终极意义的问题。

①金鱼缸中的物理学

假定有一个鱼缸,里面的金鱼透过弧形的鱼缸玻璃观察外面的世界,现在它们中的物理学家开始发展“金鱼物理学”了,它们归纳观察到的现象,并建立起一些物理学定律,这些物理定律能够解释和描述金鱼们透过鱼缸所观察到的外部世界,这些定律甚至还能够正确预言外部世界的新现象——总之,完全符合我们人类现今对物理学定律的要求。

霍金相信,这些金鱼的物理学定律,将和我们人类现今的物理学定律有很大不同,比如,我们看到的直线运动可能在“金鱼物理学”中表现为曲线运动。

现在霍金提出的问题是:这样的“金鱼物理学”可以是正确的吗?

②霍金“依赖模型的实在论”意味着他加入了反实在论阵营

在试图为“金鱼物理学”争取和我们人类物理学平等的地位时,霍金非常智慧地举了托勒密和哥白尼两种不同的宇宙模型为例。这两个模型,一个将地球作为宇宙中心,一个将太阳作为宇宙中心,但是它们都能够对当时人们所观察到的外部世界进行有效的描述。霍金问道:这两个模型哪一个是真实的?这个问题,和上面他问“金鱼物理学”是否正确,其实是同构的。

尽管许多人会不假思索地回答说:托勒密是错的,哥白尼是对的,但是霍金的答案却并非如此。他明确指出:“那不是真的。……人们可以利用任一种图像作为宇宙的模型。”霍金接下去举的例子是科幻影片影片《黑客帝国》(Matrix,1999~2003)——在《黑客帝国》中,外部世界的真实性受到了颠覆性的质疑。

霍金举这些例子到底想表达什么想法呢?很简单,他得出一个结论:“不存在与图像或与理论无关的实在性概念”。而且他认为这个结论“对本书非常重要”。所以他宣布,他所认同的是一种“依赖模型的实在论”。对此他有非常明确的概述:“一个物理理论和世界图像是一个模型(通常具有数学性质),以及一组将这个模型的元素和观测连接的规则。”霍金特别强调了他所提出的“依赖模型的实在论”在科学上的基础理论意义,视之为“一个用以解释现代科学的框架”。

“我还有很多事情想做。”

虽然霍金全身瘫痪,需要用语音合成器与人对话,他仍然积极地丰富自己的人生,常常发表演讲、参与募款活动,并且与11位杰出人士一同签署了第三个千禧年残障宪章Charter for the Third Millennium on Disability,呼吁政府设定预防残障措施以及保障残疾人士的权利。2007年,霍金为了激起人们对太空飞行的兴趣以及展现残疾人士的潜能,参与了零引力飞行,亲身体验了零引力的感觉。

热播美剧《生活大爆炸》第五季第21集中,霍金本色客串。

霍金还接受了冰桶挑战Ice Bucket Challenge,但由于他在2013年患过肺炎,医生建议他不应过度考验身体的适应力,他的三个孩子自愿代替他完成挑战。

“我是一个乐观的、浪漫的,并且顽固不化的人。”“我还有很多事情想做,人如果什么梦想都没有,就等于死亡。”这是霍金的自我评价。他对宇宙的研究和理论高深难懂,却一直在尝试用不同的方式融入群众。

一路走好,博学而有趣的人!


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