緬懷霍金 | 時間簡史不簡單,他留下答案,也留下未知

03-15

編者按

斯蒂芬 · 威廉 · 霍金(Stephen William Hawking,1942 年 1 月 8 日 ~2018 年 3 月 14 日),出生於英國牛津。現代最偉大的物理學傢之一、20 世紀享有國際盛譽的偉人之一。

在愛因斯坦的生辰日,霍金走瞭。而他出生的那天,又正是伽利略的逝日。有人說,這是「天選之巧合」。不管怎樣,今天,霍金教授離開瞭這個世界,或許去往瞭他無數次想象過的地方。

他說,「記住要仰望星空,不要低頭看腳下,無論生活如何艱難,請保持一顆好奇心。」我們將永遠記得人類擁有過這顆明星。

英國當地時間 2018 年 3 月 14 日凌晨 3 時 46 分,國劍橋大學著名物理學傢、現代最偉大的物理學傢之一、20 世紀享有國際盛譽的偉人之一史蒂芬 · 霍金去世,享年 76 歲。

他的三個孩子發表聲明說:「我們深愛的父親今天去世瞭。他是一位偉大的科學傢,一個非凡的人,他的工作和遺產將會持續影響這個世界多年,他堅韌不拔的勇氣、他的幽默感激勵瞭世界各地的人們。他說過,『如果它不是你所愛的人的傢,那它就不是宇宙』。 我們會永遠懷念他。」

病中完成博士論文,探討宇宙起源觀

1942 年 1 月 8 日,霍金出生於英國牛津。童年時的霍金學業成績並不突出,但喜歡設計極為復雜的玩具。據說他曾用一些廢棄用品做出一臺簡單的電腦。

17 歲時,霍金進入牛津大學的大學學院 ( University College ) 攻讀自然科學並獲一等學位榮譽學位 , 隨後轉讀劍橋大學研究宇宙學。21 歲時,霍金患上肌肉萎縮性側索硬化癥 ( 盧伽雷氏癥 ) ,全身癱瘓,不能言語,手部隻有三根手指可以活動。當時,醫生曾診斷身患絕癥的他活不瞭多久瞭,可他一直堅強地活瞭下來,並且在兩年後提交瞭題為《宇宙膨脹的性質》的博士論文。

霍金不僅在患病期間完成瞭這篇論文,而且在天體物理學研究領域取得重大成就,成為一名資深的「太空旅行傢」。文中所探討的宇宙起源觀貫穿瞭霍金的整個職業生涯。

2017 年 10 月 23 日,為瞭紀念「開放存取日」,劍橋大學公開瞭霍金的這篇博士論文。

偉大貢獻:奇點定理和霍金輻射

1979 至 2009 年,霍金任盧卡斯數學教授,主要研究領域是宇宙論和黑洞,證明瞭廣義相對論的奇性定理和黑洞面積定理,提出瞭黑洞蒸發理論和無邊界的霍金宇宙模型,在統一 20 世紀物理學的兩大基礎理論——愛因斯坦創立的相對論和普朗克創立的量子力學方面走出瞭重要一步。

霍金認為,宇宙起源於一個奇點,奇點處的爆炸產生瞭粒子和能量,粒子間的作用產生瞭星雲,進而演化到我們今天的世界。今天的宇宙仍在膨脹著,將來也會繼續膨脹下去,也可能膨脹到極致時轉而收縮,變回當初的那個奇點。

在「真空」的宇宙中,根據海森堡不確定性原理,會在瞬間憑空產生一對正反虛粒子,然後瞬間消失,以符合能量守恒。在黑洞視界之外也不例外。霍金推想,如果在黑洞外產生的虛粒子對,其中一個被吸引進去,而另一個逃逸的情況。如果是這樣,那個逃逸的粒子獲得瞭能量,也不需要跟其相反的粒子湮滅,可以逃逸到無限遠。在外界看就像黑洞發射粒子一樣。霍金這一猜想中的輻射被命名為「霍金輻射」。

霍金與中國

霍金曾於 1985 年、2002 年、2006 年三次來到北京。

1985 年,霍金第一次來北京,那時候《時間簡史》還沒有出版,霍金也遠不像今天這麼著名。他到中國科技大學和北京師范大學訪問,在科大水上講演廳做天體物理的學術報告。

2002 年,霍金再次來到北京參加國際數學傢大會。此時,他的《時間簡史》已經出版。這部人類歷史上最成功的科普書,銷量達到 2500 萬冊。霍金成為這個世界上最著名的科學傢。這個歪靠在輪椅上的、被人們看做是繼愛因斯坦後世界上最偉大的科學傢,與好萊塢大片《美麗心靈》的原型美國數學傢納什成瞭那屆國際數學傢大會上最耀眼的科學明星。他們作報告的時候,北京國際會議中心的會場爆滿,擁有一張霍金公開講座的門票成瞭那幾天許多北京人談論的話題。

2006 年,霍金第三次來到北京。他帶來的仍然是自己關於宇宙學最新的研究。那時他在人民大會堂向北京的公眾講述《宇宙的起源》———一直以來他所研究的最大的問題。

在 2002 年時,現為清華大學博士生導師的劉兵教授是一名科學史專業研究生。那年他專程趕到北京國際會議中心聽霍金的講座,受到瞭很大的啟發。劉兵說,當時霍金來北京是一次純粹的學術交流。他講的是宇宙學,很多觀點在那時的劉兵聽來都特別具有啟發的意義。而從那時起,身患重病的霍金和從事宇宙學最前沿研究的霍金這一巨大的反差就牢牢抓住瞭年輕劉兵的心。

霍金因《時間簡史》而被中國人熟知和喜愛。這本書在 1988 年首版以來,已成為全球科學著作的裡程碑。而《時間簡史》的中譯者、在霍金指導下得到劍橋大學博士學位的吳忠超正是連接霍金和中國讀者的橋梁。現任浙江工業大學教授的吳忠超在為《時間簡史》撰寫的譯者序中曾這樣描繪第一次見到霍金時的情景:「那是第一次參加劍橋霍金廣義相對論小組的討論班時,門打開後,忽然腦後想起一種非常微弱的電器的聲音。回頭一看,隻見一個骨瘦如柴的人斜躺在電動輪椅上,他自己驅動著電開關,他要用很大的努力才能舉起頭來。」

鏡頭下的霍金

2012 年 4 月 6 日播出的熱播美劇《生活大爆炸》第五季第 21 集中,史蒂芬 · 霍金本色出演參與瞭客串。2017 年為英國 BBC 錄制紀錄片《探索新地球》。在兩周前,霍金參加節目,被問,「每個人都想知道,大爆炸前宇宙是什麼樣的?」他給出答案:「宇宙的邊界就是它沒有邊界,大爆炸前宇宙什麼都沒有。」

如今,那已成為他生前最後的訪談視頻。

(霍金生前訪談視頻 來源:Popular Science )

再見,斯蒂芬 · 霍金。

資料參考自網絡

文 | 正月

編輯 | 塗圖

責編 | 房幾

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