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史蒂芬·霍金:再見,我回我的宇宙了

「物理學家霍金去世,享年 76 歲。他的誕辰是伽利略逝世 300 年祭日,而今天是愛因斯坦的誕辰。」

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BBC 消息,物理學家霍金去世,享年 76 歲。

讓人頭皮發麻的一個巧合是,1 月 8 日是霍金的誕辰,而這天恰好是伽利略逝世 300 年祭日。而今天,霍金走的這一天,正是愛因斯坦的誕辰。

宇宙中的巧合,又有誰知道呢?也許這是惺惺相惜的天才們以生命軌跡做暗號,來遙呼相應的一種方式吧。

提起霍金,你們第一時間想到的是不是這張照片:

霍金幾乎在輪椅上度過了他的一生。

霍金21歲時患上肌肉萎縮性側索硬化症(盧伽雷氏症),全身癱瘓,不能言語,手部只有三根手指可以活動。病情會隨著歲月逐漸愈加嚴重。不能發聲,必須依賴語音合成器來與其他人通話。霍金曾經有過兩次婚姻,育有3名子女。

霍金出生於1942年1月8日,是英國物理學家與宇宙學家,生前曾任職劍橋大學理論宇宙學中心研究主任。霍金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–霍金奇性定理,以及他關於黑洞會發射輻射的理論性預測(現稱為霍金輻射)。

霍金年輕的照片

霍金的結婚照,那時只能勉強靠拄拐杖站立。

1965 年,23 歲的霍金依舊拿到了劍橋的博士學位並留下來做研究。這個時候他還在不斷嘗試進行實驗,考察黑洞附近的量子效應。雖然最後實驗以爆炸告終。

在這一時期,霍金在研究宇宙起源問題上創立了宇宙之始是「無限密度的一點」這一著名理論。

1985 年,霍金因為患肺炎而做了穿氣管手術。這一次,他徹底喪失語言能力。對外表達、交流的唯一工具就是一台電腦聲音合成器。他用僅能活動的三根手指操縱滑鼠器,在電腦屏幕上選擇字母、單詞造句,然後通過電腦播放聲音。

製造一個句子通常需要 5-6 分鐘,而合成一個小時的錄音演講,要花費 10 天的時間。

就是在這樣的條件下,1988 年,霍金著成了這本震驚世界的科普著作《時間簡史:從大爆炸到黑洞》。

1988年,霍金的科普著作《時間簡史:從大爆炸到黑洞》發行,從研究黑洞出發,探索了宇宙的起源和歸宿,該書被譯成40餘種文字,出版逾1000餘萬冊,但因書中內容極其艱深,在西方被戲稱為「讀不來的暢銷書」,有學者曾指這種書之所以仍可以如此暢銷,是因為書本嘗試解答過去只有神學才能觸及的題材:時間有沒有開端,空間有沒有邊界。

2001年10月,又一部作品《果殼中的宇宙》 出版發行。該書是《時間簡史》的姐妹篇,以相對簡化的手法及大量圖解,訴說宇宙起源。

霍金的成就很多,其中幾個著名的理論有幾個。

第一,奇性定理。愛因斯坦創立的廣義相對論被科學界公認為最美麗的科學理論。但是霍金和彭羅斯一道證明了廣義相對論是不完備的。他們指出,如果廣義相對論是普遍有效的,而宇宙間的物質分布滿足非常一般的條件,那麼宇宙時空中一定存在一些奇點。在奇點處經典物理的定律失效。人們通常談論的奇點是宇宙產生元初的大爆炸奇點和黑洞中的奇點。愛因斯坦早先否認過奇點的存在,他甚至還寫過論文以論證黑洞(那時還沒有這個生動的稱呼)的不可能性。霍金和彭羅斯的奇性定理表明了對引力的量子化是不可避免的。

第二,黑洞理論。人們知道,在經典引力論的框架里,黑洞只能吞噬物質,而不能吐出物質。黑洞的表面(視界)猶如地獄的入口,是一個有去無返的單向膜。霍金曾經證明視界的面積是非減的。1974年霍金髮表了《黑洞在爆炸嗎?》一文。這是20世紀引力物理在愛因斯坦之後的最偉大論文。在論文中,他把量子理論效應引進了黑洞研究,證明了從黑洞視界附近會蒸發出各種粒子,這種粒子的譜猶如來自黑體的輻射。隨之黑洞質量降低,溫度就會升高,最終導致黑洞的爆炸。在這被稱為霍金輻射的場景中,量子理論、引力理論和統計物理得到了完美的統一。黑洞理論是科學史上非常罕見的例子,它首先在數學形式上被詳盡的研究,後來才在天文學的許多觀測上證實了它的普遍存在。現在,人們的共識是,每個星系的中心都是一顆極其巨大的黑洞。

第三,無邊界宇宙理論。霍金在80年代初,創立了量子宇宙學的無邊界學說。他認為,時空是有限而無界的,宇宙不但是自洽的,而且是自足的,它不需要上帝在宇宙初始時的第一推動。宇宙的演化甚至創生都單獨地由物理定律所決定。這樣就把上帝從宇宙的事物中完全摒除出去。上帝便成了無所事事的「造物主」,它再也無力去創造奇蹟。亞里士多德、奧古斯丁、牛頓等人曾在宇宙中為上帝杜撰的那個關於「第一推動」的神話,完全是虛幻的。量子宇宙學的主要預言之一是關於宇宙結構的起源。若干年前,宇宙背景輻射探測者對太空背景溫度起伏的觀察證實了這個預言。

與此同時,霍金的健康依舊在惡化。雖然在 2005 年,霍金只能使用臉頰肌肉來控制通訊設備,即使這樣,這位「輪椅上的科學家」從沒放棄過對宇宙的探索,依舊孜孜不倦地工作。

同樣沒有丟失的,還有他對生活的信心。他嘗試讓自己的生活過得更有趣,甚至與常人沒什麼不同。

在熱播美劇《生活大爆炸》第五季中,霍金本色出演,客串了自己一把。他說,「如果生活沒有了樂趣,那將是一場悲劇。」

《生活大爆炸》劇照,霍金與謝爾頓。

2012 年,霍金還在國人趙曉凱收藏的北京奧運會火炬上印上自己的兩枚指紋,並留下了題詞:

To ensure the long term survival of the human race we need to disarm all nuclear warheads and promote world peace!

中文翻譯過來就是:「為了人類長期生存,為了世界和平,我們需要銷毀所有核武器」。

霍金曾坦言,自己最喜歡被視為是科學家,然後是科普作家,最重要的是,被視為正常人,擁有與平常人相同的慾望、幹勁、夢想與抱負。而他的勇氣、堅持以及他的天才與幽默卻鼓舞了來自世界各地的平常人。

霍金辦公室里貼有這麼一張照片和一段話:

翻譯過來大意是:

不論在何時何地,

不要盯著腳下的土地,

要仰望頭頂的星空,

要保持不滅的好奇,

以及對自然的永恆敬畏。

20 世紀 80 年代,霍金提出的無邊界設想的量子宇宙論,解決了困擾科學界幾百年的「第一推動」問題。1988 年,霍金與彭羅斯一起,因為證明「奇性定理」而獲得沃爾夫物理獎,他因此被譽為繼愛因斯坦之後世界上最著名的科學思想家、理論物理學家。

他還榮獲了英國劍橋大學盧卡斯數學教席,這是自然科學史上繼牛頓和狄拉克之後榮譽最高的教席。

霍金是如此優秀,如此鼓舞人心,以致於最近幾年在網路上他被被頻繁誤解,以致於被認為是「唯一一位活著但我們卻都以為他已經逝去了的偉人。」

不過這次,在這個靜悄悄如往常一般平淡的中午,霍金是真的離我們而去。

史蒂芬·霍金先生也許會說:再見,我回我的宇宙了。

但願我們也能永遠銘記他以及他所做出的貢獻、為人類帶來的勇氣,並予他回應:謝謝你告訴我們,這個宇宙沒有邊界。

(資料來源大多數為網路)

作者:秦。秦的情懷裡主人。喜歡跑步騎行徒步的文字遊戲程序猿,自帶百米加速13秒節能發動機;非雄性顏值鑒定專家;神秘天蠍座。

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