霍金走了,化作了深邃太空中的璀璨星辰
霍金走了,化作了深邃太空中的璀璨星辰
霍金1942年1月8日出生於英國牛津,出生當天正好是伽利略逝世300年忌日。據英國天空新聞等多家媒體,史蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking) 2018年3月14日去世,享年76歲,這一天,恰好是愛因斯坦誕辰。
被稱為「宇宙之王」的斯蒂芬·威廉·霍金走了,一位頑強的76歲科學巨人走了,他給人類留下了寶貴的科學財富。被禁錮在輪椅上的這位科學巨人頭顱里思考的是宇宙的起源和未來,尤其是為全人類的未來而擔憂。
霍金對人類的忠告
斯蒂芬·霍金在美國探索頻道2010年4月25日播出的紀錄片《跟隨斯蒂芬·霍金進入宇宙》中說,外星人存在的可能性很大,但人類不應主動尋找他們,應盡一切努力避免與他們接觸。
霍金認為,鑒於外星人可能將地球資源洗劫一空然後揚長而去,人類主動尋求與他們接觸「有些太冒險」。「如果外星人拜訪我們,我認為結果可能與克里斯托弗·哥倫布當年踏足美洲大陸類似。那對當地印第安人來說不是什麼好事。」霍金在2010年8月接受美國知識分子視頻共享網站BigThink訪談時,再曝驚人言論,稱地球200年內會毀滅,而人類要想繼續存活只有一條路:移民外星球。
霍金表示,人類如果想一直延續下去,就必須移民火星或其他的星球,而地球遲早會滅亡。霍金說:「人類已經步入越來越危險的時期,我們已經歷了多次事關生死的事件。由於人類基因中攜帶的『自私、貪婪』的遺傳密碼,人類正在一點點掠奪地球資源,人類不能把所有的雞蛋都放在一個籃子里,所以不能將賭注放在一個星球上。」
霍金認為,每個人現在都應該做好在外太空生活的準備。霍金以前就擔心地球終有一日會滅亡。他說,未來的100年可能是地球最危險的一段時期。他認為導致地球滅亡的威脅包括:核戰爭、基因改造過的病毒和全球氣候變暖等。現在,霍金認為小行星撞地球和人口爆炸式增長也會導致地球滅亡,他比以前更加堅定地認為人類應該在2117年之前離開地球。[4]
霍金在《大設計》中強調,宇宙不需要一個造物主或「上帝」,以「哲學已死」開篇,這意味著人類將從愚昧的自我奴役超脫出來,其否認了純哲學和宗教可以真正解釋自然,這也表明各大宗教只是古代精神世界探索未知,追求不滅解脫的體系,而非客觀真理。隨著時代的進步,人類文明也當奮起直追,不甘落後,這就是為什麼世代有識之士追求存在、生命和宇宙的意義。解決這些命題本來應該是哲學家的任務,可惜科學的高度發展使得哲學無法跟上。霍金在《大設計》的開篇中說到「哲學已死」就是這個意思。
今天的世界,有無數的孩子和青年人對霍金非常著迷,是因為霍金本身就是一個奇蹟、一個人類的奇蹟,也許正是霍金的奇蹟精神是今天的人們無比著迷。
霍金精神
樂觀幽默:數十年殘酷的病痛折磨,命運的無情清清楚楚地寫在了他已經嚴重畸形的身上.
命運給霍金以不公,霍金還命運以微笑,當年輕女記者提出命運讓霍金失去太多太多時,霍金依然以恬靜的笑著回答:
「我的手指還能活動,我的大腦還能思維;我有終身追求的理想,有我愛和愛我的親人和朋友;對了,我還有一顆感恩的心……」
這真誠的話語,讓我們看到了一個生活強者的形象.是啊,也許只有霍金才能做到——手指還能動,大腦還能思維,這已經讓他很滿足了.霍金還有擁有的許多的東西,如他還可以微笑!即使是再大的打擊,也無法破滅他堅強的意志、樂觀向上的生活勇氣和信念.霍金說過,「身體和精神不能同時殘障」「無論命運有多壞,人總應有所作為,有生命就有希望」.
愛好廣泛:2014年11月,霍金與Pink Floyd再度合作的單曲《Talkin"Hawkin》問世,令世人充滿期待。由於罹患肌萎縮側索硬化症,霍金全身肌肉萎縮,只能藉助貼在臉上的感測器感應臉頰肌肉運動打字,再用電腦聲音合成器發聲。這次是霍金與Pink Floyd的第二次合作,上一次是在該樂隊1994年發行的一張專輯中,霍金曾為單曲《繼續交談》誦讀歌曲引言。《時間簡史》的家庭影視版於1993年製成,在《銀河飛龍》影集中的《墮落》一集安排給霍金三分鐘時間表演,霍金飾演自己,在全息成像平台里與愛因斯坦、牛頓、生化人百科比賽撲克牌。霍金也曾經在動畫影集《飛出個未來》與情景喜劇影集《生活大爆炸》客串演出。
勇於挑戰:2014年,72歲霍金接受「冰桶挑戰」,子女代其冰水澆頭。霍金接受冰桶挑戰,子女代為被冰水澆。
感恩心態:身患重病50年,霍金沒有忘記給他幫助、支持、關懷的人.他沒有抱怨一切,相反,他為自己擁有的一切感到高興,霍金知道,微笑著與命運同行,才是最好的「感恩」!
霍金和中國
1985年,第一次來中國,在科大水上講演廳作天體物理的學術報告。
2002年,第二次來中國,在北京作主題為「膜的新奇世界」科普報告,向公眾闡釋他的關於天體演化的「M理論」。
2006年,第三次來中國,他帶來的仍然是自己關於宇宙學最新的研究,在香港科技大學體育館主持一個題為"宇宙的起源"的演講;在人民大會堂向北京的公眾講述《宇宙的起源》。
2016年4月12日,斯蒂芬·霍金開通新浪微博。
霍金的微博名為斯蒂芬霍金_StephenHawking,開通當日只發布了一條微博,用中英雙語寫的:「我的中國朋友們,你們好嗎?好久不見了!我上次拜訪中國是在2006年,當時在北京參加了一場物理會議,那次經歷非常難忘。我的首次中國之旅是在1985年,我那時候坐火車遊歷了你們雄偉的國度。這些旅行使我對博大精深的中國歷史和文化略有了接觸。不過現在,我可以通過社交媒體和你們交流了——通過這個微博,我希望和你們分享我的生活趣事和工作心得,也希望能在互動中向你們學習。」
霍金通過通俗演講,將自己的思想與整個世界交流,除了常在英國及美國發表演說,他90年代曾兩次到訪日本,2002年8月曾到訪杭州發表《膜的新奇世界》(BraneNew World),2006年6月在香港科技大學發表《宇宙的起源》時,轟動一時,被戲稱為受到「搖滾巨星」級的接待。霍金的聲望,令他多次獲邀到外地演說,常獲國家元首接見。
霍金的科學事業
1973年,他考察黑洞附近的量子效應,發現黑洞會像天體一樣發出輻射,其輻射的溫度和黑洞質量成反比,這樣黑洞就會因為輻射而慢慢變小,而溫度卻越變越高,最後以爆炸而告終。黑洞輻射或霍金輻射(包括de Sitter空間中的霍金輻射)的發現具有極其基本的意義,它將廣義相對論、量子場論和熱力學統一在一起,其為彎曲時空中的量子場論。1973年以後,他的研究轉向了量子引力論。雖然人們還沒有得到一個成功的理論,但是它的一些特徵已被發現。例如,空間-時間在普朗克尺度下不是平坦的,而是處於一種粉末的狀態。在量子引力中不存在純態,因果性受到破壞,因此使不可知性從經典統計物理學、量子統計物理提高到了量子引力的第三個層次。
1980年以後,霍金的興趣轉向了量子宇宙論,提出了能解決宇宙第一推動問題的無邊界條件。2004年7月,他承認了自己原來的「黑洞悖論」觀點是錯誤的。《時間簡史》的副題是從大爆炸到黑洞。史蒂芬·威廉·霍金認為他一生的貢獻是在經典物理的框架里,證明了黑洞和大爆炸奇點的不可避免性,黑洞越變越大,但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因輻射而越變越小,大爆炸的奇點不斷被量子效應所抹平,而且整個宇宙空間正是起始於此。理論物理學的細節在未來的20年中還會有變化,但就觀念而言,已經相當完備了。
他還證明了黑洞的面積定理。在富有學術傳統的劍橋大學裡他擁有幾個榮譽學位,是最年輕的英國皇家學會會員。在公眾評價中,被譽為是繼阿爾伯特·愛因斯坦之後最傑出的理論物理學家。他提出宇宙大爆炸自奇點開始,時間由此刻開始,黑洞最終會蒸發,在統一20世紀物理學的兩大基礎理論——愛因斯坦的相對論和普朗克的量子論方面走出了重要一步。
他因患肌肉萎縮性側索硬化症,禁錮在輪椅上達50年之久,卻身殘志堅,克服了殘疾之患而成為國際物理界的超新星。他不能書寫,甚至口齒不清,但他超越了相對論、量子力學、大爆炸等理論而邁入創造宇宙的「幾何之舞」——無邊界條件。儘管他那麼無助地坐在輪椅上,他的思想卻使人們遨遊到廣袤的時空,漸漸解開宇宙之謎。
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」(Unread Bestseller),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》(The Universe in a Nutshell)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。2006年,他在香港透露正與女兒合撰寫一套類似於《哈利波特》、但主題是理論物理學而非魔法的小說。
霍金繼承認外星人的存在後,又發表一個驚人論述:他聲稱帶著人類飛入未來的時光機,在理論上是可行的,所需條件包括太空中的蟲洞或速度接近光速的宇宙飛船。不過,霍金也警告,不要搭時光機回去看歷史,因為「只有瘋狂的科學家,才會想要回到過去『顛倒因果』。」
物理學家霍金在拍攝的一部有關宇宙的紀錄片時提到,人類其實能建造出接近光速的宇宙飛船,並且能夠進入未來。霍金甚至說,自己是因為擔心別人把他當成「怪人」,所以才不敢亂說話,也不願意多談有關時光機的東西,直到透過紀錄片後才敢大方討論。至於時光機的關鍵點,霍金強調就是所謂的「四度空間」,科學家將其命名為「蟲洞」。霍金強調,「蟲洞」就在我們四周,只是小到肉眼無法看見,它們存在於空間與時間的裂縫中。
他指出,宇宙萬物非平坦或固體狀,貼近觀察會發現一切物體均會出現小孔或皺紋,這就是基本的物理法則,而且適用於時間。時間也有細微的裂縫、皺紋及空隙,比分子、原子還細小的空間則被命名為「量子泡沫」,「蟲洞」就存在於其中。霍金指出,理論上時光隧道或「蟲洞」不只能帶著人類前往其他行星,如果蟲洞兩端位於同一位置,且以時間而非距離間隔,那麼宇宙飛船即可飛入,飛出後仍然接近地球,只是進入所謂「遙遠的過去」。因為在4度空間中,10分鐘也許是n小時。不過霍金警告,不要搭時光機回去看歷史。
史蒂芬·威廉·霍金表示,如果科學家能夠建造速度接近光速的宇宙飛船,那麼宇宙飛船必然會因為不能違反光速是最大速限的法則,而導致艙內的時間變慢,那麼飛行一個星期就等於是地面上的100年,也就相當于飛進未來。
霍金舉人造衛星為例,指衛星在軌道運行時,由於受地球重力影響較小,衛星上的時間比地上時間稍快。由此,霍金就設想出一艘大型極速宇宙船,可在1秒內加速至時速9.7萬公里,6年內加速至光速的99.99%,比史上最快的宇宙船阿波羅10號快2000倍。船上的乘客就是變相飛向未來,作出名副其實的時間旅行。
即使是在太空中,萬物也都有時間的長度,在時間中漫遊,意味著穿越該「4度空間」。
霍金舉例指出,開車直線行進等於是在「1度空間」中行進,而左轉或右轉等於加上「2度空間」,至於在曲折蜿蜒的山路上下行進,就等於進入「3度空間」。穿越時光隧道就是進入「4度空間」。
集一生精力研究黑洞的霍金,曾擔心黑洞可能只是理論上的概念,而現實中根本不存在。他為免到時自己變得一無所有,1975年他與另一名物理學家索恩(Kip Thorne)開賭:究竟黑洞是否存在。
根據90年代提出的M理論(超弦理論的一種),宇宙是十一維的,由震動的平面構成的。在愛因斯坦那裡,宇宙只是四維的(三維空間和一維時間),現代物理學則認為還有七維空間我們看不見。
根據物理學家的看法還應該有7個維。儘管有這麼多的維,這些維是看不見的,它們自身卷在了一起,被稱為壓縮的維。為了弄清這種看法,讓我們再以螞蟻為例展開我們的想像。我們可以設想一下,將螞蟻在上面行走的那張紙捲起來,直到捲成一個圓筒形。如果螞蟻沿著紙壁走,最後它又會回到出發點,這就是壓縮維的一個例子。
如果能沿著著名的莫比烏斯帶走,也會發生上述現象,當然,它是3維的,但如果沿著它走過,總是會回到出發點的。莫比烏斯帶從維的角度講是壓縮的,按照物理學它有3個維,但誰在上面行走,都只能認知成一個維。這就有點像左圖上的人:上行或下行,但永遠不會走到盡頭。如果螞蟻不是沿著紙筒彎曲的壁行走,它就永遠不會返回到原出發點。這就是二維(或者說被我們所感知的那種維)的例子,沿著它一直走,就不可能返回到原來的出發點。
霍金還由此進行大膽假設,宣稱如若人類掉入黑洞可能也不會消失。他說,不幸的太空旅行者不會被困在黑洞里,而是可以逃逸,但他們將無法回到原來的宇宙,而是會逃往另一個宇宙。「這是有可能的,不過黑洞必須足夠大。如果黑洞在旋轉,可能會生成通往另一個宇宙的通道。所以,如果你感覺你掉進了黑洞,不要放棄,還是有辦法出去的。」
經典黑洞理論認為,任何物質和輻射都不能逃離黑洞;而量子力學理論表明,落入黑洞的信息可以重新獲取,這個所謂的「信息悖論」已困擾科學界40年。2016年1月,斯蒂芬·霍金等人提出了新解釋:落入黑洞的粒子的信息部分被位於視界線(黑洞邊界)的粒子組成的「柔軟毛髮」所「俘虜」,這些信息並沒有消失,但很難還原和破解。霍金希望解開宇宙誕生之時的奧秘。
1970年代時,霍金將量子力學應用於解釋黑洞現象,在之後的30年中,用量子力學解釋整個宇宙已經變得更加困難了。霍金想找到一套可以完美解釋整個宇宙現象的理論來說明137億年誕生直到現在的宇宙,但是多年過去了就算無限接近他仍然沒有得出結論。
按照他的量子力學理論,宇宙誕生是大爆炸產生的,這是一個被壓縮的無限小卻具有超大重力的物質(也可以理解成密度無限大)爆炸的產物。因為現代量子物理學認定這種物質信息是永遠不會完全消失的。30多年來,霍金試圖以各種推測來解釋這一自相矛盾的觀點。霍金曾表示,黑洞中量子運動是一種特殊情況,由於黑洞中的引力非常強烈,量子力學在此時已經不再適用了。
霍金的這種說法並沒有讓科學界眾多持懷疑態度學者信服。現在看來,霍金終於給了這個當年自相矛盾的觀點一個更具有說服力的答案。霍金稱,黑洞從來都不會完全關閉自身——霍金輻射,它們在一段漫長的時間裡逐步向外界輻射出越來越多的熱量,隨後黑洞將最終開放自己並釋放出其中包含的物質信息。
70年代他與彭羅斯一道證明了著名的奇性定理,為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。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和最傑出的理論物理學家。
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