相知54年,霍金劍橋同門師弟撰文追憶
英國當地時間2018年3月14日凌晨,科學巨匠史蒂芬·霍金去世,享年76歲。
由於霍金生前的影響力,全世界都在關注這個消息,並以不同的形式表達了對這位傑出科學家的哀悼。
而在消息確認的第一時間,DT 君聯繫了霍金博士的同門師弟——英國皇家學會前會長、天體物理學家和宇宙學家 Martin Rees 爵士。Martin Rees 爵士授權DT 君發表其悼詞。
在這位曾與霍金博士共事多年的爵士的筆下,我們看到了霍金博士許多不為人知的精彩故事,並得以一窺其偉大的靈魂。
Martin Rees 爵士
Martin Rees英國宇宙學家和天體物理學家。大學畢業於劍橋大學三一學院數學專業。隨後在劍橋跟隨導師Dennis Sciama攻讀天文學,於1967年獲得博士學位。此間與霍金為同門師兄弟。1995成為皇家天文學家,2004-2012年擔任三一學院院長,2005-2010年擔任英國皇家學會會長。從二十世紀六十年代起,在對宇宙微波起源,星系起源和類星體等多方面都做出了重要貢獻。
主要研究方向為:(1)高能天體物理學--特別是伽馬射線爆發、星系核、黑洞形成和輻射過程(包括引力波);(2)宇宙結構的形成--特別是在宇宙「黑暗時代」末期以高紅移形成的早期恆星和星系。(3)一般宇宙學問題。
以下為文章全文,進行了基於原意的修改:
那是在 1964 年時,我剛入劍橋讀研後不久,便第一次遇到了霍金,他當時比我大兩屆,站不太穩,說話也很困難。那時他剛剛被診為患有退行性疾病,醫生認為他剩下的時間已經不長,可能還不夠他讀完博士。但他依然奇蹟般的活到了 76 歲,並最終成為了一名偉大的數學家與物理學家。他有關時間,空間和宇宙,以及他個人經歷的書籍暢銷世界,在人類漫長的歷史中留下了他的印跡。
天文工作者一般會習慣於使用一些量級很大的數字,但我可以向你保證,在霍金收到他的「死亡通知書」後,沒有什麼數字能量化他這 50 年來創造的奇蹟。
圖丨霍金與Martin Rees 爵士
值得嵌刻在墓碑上的發現
對天文學家和宇宙學家來說,20 世紀 60 年代令人激動。在這十年間,支持黑洞存在和大爆炸理論的證據開始逐漸浮現。
當時的霍金加入了一個頗為活躍的劍橋研究小組,該小組由 Dennis Sciama 領導。Dennis 是一位熱情而到位的導師,他敦促霍金將重點放在一個新數學概念上,該概念由倫敦大學的羅傑·彭羅斯(Roger Penrose)所提出的,並在當時的廣義相對論研究中剛開始得到重視。
圖丨羅傑·彭羅斯(Roger Penrose)
霍金在掌握了彭羅斯的理論後,迅速提出了對黑洞本質的一系列見解,以及我們所在的宇宙源於「大爆炸」後擴張過程的這一新論點。這一新穎的論點由霍金與另一位 Dennis 的學生喬治·埃利斯共同完成的,他們一起撰寫了名為「時空的宏觀結構《The Large-Scale Structure of Space-Time》的論文。
霍金的理論中尤其重要的是,它讓人們認識到黑洞的視界(將黑洞內部「不可逃脫」區域與外界隔開的一層「薄膜」)永遠不會減少。後來,以色列理論家雅各布·貝肯斯坦(Jacob Bekenstein)藉此進一步發展了與熵的概念。
圖丨以色列理論家雅各布·貝肯斯坦(Jacob Bekenstein)
而在隨後的幾十年里,霍金所提出的這些見解逐漸得到了實證支持,其中較為著名的一次是 2016 年黑洞碰撞所引發的引力波檢測事件。
在霍金 32 歲的時候,他被選為英國皇家學會會員。那時候的他已經非常虛弱,以至於我們中的大多數人都認為他或許已經「到頭了」。但實際上,這對當時的霍金來說還僅僅只是一個開始。
我們兩在同一棟建築里工作,我經常會幫他把輪椅推進他的辦公室,他會讓我打開一本關於量子理論的深奧書籍——原子的科學(the science of atoms),這並不是之前他所感興趣的話題。他即便在不能自己翻頁的情況下也時常會對著那本書靜坐數個小時。
我曾一度很想知道,他的大腦究竟在思考著什麼,或者他的能力是否已經開始「下降」。但就在一年之內,霍金提出了他一生中最為重要的想法之一,這個想法由一個公式體現,他甚至希望能把這個公式嵌刻在自己墓碑上。
重大科學發現通常是指,發現迄今為止在概念上無關的現象之間的聯繫。就像牛頓認識到造成蘋果下落的原因與使月球和行星保持在軌道上運動的原因相同一樣,霍金的「尤里卡時刻("eureka moment)」揭示了引力與量子理論之間的深刻而意想不到的聯繫:他預測黑洞不會完全是「黑色」的,而是會以一種特有的方式進行輻射。
雅各布·貝肯斯坦的黑洞具有「熵」的概念不僅僅是一個類比,這種輻射僅對那些質量小於恆星的黑洞來說具有重要意義,但至今還未有人發現這類黑洞的存在。
「霍金輻射」對數學物理學有著深遠的影響,弦理論的主要成就之一就是證實了他的想法。在他首次提出改概念後 40 年的今天,「霍金輻射」仍是理論物理中爭論的熱點之一。
事實上,哈佛的理論物理學安德魯斯特羅明格(Andrew Strominger,與霍金最近合作過的科學家)認為,這篇論文比歷史上的任何一篇論文都要令理論學家更「難以入睡」。
他對「宇宙膨脹」理論同樣做出了具有非常大影響力的貢獻,許多人認為宇宙膨脹理論描述了我們宇宙的超早期膨脹階段。在宇宙如何從初始的種子發展到最終的星系問題上,他獨立提出是由量子漲落(有點類似於黑洞的「霍金輻射」)造成的。他在 1982 年主持的一次重要會議上對這些想法進行了徹底的探討。隨後,他同 James Hartle 與 Thomas Hertog 合作,進一步把第二十世紀物理學的兩大理論——微觀世界的量子理論和愛因斯坦的引力和時空理論聯繫了起來。
基點與拐點
霍金取得的成就人們有目共睹,但劍橋仍是霍金整個職業生涯中的基點。
霍金年少時先是在倫敦附近的聖奧爾本斯上的中學,之後去了牛津。總的來講,你可以說他是一名「悠閑」的學生,但他出眾的才華還是讓他獲得了物理一等學位,以及進入劍橋研究生涯的入場券。
到了 70 年代末,他升至劍橋最著名的職位之一——盧卡斯數學教授席位(牛頓也曾擔任過該職位)。他在任 30 年,直至 2009 年退休,他在退休後仍擁有一個特別研究教授席位(special research professorship)。
圖丨牛頓
他的一生遊覽很多地方,是加利福尼亞州帕薩迪納理工學院和德克薩斯A&M大學的常客。他在他的後半生中持續搜尋著宏觀宇宙和與微觀(原子和量子理論)間的聯繫,併產生了對宇宙起源更為深層的見解,解決了類似「我們宇宙的大爆炸是否是唯一的?」的許多問題。
他有著在腦子裡解決問題的才能,但他後來在工作中會盯著學生或同事所寫下算式,並最終表示他是否同意這個算式,以及他認為在該算式的基礎上,之後可能會發生什麼。
1987 年,霍金不幸患上了肺炎,不得不接受氣管切開術,而這次手術意味著他所擁有的有限語言能力也隨之被剝奪。更糟糕的是,當時的他其實已經十多年沒有進行過寫作,甚至是使用鍵盤。他剩下的唯一溝通方式是把目光對準放於面前的字母表上的一個個字母來傳遞其所思。
圖丨霍金的電腦界面
但天無絕人之路,現代科技賦予了霍金一口其標誌性的「美式英語」。得益於現代科技,霍金可以用手指敲擊一個槓桿控制器,在面前的電腦上拼出他所想表達的東西。隨後寫出的句子會被一個語音合成器以「美式機器口音」大聲地讀出來。
不過,儘管所需的演講可以事先準備好,但日常的談話對於霍金來說依然可謂是一場艱苦的鬥爭。每拼寫一個單詞他都需要敲幾下槓桿,這樣下來,講一句話就要花費掉數分鐘。但天才總有他自己的辦法,他學會了如何用最少的詞來表達其所想,遍歷他的格言與預言,你總會看到其中閃耀著的智慧之光。
不過歲月仍舊給他帶來了溝通上巨大的挫敗感,在其晚年,由於他身體變得太虛弱,因而即便是通過面部肌肉或眼動的方式也無法有效地控制機器,使得溝通變得更加緩慢。
《時間簡史》與《萬物理論》
其實在做氣管切開術的時候,霍金已經完成了《時間簡史》的手稿,他希望藉此書能向廣大讀者描述他的思想,同時也能為他的兩個到了上大學年紀的孩子掙點學費。
肺炎痊癒後,在一位編輯的幫助下,霍金便恢復了工作。之後不久,美國版《時間簡史》出版並大獲成功,在暢銷書榜上連續出現了 237 周(四年半的時間),創下了前所未有的暢銷記錄。而其中還穿插了一段趣聞:在剛出版的時候,印書方將書中的一幅圖片放倒了,為此出版商試圖召回庫存中的書籍,但令出版商驚訝的是書籍早已銷售一空。由此可見《時間簡史》的受歡迎程度。
2014 年,霍金的傳記片《萬物理論》上映,該片根據霍金的第一任妻子簡· 懷爾德 (Jane Wilde) 所著的回憶錄改編,講述了霍金和簡始於劍橋大學的愛情故事及霍金患病前後的勵志傳奇,小雀斑埃迪·雷德梅恩(Eddie Redmayne 飾演霍金)也憑藉此片贏得了 2015 年金球獎劇情類最佳男主角獎。
圖丨《萬物理論》海報
儘管此片在一些方面省略或合併了霍金的一些科學研究方面的情節(出於電影角度,這些是可以理解的),但其在描述主要人物方面可以說超越了大多數傳記,即便是電影中對應的現實人物也對此片人物描述表示非常認可。其實早在這部電影之前,霍金的生活和工作就已被搬上了熒屏。在 2004 年,BBC 就製作出版了一部出色的電視電影《霍金的故事》,該片中飾演霍金的本尼迪克特·康伯巴奇 (Benedict Cumberbatch) 也因此片獲得英國電視劇學院獎最佳男演員獎的提名。
雖心靈囚禁,思維卻可自由漫步無際宇宙的靈魂註定會受到人們狂熱的崇拜。電影《萬物理論》敏銳地傳遞了霍金需要支持與幫助,一開始是來自學生,而後則需要一支護士團隊(由於護士團隊的加入,加之霍金的名氣與緊隨的名人壓力越來越大,其與簡的婚姻也陷入了破裂的邊緣)。在電影中我們只看到,簡 25 年來以驚人的奉獻精神支持著霍金的家庭生活與事業,而電影也就此便戛然而止,但它只記敘了霍金成年後的一半人生。
與簡的婚姻關係破裂後,霍金於 1995 年與照顧他的一個護士 Elaine Mason 結婚 (Elaine Mason 的前夫為霍金設計了語音合成器),但這段婚姻也在十年內宣告破裂。
圖丨霍金與Elaine Mason
後來,霍金所獲得的支持與幫助更多的是來自一些幫助者、私人助理及其家人。霍金的女兒 Lucy 就曾幫助霍金一起為孩子們寫科普書籍。霍金之後的很多理論在諸如《果殼中的宇宙》、《大設計》中給出了很好的描述與說明。雖然這些書的銷量與《時間簡史》不可相比,但這些書的可讀性更高,或許有更多的讀者會讀完全本。
圖丨霍金宇宙三部曲
《時間簡史》的成功使霍金成為國際明星。他參加了許多電視節目,出演了如《星際迷航》和《辛普森一家》電影電視,以及許多電視紀錄片和廣告。他在英國皇家阿爾伯特音樂廳以及美國和日本的類似場所的演講總是座無虛席,異常火爆。2000 年初,他還在美國總統比爾·柯林頓的白宮進行了演講。
圖丨霍金在《辛普森一家》中的形象
在 2009 年,奧巴馬總統頒發了他美國自由勳章 (US Medal Of Freedom),這一榮譽對任何外國人來說都是非常罕見的,不過對其而言,這隻算是他人生中的眾多獎項之一 (其中包括英國爵士榮譽稱號)。不過,霍金作為明星獲得觀眾最多的時候,大概還是他出席 2012 年倫敦夏季殘奧會開幕式的時候。
人生絢爛
2002 年 1 月,霍金慶祝了他的 60 歲生日,對於所有的科學家來說,這是一個值得紀念的時間。
那一天,來自世界各地的數百名頂尖科學家前來慶祝霍金的生日,同時紀念慶祝他的研究發現,並花了一周時間討論有關空間、時間和宇宙的最新理論。
對於霍金來說這才是他的「style」,既有科學還有慶祝。
活動最後,老頑童性格的霍金以乘坐熱氣球旅行的方式結束了他的生日慶祝。
霍金活到 60 歲著實令人驚訝,在當時很少人能想到他還能繼續走過 16 年的生命歷程。
霍金的第 70 歲生日是在劍橋舉行的一次國際科學家聚會上舉行的,當時的他看上去仍舊有著些許活力。他的 75 歲生日則是通過互聯網直播與幾百萬人慶祝的。
即便在過去幾年裡其身體有明顯的虛弱,但他仍然能夠藉助他的發聲合成器和精心準備的視覺圖像,發表有趣的有時還會有些感人的演講。
圖丨霍金在劍橋大學
他一直在繼續。直到他生前的最後一個十年,他仍然是許多學術論文的共同作者,在一些重要的國際會議上,你也能看到他活躍的身影。他在行動,他所做的事情,正是那些健康研究人員也希望能夠儘早實現的夢想。
他是一個固執的旅行者,即便呼吸變的孱弱,他依舊試圖扼住疾病的魔爪。
在訪問加拿大時,霍金沿著礦井走了 3 公里只為參觀一個地下實驗室,一睹其中正進行著的有名而精細的實驗。在後來一次旅行中,因身體惡化,他才在最後一刻才放棄了加拉帕戈斯(大龜群島)的旅行。在他所有這些旅行與日常工作生活中,都有助理和護士組成的隨行人員陪同。他的名聲,以及他自身的在公眾中樹立的魅力,為其贏得了所需的醫療護理,保護著他免受殘疾人經常遭受的一些的侮辱。
霍金並非是一個典型的書獃子科學家,他的性格並沒有沒有因挫折和障礙而受影響。他喜歡愉快的旅行,也喜歡看戲或看歌劇。他有著豐富的常識,並且樂意表達強有力的政治觀點。
不過,他的缺點也非常鮮明,他時常在其不熟悉的領域發表言論,這些言論有時往往還會引來過分的關注,比如說外星人或智能機器帶來危險等等。有時候,他也會為參加了一些由活動發起方預演好的媒體活動而感到矛盾。
圖丨霍金年輕時的照片,拿手帕的為霍金
他畢生致力於殘疾人運動,並且就在最近幾個月前他還參與了保衛英國國民醫療服務體系 (NHS) 的活動。
在個人層面上,他是一個感性的人,對他人的不幸很敏感。他曾寫到,在他的第一次診斷出來後不久,他變的很沮喪,但當他看到一個正處於白血病苦痛中的男孩時,他發現他是幸運的,自己也慢慢變得開朗起來。
此外,霍金也會密切關心著其他地區的政治活動。他曾在訪問以色列時,堅持要去西岸地區走走(約旦河西岸地區,巴勒斯坦和以色列之間長期鬥爭的中心地帶)。在 2006 年,報紙上就刊登過他坐在輪椅上被四周圍著好奇的拉馬拉人的照片 (拉馬拉,巴勒斯坦地區的城市,在約旦河西岸)。
更令人感興趣的, 是他在美國宇航局 (NASA) 的航天器「嘔吐彗星號」中「漂浮」的照片。他看起來非常開心,顯然是因擺脫了自己研究了幾十年的引力而欣喜不已,這些討人厭的引力曾經是多麼殘酷地束縛著他的身體。
當霍金 22 歲時,悲劇降臨到他身上。他被診斷出患有致命疾病,那時他對自己的期望降到了零。但正如他自己所說的,自那以後,一切所發生了的都將是財富。
他的一生如此成功,他的名字將載入科學史冊,數百萬人因他的暢銷書而打開了宇宙視野。更重要的是,他驚人的意志、力量、決心,他的傳奇人生都將鼓舞著人們勇於克服一切困難取得成就。
正如霍金本人所說的:無論生活多麼糟糕,總有你能夠做的事情。
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