霍金:在轮椅上漫游宇宙
编辑: 发布时间: 2018-05-31    来源: TARGET
  

  爱看星星的少年

  “我出生于1942年1月8日,正好是伽利略逝世三百周年。我估计那天大约有20万名婴儿出生,不知道有没有其他人也会对宇宙学或者物理学产生兴趣。”

  有时候,发生在不同年代、相同日期的事件,会引发人们天马行空的想像。比如霍金,就曾对自己的出生日期表达过感想,“我出生于1942年1月8日,正好是伽利略逝世三百周年。我估计那天大约有20万名婴儿出生,不知道有没有其他人也会对宇宙学或者物理学产生兴趣。”目前来看,跟霍金同样出生在1942年1月8日那天的20万人中,也许有其他的科学爱好者,但霍金无疑是其中最有影响力的。

  一直以来,英国都有讲究出生门第的传统,而霍金这位大科学家却是名副其实的“平民”。霍金的祖上一直务农,他的曾祖父因为当过一位公爵的管家而积攒起一笔财富,后来自己买了一大块地,经营得有声有色,成为富有的农场主。然而随着第一次世界大战爆发,农场生意一落千丈,最后以破产告终。到了霍金的父亲弗兰克那一代,已经沦为平头百姓。好在弗兰克学习努力,获得了牛津大学的奖学金,跻身于知识分子的行列—尽管如此,他也完全称不上是富人阶层。

  但这样的家境依然能让霍金感到快乐。他在自传《我的人生简史》中,除了提到两位妹妹,更多次提及小时候在家里受到父母的言传身教。童年时期,霍金最着迷的玩具是电动火车。他曾回忆说:“我想,对模型火车、轮船和飞机的热爱,都体现了我内心想搞清楚某个系统是如何运作与控制的渴望。后来,我一直从事宇宙学的研究,并从中得到满足。若是能够理解宇宙运作之道,对我而言就仿佛是掌握了一切。”他甚至瞒着父母,花光自己所有的零花钱,买了一个电动火车玩具。此外,他还喜欢看星星。夜晚,一家人躺在草地上看星星,成为霍金少年时代最美好的回忆,也激发了他日后对天文、宇宙的兴趣。
到了中学阶段,霍金自然也无法避免当时流行的“阶级化”教育制度—学校会把学生划分为A、B、C三个等级。通常情况下,遭遇降级的学生都会受到严重打击,但霍金并不在意。他的成绩时好时坏,甚至考过全班倒数第三。“我的成绩从来没有名列前茅。此外,我的作业总是写得乱七八糟,字迹让老师们很难辨认。但当时的同学们已经给我起了个伟大的绰号—‘爱因斯坦’。我猜他们看出了我在思维方式上的优点。”可见,霍金自小不但清楚自己的喜好,也对自己充满了信心。说到底,他并不认为分数能反映一个人的真实才能。

  父亲的影响是霍金踏上科学研究的重要推力。长大后的霍金不止一次地表示,很感激父亲常带他到实验室接触显微镜,同时激发了他对科学与数学的兴趣。此外,父亲知道他对生物学没有兴趣,也就没有强迫他钻研下去,而是鼓励他多学些数学、化学方面的相关知识。正是得益于这样的成长经历,霍金在父亲的指引下顺利走过了该走的路。他很清楚自己喜爱和擅长的是什么。“虽然我是一名数学教授,但是自从17岁离开中学后,我从没有受过正规的数学教育,全靠自己边学边用而来。在校时,物理总是最无聊的科目,因为太简单明显了。相较而言,化学有趣多了,因为实验过程中总是充满了各种意外。物理和天文学可以让我们了解人类从何而来又为何在此,我渴望参透宇宙的奥秘。或许,现在的我获得了一点成功,但我想知道的仍是永无止境。”

  1959年,17岁的霍金前往牛津大学,攻读自然科学专业。最初的一年半时间,他并不适应牛津的生活,觉得学业“太简单了、简直毫无意义”,此外,他也不愿意参加社团活动。到第三年的时候,他开始逐渐热衷于参加古典音乐社团和科幻小说社团,还加入了牛津大学著名的赛艇俱乐部。根据他的回忆,在牛津的三年本科期间,他用于学习的时间加起来不超过1000小时。因此在最后的答辩阶段,他还是有些担心:因为他计划去剑桥大学攻读宇宙学博士,对方的入学条件之一是必须拿到一等荣誉学士学位,而霍金对此并没有把握。此外他也清楚,自己在牛津大学的老师眼中是一名懒散的学生。

  答辩时,老师问他下一步的计划,霍金回答说:“如果您授予我一等学位,我将去剑桥大学读宇宙学。如果是二等学位,我将留在牛津。因此我希望您授予我一等学位。”结果,他居然真的拿到了一等学位!

  不幸的是,在剑桥大学求学期间,霍金被诊断出患有肌肉萎缩性侧索硬化症,也就是“渐冻症”。当时,医生曾诊断身患绝症的他只能活两年。“渐冻症”让霍金逐渐丧失了活动能力,他的全身上下只有三根手指和两只眼睛可以活动,头朝右边倾斜,肩膀左低右高,双手紧紧并在当中。渐渐地,这成为了霍金的标志性形象。霍金被病痛禁锢在轮椅上,但他仍坚强地活了下来。疾病阻断了他对身体的控制力,却并未影响他的心智。

  1964年,英国皇家学会举办了一场学术活动。著名天文学家、宇宙大爆炸论的坚定反对者弗雷德·霍伊尔正在发表演讲,陈述他最新的研究结果。他的演讲忽然被打断,站在后排的一名年轻人高喊:“你弄错了!”霍伊尔很生气,反问对方原因,年轻人镇静地说:“我已经算出了正确的结果。”这位敢于质疑权威人士的年轻人正是22岁的霍金。而当时他已被诊断出罹患渐冻症,是拄着拐杖去参加学术讨论活动的。

  在科学上,霍金给人们留下最深的印象是他对于黑洞的研究。简单说来,可以用一句话表达他的理论:黑洞何时不再黑?在它爆炸之时。他继而成为他这一代的科学界领军人物,探索着万有引力和黑洞的特性。

  这项研究后来成为现代物理学史上的一个转折点。在1973年的最后几个月,当霍金开始将量子理论应用在黑洞上时,一套全新的理论在他脑海中自然而然地显现了。在之前漫长而艰巨的计算中,霍金困惑地发现,黑洞—那些传说中的宇宙末日的化身—并非真的就是黑的。他发现,黑洞也会熄灭,泄露出辐射和粒子,最终会爆炸,并在永恒的时间中消失。这意味着,黑洞所扮演的角色从之前人们认为的“破坏者”变身成为“创造者”—或者至少是“回收者”。

  一开始,没人相信粒子会从黑洞中出来,其中也包括霍金自己。经过反复计算,他的理论终于得到论证。1974年,霍金以《黑洞爆炸?》为题的论文发表于《自然》期刊。在对自然统一理论的艰苦追寻中,霍金的研究成为一个重要的里程碑。过去,人们用爱因斯坦的相对论理论描述大宇宙,用普朗克的量子理论描述微观粒子。而霍金的理论意在将这两种貌似平行、不会相交的理论连接起来,从而解释一个比人类之前所想的更为复杂的宇宙。

  “你可以问问,一个人跳进黑洞会发生什么。”霍金在1978年的一次采访中说,“我认为他肯定无法活下来。但是另一方面,如果我们把某个人送出去让他跳进黑洞,不论是他、还是组成他的原子都是回不来的,但他的质能会回来。或许这适用于整个宇宙。”

  这篇《黑洞爆炸?》的论文至今仍为科学家们称颂。宇宙学家、霍金的剑桥论文导师丹尼斯·W·夏马称之为“物理学史上最美的文章”。普林斯顿高等研究院的理论家爱德华·威登表示:“为了更好地理解霍金在那篇论文中的思想,我们已经实践了将近四十年。但至今我们可能还远远没能完全理解它,感觉仍然是崭新的。”

  虽然不能写字和说话,但是霍金的思维却遨游到了宇宙之间。霍金曾表示,应该用科学来揭开宇宙的奥秘,“我认为,我们将来的确会了解宇宙的起源和结构。事实上,现在我们已经接近实现这个目标。在我看来,没有任何障碍能够阻碍人类的思维的飞跃。”

  大众热爱的科学界明星

  “天堂只是童话,是害怕黑暗的人的童话。”

  “自阿尔伯特·爱因斯坦之后,霍金是唯一一位能如此吸引公众的想像并得到全世界几十亿人喜爱的科学家。”霍金生前的好友、纽约州立大学的理论物理学教授加来道雄曾如此评价他。

  能成为大众明星,主要归功于霍金1988年出版的《时间简史—从大爆炸到黑洞》。这本书讲述了关于宇宙的起源和命运,介绍了什么是宇宙、宇宙发展的最新状况和关于宇宙本性的最前沿知识,还解释了黑洞和大爆炸等天文物理学理论。一经出版,它就登上了《星期日泰晤士报》的畅销书榜单,并占据科普类书目“最畅销书籍”位置长达237周。后来,此书还被翻译成四十多种语言,在全球范围内销量超过一千万册。

  作为这个时代最有影响力的人之一,霍金的影响力也并非只限于学术界。他是一个超越了极限的人—在他的学术生活中显然如此,在他职业和个人生活中也一样。尽管离不开轮椅,他还是到世界各地参加科学会议,还到访过包括南极洲在内的所有大洲;写过个人传记(尽管没有《时间简史》那么出名);结过两次婚,养育了三个孩子;还曾出现在《辛普森一家》、《星际迷航:下一代》以及《生活大爆炸》等剧集中。

  霍金的第一次婚姻始于他就读剑桥大学宇宙学期间。1963年,他遇到了第一任妻子简·王尔德。当时,霍金已经被确诊为渐冻症,医生估计他只能再活两到三年。但简还是不顾一切地和他在1965年初举行结婚仪式,并协助他完成了博士学位。之后的几年,霍金病情恶化的速度比医生预期的要慢,还可以依靠拐杖行走。到了1970年,他无法行走,开始使用轮椅。随后,他的肌肉萎缩情况日益严重,全身能够活动的部分仅剩几个手指。1985年,霍金的身体出现严重的并发症导致肺炎,医生为其进行了气管手术,虽然救回了他的性命,但霍金自此失去了说话能力,只能依靠手指按动一个讲话器按钮来表达自己的思想以及与外界交流。在此情况下,霍金仍于1988年完成了《时间简史》一书并对外发表。

  之后,霍金克服疾病与身体上的障碍,以剑桥卢卡斯数学教授的身份持续进行研究,并于2001年发表第二本书作《果壳中的宇宙》。霍金相信,自己的疾病事实上也带来了好处,令他的生命历程更加有意思,“我再21岁时被确诊为渐冻症,对生命已经是零期望,此后的一切都是额外的好处。”

  由于身体不便,霍金的工作和生活必须依靠他人照顾,他一直很感激简陪在他身边三十年,照顾他的一切。两人于1995年正式离婚,随后霍金与照顾他的护士伊莲娜结婚,而第二段婚姻于2006年结束。

  对霍金来说,也许第一段婚姻更让他难忘,毕竟两人一起生活了三十年。即便是在离婚后,简依然向霍金提供工作上的协助。1999年,她出版了一本回忆录《飞向无限:和霍金在一起的日子》,讲述她陪伴霍金的岁月。这部回忆录后来被改编为电影《万物理论》,由詹姆斯·马什执导,埃迪·雷德梅恩、菲丽希缇·琼斯主演,并为雷德梅恩斩获了第72届金球奖剧情类最佳男主角。霍金本人对这部自传电影颇为满意,在拍摄期间还特意与他的扮演者雷德梅恩见面,不仅帮助其更好地理解角色,还同意将自己真实的声音用在电影中。电影首映时,霍金也是台下的观众之一,看着自己的大半生被搬上银幕,他默默地流下了眼泪。

  对于上帝和宗教的立场,霍金则认为自己是个无神论者。在其著作《大设计》中,霍金表示宇宙可以“无中生有”地凭空产生,所以不是非得加一个“上帝”的理念来解释宇宙起源。他曾说:“天堂只是童话,是害怕黑暗的人的童话。”至于死亡,“生命的尽头只有大脑颤动,其他什么都不存在。”
此外,霍金也一直致力于鼓励大众对太空产生兴趣。“我认为,地球上的生命不可避免地将面临危机,一次突发的核战争、基因改造病毒或其他危机,均有可能给地球造成毁灭性打击。人类如果不向太空出发,将无未来可言。因此我希望触发更多人对太空的兴趣。”他也认为外星生物的存在是“完全合理的假设”,但警告外星生物来到地球,可能只会掠夺地球资源后就离开,“就像哥伦布抵达美国之后对本土美洲人所做的一切。”

  2007年4月,距离自己65岁生日刚刚过去几个月,霍金登上了一架特殊改装的波音727零重力飞机。这种安装了衬垫的飞行器会沿着过山车式的轨迹飞行,创造暂时的失重。这是霍金为了实现登上理查德·布兰森的维珍银河公司“太空船二号”进行太空之旅而进行的准备。当被问及为何要冒这个风险的时候,霍金说:“我想让人们看到,只要精神没有残疾,人就不应被身体的残疾所限制。”

  更早之前,理查德就向霍金发出过邀请,希望他成为“太空船二号”首次太空旅行的客人,霍金也欣然接受了这个邀请。遗憾的是,尽管霍金接受了邀请,也接受了“失重训练”,但“太空船二号”的研发并不顺利,还经历过试飞事故,造成三人死亡,因此理查德的“太空旅游”项目迟迟没有推出。在得知老朋友霍金去世的消息后,理查德非常伤心,他表示,将会在“太空舱二号”的首次商业飞行中保留一个空位,以示对霍金的纪念。

  对宇宙的起源和本性的研究,令霍金在学术界享有很高的声誉。但对于普通人来说,人们更多地还是从霍金身上看到一种力量:在轮椅上漫游宇宙,思考万有引力的本质和宇宙的起源,始终怀有幽默感,成为人类意志力和好奇心的象征。英国广播公司曾展开“英国历史上最有影响力的100人”大型问卷,霍金排在第二十五位(第二十四位是英国现任女王伊丽莎白二世)。此外,还有一项针对青少年的问卷,调查他们最崇拜的偶像排名。位列第一名和第三名的分别是橄榄球明星约翰尼·威金森和大卫·贝克汉姆,霍金的票数排在第二位,远超贝克汉姆。

  在霍金76年的生命中,有将近50年的时间被禁锢在轮椅上。然而这并不妨碍他取得学术和生活的成就。霍金被认为是20世纪下半叶最重要的理论物理学家之一,是继爱因斯坦之后最有社会影响力的物理学家。获得如此评价,不仅离不开他在学术方面的贡献,也离不开他激人奋进的传奇经历。尽管他的传奇人生已经落幕,但他的故事和他留下的精神财富却将长久流传。

 

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标签: 霍金  剑桥  黑洞 
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