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霍金:明星科學家是怎樣煉成的

2018-04-28 03:26李珊珊
人生與伴侶·共同關(guān)注 2018年4期
關(guān)鍵詞:簡史霍金的霍金

李珊珊

3月15日,物理學家斯蒂芬·霍金因病去世,享年76歲?;艚鹗怯鴦虼髮W著名物理學家,現(xiàn)代最偉大的物理學家之一,著有《時間簡史》等書。約兩周前,霍金參加節(jié)目,被問:“每個人都想知道,大爆炸前宇宙是什么樣的?”他給出答案:“宇宙的邊界就是它沒有邊界,大爆炸前宇宙什么都沒有?!?/p>

人們只知道這個人寫過《時間簡史》——一本可能是世界上最難看懂的暢銷書——全球銷量幾乎達到1000萬冊,但是卻很少有人知道,他以“物理”的名義,賣出的書超過了麥當娜的寫真集《性》。

無論如何,這是第一次,科學家的受歡迎程度擊敗了性感女星。這究竟是怎么回事呢?

普通的小時候

霍金的“傳奇人生”可以追溯到他的出生日期:1942年1月8日,那天正是伽利略逝世300周年紀念日?;艚鸪錾谝粋€典型的英國中產(chǎn)家庭,父母均為牛津大學畢業(yè)生,父親是醫(yī)生,母親婚后做家庭主婦。

除了那個極具偶然性的出生日期,小時候的霍金從未表現(xiàn)過什么驚人的天賦。不過,因為分班測試時發(fā)揮超常,霍金去了一個很好的班級,結(jié)果,他的成績在班級從未排名上游,一般是在20名上下。

小時候的霍金還有個比較像小天才的癖好,喜歡玩具火車、輪船和飛機,尤其喜歡把它們拆開,探究它們是怎樣運行的。他自己認為:“這是來自我對探究事物和控制它們的渴望?!焙芏嗄旰螅锌?,“從我開始攻讀博士之后,這種渴求才在宇宙學研究之中得到滿足。”然而,他無法否認的一點是,幼時的他只是經(jīng)常把東西拆開以窮根究底,對再把它們組裝回去卻束手無策。

12歲時,兩位朋友用一袋糖果打賭,說霍金永遠不可能成才。當然,他們錯了。不過,打賭正好也是霍金的愛好,但他經(jīng)常輸?shù)簟Kc某位科學家打賭:如果對方贏了,霍金替他訂閱一年的《閣樓》;如果霍金贏了,對方替他訂一年的《偵探》。16年后,賭局揭曉,霍金輸了,他卻很開心,因為打敗他的,是自己的新理論。

最抽象的和最基本的

做醫(yī)生的父親希望霍金去學醫(yī),但他不喜歡生物學,因為那個學科不夠抽象,“過于敘述性并且不夠基礎(chǔ)?!?7歲那年,雖然“考得很糟”,他還是拿到了獎學金,進了牛津大學的大學學院。

大學學院不設(shè)數(shù)學專業(yè),霍金申請了物理學,然而,仍然沒有什么火花在霍金與物理的碰撞中產(chǎn)生。在牛津的歲月里,他仍然沒有顯現(xiàn)任何“成才”的跡象,他的人生,仍然只是馬馬虎虎。

在牛津的4年間,他總共用功1000小時,“平均每天1小時”。為了通過期終考,他選擇了理論物理,他說,那是為了“避免記憶性的知識”,還在考試前夜因緊張而失眠。成績不好,處于一等和二等的邊緣,需要面試。面試時,一位考官問到未來計劃,霍金回答:我要做研究。最后,他拿到了一等的畢業(yè)成績。

霍金想研究的是宇宙學。在理論物理中,有兩個領(lǐng)域是最抽象也最基本的,一個是看不見摸不著的基本粒子,另一個是龐大的宇宙,霍金覺得粒子物理不如宇宙學抽象,前者更像生物學,“科學家們能做的只不過是和植物學一樣把各種粒子分門別類?!?/p>

所以,霍金去了劍橋,“當時的牛津沒人研究宇宙學,而劍橋的霍伊爾卻是英國當代最杰出的天文學家”——不仰望星空,只在紙上計算的宇宙學,在當時幾乎還沒有公開的合法地位。

迷茫

1960年代早期,主流物理學家傾向于認為,宇宙是個“穩(wěn)恒態(tài)”,它就在那里,過去、現(xiàn)在、將來都是如此。而霍金最初申請的導師霍伊爾,正是“穩(wěn)恒態(tài)”理論的主要捍衛(wèi)者。他本能地不肯承認宇宙有個開端,那是個太令人不安的假設(shè)。

但在當時,霍金到劍橋后,因為霍伊爾的學生夠多了,霍金又不是特別突出,就被改派給了西阿瑪。西阿瑪讓霍金去研究“馬赫原理”,霍金卻覺得,“這個原理沒有很好的定義”,他更感興趣的是宇宙學和廣義相對論,就每周跑去聽課。

面對新的學科,霍金遇到的一個麻煩是:他的數(shù)學不夠好,因為他在牛津的課程里沒有數(shù)學課。剛開始學廣義相對論時,“只能聽懂它的語言和方程,并沒有真正領(lǐng)會這門學科?!本驮谒q豫是否要繼續(xù)時,在一個非常冷的圣誕假期,一件改變他一生的事情發(fā)生了。

滑冰時,母親發(fā)現(xiàn),自己兒子在摔倒后要爬起來非常艱難?;艚鹱∵M了父親的醫(yī)院,住了3周,做各種檢查,目睹對面床上一個男孩死于肺炎。醫(yī)生告訴他,有一天,他會死于呼吸肌喪失功能,而他的壽命,也許只有兩年了。

拿著醫(yī)生開的維生素片,霍金回到學校,他覺得自己很倒霉,“也許已經(jīng)活不到博士畢業(yè)了?!彼鲐瑝?,聽瓦格納,“因為他和我的末日黑暗興味相投”。渾渾噩噩中,霍金邂逅了一個叫簡·瓦格納的圓臉姑娘,并和她訂了婚。

很多年后,有人問簡,為什么要跟一個只有兩年壽命的人訂婚?她笑了笑,說:“那個年代,人人都說蘇聯(lián)的核武器兩年內(nèi)就會打過來?!?h3> 轉(zhuǎn)折

為了結(jié)婚,霍金需要工作;為了找到工作,他得拿到博士學位。于是,平生第一次,他開始用功。在醫(yī)生宣判的死期臨近時,霍金的廣義相對論學習有了點眉目,而且,他遇見了彭羅斯。

彭羅斯比霍金大11歲,他有相當好的數(shù)學功底,當其他人正在費盡心思猜測求解方程時,他引進了一種新方法,不需要具體的求解方程,就能看出解的一些性質(zhì)。

根據(jù)愛因斯坦的理論,萬有引力與時空觀緊密相關(guān),在愛因斯坦看來,萬有引力最恰當?shù)慕忉尣皇莻鹘y(tǒng)的力,而是時間和空間的彎曲。當時空彎曲了,所有的物體走最短程的路徑,這些短程路徑看上去就像是引力作用在物體上而引起的。

黑洞就是時空彎曲的最有名的例子。在黑洞的周圍存在一個曲面,在這個曲面之內(nèi),光線的最短程線不會到達黑洞的外部。而彭羅斯證明,在大質(zhì)量天體塌縮成黑洞的過程中,必然存在一個點,所有的塌縮物質(zhì)在這個點之后就沒有了路徑,用幾何的語言來說,這是幾何上的奇點。在普通人看來,這是毀滅之點,因為越靠近這個點,引力產(chǎn)生的拉扯力越大,最終歸于毀滅。從物理學的角度來看,在這個點上,所有的物理學定律不再適用——這也就可以理解,很多物理學家討厭這個點,不承認它的存在。

從1965直到1970年,霍金和彭羅斯組成一個黑洞和嬰兒宇宙的研究小組,兩人一道將奇點的存在性證明推廣到更加一般的情況,包括早期宇宙。

看上去,他們成功了。在那個年代,編寫“現(xiàn)代宇宙學編年史”時,克拉夫?qū)懙溃骸?960年代中期真是現(xiàn)代宇宙學的一個分水嶺,我們觀測到了大爆炸的遺跡——微波背景輻射(已獲1978年度諾貝爾物理學獎);也給出了大爆炸這一現(xiàn)象的理論支持?!?/p>

很快,霍金順利畢業(yè),申請到了學院的一筆研究獎金,跟簡順利結(jié)婚,還度了一周的蜜月。他再也沒有聯(lián)系那個判他死刑的醫(yī)生,醫(yī)生也沒有聯(lián)系他。而他的病,看上去也忘了他,惡化的速度一天天慢了下來。

到1979年,霍金生育了3個子女,還獲得了盧卡斯教席——這是數(shù)學界最重要的一項教授名銜。

開始,也是結(jié)束

到了1982年,隨著醫(yī)療費和子女的教育經(jīng)費的節(jié)節(jié)攀升,又想不到其他賺錢法子,霍金開始打算發(fā)揮自己的專長去賺點錢。他想寫本關(guān)于宇宙的小書,讀者是廣大公眾,他要給那些對物理學和數(shù)學一竅不通的人解釋宇宙學,而且要讓書暢銷。

一位紐約的文化經(jīng)紀人接了兜售霍金寫作計劃的活兒,他對各大出版社說:“宇宙學以及霍金與疾病奮斗的故事是這本書暢銷的兩大保障?!弊罱K,美國的矮腳雞出版社用25萬美金的預(yù)付款和豐厚的稿酬買走了霍金的故事。

1984年,矮腳雞派了一個編輯與霍金合作這本書,霍金寫一段草稿寄給編輯,編輯列出一長串的問題及修改意見,協(xié)助他把科學問題用通俗易懂的語言重寫。

這本書寫得很不容易,其間,霍金因為肺炎不得不切開氣管,失去了說話能力,只能靠揚眉來進行交流。幸虧,很快就有人送了他一個協(xié)助溝通的計算機程序,讓他可以繼續(xù)寫作。

1988年,在霍金46歲的時候,他與彭羅斯一起獲得了物理沃爾夫獎,這本《時間簡史》也終于在美國出版了。

美國版封面上,編輯精選了一張霍金坐在輪椅上的凄慘照片,據(jù)說,這會使那本書的銷量至少增加一倍;相應(yīng)地,霍金也精選了愛因斯坦那個著名公式寫進書中,據(jù)說,這會使書的銷量減少一半。

然后,霍金就出名了:《辛普森一家》把他畫進了卡通片;億萬富翁出錢贊助他去體驗無重力實驗室;他的影響甚至超出了麻瓜世界,《哈里·波特》中,有魔法師在酒吧翻看《時間簡史》,哈里·波特版維基指出:“那是一本由矮腳雞出版社出版的,一個名叫霍金的麻瓜寫的時間旅行的指南?!?/p>

隨著《時間簡史》的熱銷,霍金的婚姻也走到了盡頭。1991年,霍金和簡離婚。4個月后,霍金娶了自己的護士伊萊恩·梅森,后者的前夫正是替霍金在輪椅上裝電腦和語言合成器的工程師。

2006年6月21日,科學大師斯蒂芬·霍金在北京友誼賓館與中國公眾見面,并回答提問。他說:“我是一個樂觀、浪漫,而且頑固不化的人。我想做很多事情。如果一個人沒有夢想,無異于死掉。”

宇宙,需要創(chuàng)造嗎?

2005年接受采訪時,霍金說:“我知道我的人生很難被描述為普通,但我確實覺得,在我心里,我就是個普通人。”但是,很少有人能聽懂這個“普通人”的話,然而,這不妨礙人們喜歡這調(diào)調(diào)??茖W家這個職業(yè)的從業(yè)者就該這樣。

有專欄作家問:難道有誰看懂了《時間簡史》嗎?一位家長公開回應(yīng):“我認為,看不懂這本書的人該去補補基礎(chǔ)物理知識。我17歲的兒子,一個物理成績總是在90分以上的中學生,就覺得霍金這本書很容易理解,他認為霍金該在書里介紹些更難的物理,而不總是這些簡單的東西?!?/p>

人們確實在讀那本書。邊讀邊討論,這位研究宇宙的科學家究竟是否認同上帝創(chuàng)世。

最初,人們以為他是站在上帝一邊的,《時間簡史》的結(jié)尾,霍金說:若能知道宇宙如何開始,“將是人類理智的終極勝利——因為那時我們知道了上帝的精神?!比欢?,再細看,那本書里還藏著一句:“時空是有限而無界的可能性,就表明著沒有開端、沒有創(chuàng)生的時刻?!痹谌ツ甑男聲洞笤O(shè)計》中,這類表述被提到了顯眼處,他說:“宇宙創(chuàng)造過程中,上帝沒有位置?!?/p>

1632年,伽利略68歲,出版了《關(guān)于兩種世界體系的對話》;2010年,霍金68歲,出版了新書《大設(shè)計》,并在一部紀錄片中表示:不要跟外星人說話,他們也許并非善意。又說:我們應(yīng)該相信存在外星人,而不是上帝。

(本文資料來源于霍金的《時間簡史》《果殼里的30年》《大爆炸、嬰兒宇宙及其他》,及BBC拍攝的紀錄片等。)

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