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爱因斯坦生日这天,霍金去世了:一个传奇终是回到了星辰

图片:Lwp Kommunikáció / CC BY

霍金为什么被给予高度评价?其学术地位如何?

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首先必须承认一个事实,自进入 20 世纪以来,大部分自然科学都渐渐发展到很高的高度,几乎不可能有哪个人研究领域涵盖一个大的专业分类。

如果把科学史比成一棵树,亚里士多德时代一个人就可以占据一截树干,从数理化到哲学都是大拿,到牛顿时代就只能占据一两根主枝了;爱因斯坦时代,已经开始出现多位大牛共同建立和完善一套理论;到现在,每位大师都是一片树叶,拥有一个或几个“定理”,他们都是各个领域的最尖端,但是这棵大树的分支太细了,可以说科学的“英雄时代”已经过去。

人们总是希望看到英雄的,不可否认霍金在理论物理方面做出了极大的贡献,但是真正让他成为现代物理学形象代表的并非他在理论物理上的成就,霍金同时也是一位科学思想家和科普作家,特别是最后一个身份让他成为一个大众明星。再加上他身残志坚的传奇经历,不难理解为什么他会成为物理学的“英雄”了。

可能大家更想知道的是,如果抛开大众形象不谈,抛开思想成就不谈,只拼武功高低,那么是否有比霍金更高明的高手。很抱歉,这个真没法比,每位大师都在自己的研究领域有开创性的成就,很难说谁的成就更有价值。如果说同级别高手,那太多了。但是要注意,如今的理论物理流行的是合作,“奇性定理”就是霍金和 Penrose 共同证明的,大师们互相引用彼此的成果也是常态,所以很难说谁高谁低。

可以说,霍金是物理学界的一面旗帜,物理学需要这样一个“最伟大”的英雄,而且他也确实有资格成为这个英雄。

斯蒂芬 · 霍金(Stephen Hawking)去世,享年 76 岁,如何评价他一生的贡献?

新发现,欧洲科学人文杂志第一品牌
2005 年,世界最知名的天体物理学家史蒂芬 · 霍金在剑桥大学接受了《新发现》的法国合作者 Science&Vie 杂志记者的独家专访。以下为内容节选,文后附采访实录。

假如一个人的知名度能以因特网上检索结果的数量来衡量,那么史蒂芬 · 霍金的知名度一定令人惊讶。不信吗?那么就请你在 Google 的检索栏里输入“Stephen Hawking”,你将会得到 1,120,000 个搜索结果。

他是一个敢于直面时间和生命的人。1963 年,当医生诊断出他患了卢伽雷氏症肌萎缩性侧索硬化,是一种能导致瘫痪和死亡的运动原神经细胞类疾病)时,他们认为他最多只能再活两年。而这一年,他才 21 岁,刚刚以优异的成绩(尽管他自诩每天只工作 1 个小时)在牛津大学完成了自然科学的学业,他的父亲曾在这同一所大学学习生物和医学。完成大学学业并非出于他的个人爱好或信念,而是为了博得父亲的欢心。他的父亲为人严厉,有 4 个孩子,一直希望作为长子的他能继承自己的事业。但是,霍金的心中却燃烧着与之完全不同的激情。1993 年,他在《黑洞与婴儿宇宙》(《Black Holes and Baby Universes》)一书中向我们揭示,还只有 13 岁的时候,他已经知道自己想要做的事情了:“物理学和天文学为我们了解自己是从哪里来又为什么会在这里提供了希望。我想探究宇宙的浩瀚。“

童年的梦想把他从绝望中拯救出来

当他的躯体逐渐摆脱思想和意志控制的时候,他的童年梦想刚刚开始实现——当时的他正在剑桥大学准备一篇宇宙学方面的论文。也就在此前不久,他结识了简·维尔德 (Jane Wilde)——他未来的妻子,当时她还是一个研究葡萄牙中世纪文学的大学生。霍金后来所著的《时间简史》就是献给她的。

霍金没能战胜疾病——但疾病也没能战胜他。四肢瘫痪的年轻大学生此刻突然发现生活是如此值得去珍惜。现在,他已经 63 岁了,有 3 个儿女(罗伯特、露西和提姆)和一个孙子。后来他和简离了婚,之后又和照顾他的一名护士伊莱恩·梅森(Elaine Mason) 结了婚,这是他的第二次婚姻。今天,他是世界上一些最重要人物的座上宾,包括政府首脑、教皇、好莱坞明星……病魔逐渐地侵蚀着他的躯体,将他囚禁在轮椅和缄默中,他却在追寻童年梦想的过程中拯救了自己。他要探索宇宙的奥秘和浩瀚。

在 2001 年出版的《果壳中的宇宙》一书中,他引用了莎士比亚名剧《哈姆莱特》里的台词。那是年轻的王子面对世间的平庸所发出的抗争和呐喊:“即便我被禁锢在一个核桃壳里,我仍自认我是个无疆限之君主。”

在探索宇宙真实面目的艰难旅途中,霍金获得了许多重要的发现。比如,他发现,运用爱因斯坦的广义相对论,可推知宇宙中必然产生一些独特的天体——黑洞,在那里,引力使时空发生巨大的变形,以至于变得难以定义(这是 1970 年的事情,这一年他的女儿露西出生)。还有,他发现黑洞并不是完全黑暗,而且能发出微弱的辐射(这种辐射被科学界称为“霍金辐射”,1974)!在与病魔顽强的斗争中,他仿佛找到了某种神奇的力量,使他得以继续生活和思考下去。

“每一个接触过史蒂芬 · 霍金的人都会被他身上散发出的人格魅力和顽强精神所震撼。”这是法国高等科学研究院的理论物理学家、爱因斯坦研究专家蒂博·达莫尔 (Thibaud Damour) 在谈到霍金时对我们说过的话。他是霍金的好友,每次去剑桥,只要有时间,总会去霍金家与他共进晚餐。他对我们说:“我非常喜欢他。他是一个有着深刻思想的人,并且因其智慧、幽默和个性而充满魅力。我非常欣赏他所做的一切。尽管身体有非常严重的残疾,但他依然能够保持非常高的学术水准。他是一个实实在在的勇者的榜样。每当我身心疲惫的时候,就会想到他,于是又振作起来。”这位物理学家还记得有一次他和霍金下棋的事:“晚饭后我和他下棋。霍金告诉我他的棋怎样走,我帮他移动棋子。下棋的过程中,我感到他想赢棋的强烈愿望。这种顽强和执著正是他个性的突出表现。可能正是这种顽强和执著才使他得以在身陷残疾的情况下继续工作。我曾告诉过他我要在 23 点的时候准时离开。到了 23 点的时候,棋还未下完,但我略占上风。霍金还想再下一会儿,这样他就有赢的机会。我告诉他时间已经很晚了。后来,看到他失望的样子,我只好对他说这盘我俩都赢了。”

充满诗意的宇宙模型

史蒂芬· 霍金出生于 1942 年月 8 日,正好是伽利略去世 300 周年的纪念日。1979 年(他的第二个儿子提姆在这一年出生)他获得了享有盛名的剑桥大学卢卡逊数学教授的头衔,而 3 个世纪以前拥有此项殊荣的人正是牛顿。“他每天都来,非常恪尽职守,积极参与系里的工作。他会提出他的意见和建议。虽然他的身体残废了,不能动弹,但他是一个个性鲜明、意志坚强、充满幽默、敢于表达自己内心思想的人。他有自己独特的生活方式。”这是霍金的顶头上司提姆·巴特雷 (Tim Padley) 对他的评价。

他当然不可能去做一个健康的人才能做的事情,比如说给本科的学生上长达几个小时的课。但他对自己指导的 6 位博士生却非常认真,从不缺席每周二上午在他的办公室里与这些弟子的碰头会。克利斯多弗·卡尔法对此回忆说:“史蒂芬 · 霍金只做大的方面的指导,具体的工作由我们去做。他有一种非同寻常的直觉,而且解决问题的方法非常直观。”他的弟子们则帮助他准备手稿和讲演,并陪伴他外出旅行。

和许多其他物理学家一样,史蒂芬 · 霍金也在寻找一种能够将爱因斯坦的广义相对论和量子力学结合起来的“统一”理论。但是,他首先想做的事情是证明宇宙是从虚无中自发地产生,既没有所谓的“创世主”,也没有特殊的先决条件。“人们习惯认为,上帝的出现使‘为什么’的问题不复存在,但史蒂芬 · 霍金却想回答这个问题。他对物理学的研究可以说已经上升到哲学的高度。”霍金的法国弟子发表了他的看法。

为达到这一目的,霍金最为著名的尝试是在 20 世纪 80 年代提出的充满诗意的“无边界”宇宙模型在其他物理学家们看来,霍金的这种模型目前还缺乏数学方面的论证来证实其有效性。但不管怎样,霍金的努力和他的研究成果赢得了同行们的尊重:“他比一般的研究人员要优秀得多。他有许多创见,而且做过很多计算,包括最近。今天人们还常常拿他的这些计算作为参照。”霍金的崇拜者常常将他与爱因斯坦相提并论,这是名副其实还是出于对偶像无法抗拒的崇拜?

爱因斯坦是一位天才,史蒂芬 · 霍金不是爱因斯坦,但他是一位伟大的科学家,是第一个将相对论、量子力学和热力学联系起来的人。他的研究成果一定会载入史册。他在 1974 年有关黑洞辐射和熵的发现是一项非常重要的发现。有些人说他有点过于喜欢权威。我认为,如果科学能具有人文的面孔将会是一件好事。”霍金的法国弟子如是说。而霍金正是科学走向人文的最好代表。

“他把一切都献给了科学。只要有一个新的想法在他的脑子里出现,他就不会放弃,就像翻滚的波涛,什么也不能阻止。”他的女儿露西在谈到父亲时,语气中流露出几许伤感。这是一个生活在父亲巨大成功阴影下的孩子的伤感,是一个从未听到过父亲声音的孩子的伤感。“我生于奇特的光环之下,也将死于其中……”


附采访记录:

记者:您曾经写过《时间简史》(A Brief History of Time),现在您又写了一部,如果直译的话,应该叫《更简短的时间简史》(A Briefer History of Time)。时间历史的结局到底会是怎样?宇宙到底还有什么?

史蒂芬 · 霍金:书名只是一个玩笑。我想做的事情,是写一本有关宇宙历史的更清楚、更简单的书。

记者:我们的很多读者常常问我们这样两个问题:宇宙之外还有什么?大爆炸之前曾经有什么?而我们总是给他们同样的回答:什么也没有。这种回答常常让他们感到非常失望。您是否可以给他们一个更好一点的回答?

史蒂芬 · 霍金:(露出一丝微笑)在现代的某些理论看来,宇宙是存在于一个具有多维空间的膜(Brane)或表面上。在我看来,询问在大爆炸之前有什么就好像询问在北极的北面有什么一样。这个问题尚无定义。

记者:在新书中您多次提到上帝,您所说的上帝到底是什么?

史蒂芬 · 霍金:我所说的上帝并非指某个神,我使用这个词的意义与爱因斯坦差不多,他所说的上帝指的是大自然的法则。

记者:您是否认为您的“无边界理论”的宇宙模型——根据这个模型,宇宙在其形成之时没有任何先决的条件——是回答有关“创世问题”的最好办法并由此证明没有“创世主”?

史蒂芬 · 霍金:发生大爆炸时,宇宙还很小、很炽热、密度很大。很难想象有什么样的先决条件能在这种情况下发挥作用。探讨这个问题的方法就是探究想象的时间,而它其实就是空间的维,并且将宇宙看作是没有边界的。这样就避免了依赖先决条件的必要。回到正常的时间后,我们可以观察到一个自发地从虚无中产生的宇宙。

记者:您认为这种模型能在试验中得到验证吗?如何验证?

史蒂芬 · 霍金:“无边界理论”预言宇宙要遭遇一个膨胀阶段,从总体来看,这和我们的观察相符。

记者:假如地球以外的地方存在生命,您认为这种生命与我们了解的形式相似还是不同?

史蒂芬 · 霍金:地球以外有智慧的生命吗?还是严肃点吧,假如地球以外存在智慧的生命,那它一定与我们相距遥远,否则,它早已光顾我们的地球了。我认为,如果有外星生命来造访过我们,我们一定会知道的,就像电影《独立日》或是《世界大战》描述的那样。

记者:在所有的科学家当中,谁对您最有启发?为什么?

史蒂芬 · 霍金:伽利略和爱因斯坦。伽利略是现代第一个做过许多重要观察的科学家。爱因斯坦则是当代最伟大的科学家,但他也有一些“死角”,比如在量子力学和引力消失等方面。

记者:假如您见到伽利略和爱因斯坦,您会对他们说些什么?

史蒂芬 · 霍金:伽利略一定想了解现代科学的一切,我认为他会了解得很快。对爱因斯坦,我会对他说他在黑洞的问题上错了。

记者:您目前的计划是什么?

史蒂芬 · 霍金:我在研究黑洞。( 据了解,史蒂芬 · 霍金正和他的法国弟子克利斯多弗·卡尔法一起试图用数学的方法证实掉到黑洞里的信息没有消失。)

记者:您是否真的愿意将 S= 1/4A 这个将引力理论和量子理论因黑洞而联系起来的方程式作为您的墓志铭?(S 代表一个黑洞的熵,A 代表它的面积(aire))

史蒂芬 · 霍金:(露出微笑)我不应该开玩笑,别人会把我所说的一切都当真的。

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Par Akela SARI/Valerie GREFFOZ

编译 陈淇

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