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霍金為何不朽:作為漸凍人對(duì)物理學(xué)作出巨大貢獻(xiàn)

2018/3/15 11:22:32 |  3429次閱讀 |  來(lái)源:知識(shí)分子 企鵝號(hào)   【已有0條評(píng)論】發(fā)表評(píng)論

 斯蒂芬?霍金的科普著作《時(shí)間簡(jiǎn)史》幽默地介紹,牛頓出生于伽利略去世之年,而霍金出生于伽利略去世日(1942年1月8日,伽利略去世整整300年忌日),擁有牛頓曾經(jīng)擔(dān)任過(guò)的劍橋大學(xué)盧卡遜講席教授之職,被廣泛認(rèn)為是繼愛(ài)因斯坦之后最杰出的理論物理學(xué)家。顯然霍金以這些為榮。不知道霍金在彌留之際,有沒(méi)有幽默地想起,他去世于愛(ài)因斯坦的139歲生日(3月14日)。如果他想到,大概會(huì)有點(diǎn)小得意吧。

  霍金是經(jīng)過(guò)從伽利略到牛頓,再到愛(ài)因斯坦幾次升級(jí)的引力物理學(xué)的杰出傳人。他對(duì)廣義相對(duì)論和宇宙學(xué)作出了巨大的貢獻(xiàn)。雖然很難說(shuō)霍金是“愛(ài)因斯坦之后最杰出的理論物理學(xué)家”,但可以說(shuō)是最杰出的之一。“理論物理”的含義有時(shí)并不明確。比如霍金曾經(jīng)作過(guò)一個(gè)演講,題目是“理論物理的末日是否已經(jīng)到來(lái)”,這里的“理論物理”特指廣義相對(duì)論與量子力學(xué)的統(tǒng)一。如果說(shuō)他是愛(ài)因斯坦之后最著名的科學(xué)家,那應(yīng)該沒(méi)問(wèn)題。

  1962年,牛津大學(xué)的本科生霍金知道自己只對(duì)理論感興趣后,在理論粒子物理和宇宙學(xué)之間選擇了后者。因?yàn)樗X(jué)得粒子物理像植物學(xué),只有粒子,沒(méi)有理論,而宇宙學(xué)有一個(gè)很好的理論(廣義相對(duì)論)。這只是反映了他當(dāng)時(shí)作為學(xué)生的品位。其實(shí)粒子物理當(dāng)時(shí)正在建立標(biāo)準(zhǔn)模型的過(guò)程中,“沒(méi)有理論”也正是一個(gè)機(jī)會(huì)。不過(guò)霍金幸運(yùn)的是,當(dāng)時(shí)宇宙學(xué)和天體物理也正要大發(fā)展。牛津沒(méi)有宇宙學(xué)家,劍橋有著名的霍伊爾教授。所以霍金申請(qǐng)劍橋,得到有條件的錄取,需要畢業(yè)等第達(dá)到一等。結(jié)果就是他跟牛津的面試?yán)蠋熣f(shuō),如果他得到一等,就去劍橋,否則繼續(xù)待在牛津。這種風(fēng)格后來(lái)在霍金的演講和打賭中經(jīng)常表現(xiàn)出來(lái)。

  20歲的霍金雖然拿到一等畢業(yè)等第來(lái)到劍橋,但是并沒(méi)有如愿成為霍伊爾的學(xué)生,因?yàn)榛粢翣栍刑鄬W(xué)生,又是大忙人,經(jīng)常要去美國(guó)的天文臺(tái)?;艚鸨环峙浣o他沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)的西阿瑪講師。這是霍金的幸運(yùn)。一方面,與名人霍伊爾教授相反,西阿瑪講師總是待在學(xué)校,隨時(shí)為學(xué)生提供各種幫助,讓學(xué)生自由成長(zhǎng)。還有另一方面的幸運(yùn)。當(dāng)時(shí)穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué)(認(rèn)為宇宙一直存在)和大爆炸宇宙學(xué)(認(rèn)為宇宙起源于一次大爆炸)還沒(méi)有分出勝負(fù),霍伊爾正是是穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué)的頭面人物,在一次BBC廣播節(jié)目中,他以諷刺的口吻為“大爆炸宇宙學(xué)”起了這個(gè)名字。而西阿瑪對(duì)兩種理論沒(méi)有偏好,對(duì)大爆炸宇宙學(xué)沒(méi)有偏見(jiàn)。導(dǎo)師的這種態(tài)度顯然也是很重要的?;艚鸬倪@個(gè)經(jīng)歷值得年輕學(xué)生們參考。

  霍金剛過(guò)完21歲生日就被診斷出肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥,又叫運(yùn)動(dòng)神經(jīng)細(xì)胞癥、盧伽雷氏癥,俗稱漸凍癥。霍金經(jīng)歷了一陣低沉,沉醉于瓦格納的歌劇。后來(lái)在父親的建議下,回劍橋繼續(xù)學(xué)業(yè)。在劍橋火車站遇到了原來(lái)有點(diǎn)認(rèn)識(shí)的簡(jiǎn)?瓦爾德。兩人相戀,這給了霍金支撐。

  霍金的研究工作也逐漸有了起色。給霍伊爾及其學(xué)生的一個(gè)理論做修正成為他的第一個(gè)工作。當(dāng)時(shí)在倫敦伯貝克學(xué)院任教的彭羅斯在很寬泛的條件下證明,引力塌縮中,普遍存在奇點(diǎn)(密度與時(shí)空曲率無(wú)窮大的點(diǎn),從而廣義相對(duì)論失效)。霍金將此用到宇宙膨脹中,證明宇宙膨脹開(kāi)始于一個(gè)奇點(diǎn)。這成為他的博士論文的另一部分。

  1965年,大爆炸宇宙學(xué)基本上已經(jīng)戰(zhàn)勝了穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué),西阿瑪和他的學(xué)生選擇了大爆炸陣營(yíng),霍金因?yàn)闆](méi)有做霍伊爾的學(xué)生而慶幸。夏天,霍金博士畢業(yè),被錄取為李約瑟任院長(zhǎng)的劍橋Gonville和Caius學(xué)院的研究員(劍橋的一種職位,學(xué)院提供薪水,在系里做研究,相當(dāng)于沒(méi)有固定導(dǎo)師的博士后),并與簡(jiǎn)結(jié)婚,后來(lái)有了3個(gè)孩子。我在劍橋工作期間,曾經(jīng)去一朋友家作客,得知那套住房曾經(jīng)是新婚的霍金夫婦租住的房子。

  霍金在同行中逐步有了名氣。他與彭羅斯

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