霍金逝世一周年,致敬宇宙奥秘探索者!

邵红能 知识就是力量 2019-03-14

撰文/邵红能  

绘图/王叙

本文选自《知识就是力量》杂志


今天是2019年3月14日,

也是霍金去世一周年的忌日。

斯蒂芬·威廉·霍金
英国著名物理学家、宇宙学家。1959年进入牛津大学学习,1965年获得剑桥大学博士学位,并留在剑桥大学工作。他的主要研究领域是宇宙论和黑洞,提出了“黑洞蒸发理论”和“无边界的量子宇宙论”,还于20世纪70年代与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理,从而获得了1988年的沃尔夫物理奖。代表作有《时间简史》《果壳中的宇宙》等,被誉为“继爱因斯坦之后世界上最著名的科学家和最杰出的物理学家”。


霍金不仅是当今世界最知名的物理学家,

同时也是天才的科普作家。

他既能研究高深莫测的宇宙物理学,

又能把这些高深的理论写得深入浅出。

霍金凭着坚毅不屈的意志,

战胜了疾病,创造了一个奇迹。

他对生命的热爱和对科学研究的热忱,

是值得我们学习的。

勤学好问,兴趣广泛

1942年1月8日,霍金出生于英国牛津市的一个知识分子家庭,这一天正好是伽利略逝世300周年。霍金的父母均毕业于牛津大学,而且很注重霍金的教育,这对他的成长有很大的影响。

少年时的霍金(左)和他的朋友

霍金少年时期成绩就很突出,但却在13岁那年的拉德雷特考试时,因病未能进入更好的西敏公学,而是继续留在圣奥尔本斯公校就读。在这里,他有很多挚友,他们一起玩图版游戏,制造爆竹、模型飞机和模型船艇,以及讨论有关基督教和超感官知觉的问题。15岁时,霍金学习到宇宙正在膨胀的理论,这使他非常惊讶。静态宇宙似乎那么合乎自然,永远持续地存在;而膨胀宇宙会随着时间流逝而扩张,最后形同真空,这概念似乎很不合理。

刚开始,虽然霍金被同学们亲切地称为“爱因斯坦”,但他在学术上的成绩却不尽如人意。在中学时代的后两年,班上来了一位数学教师——迪克岚·挞塔。在他的启发下,霍金对数学和物理学产生了浓厚兴趣。回忆起中学的学习,霍金说道:“在少年时,我对所有科学都一视同仁。十三四岁后我知道自己要在物理学方面做研究,因为这是最基础的科学。尽管我知道中学物理课内容太容易、太浅显,但物理学和天文学有望解决我们从何处来和为何在这里的问题。我想探索宇宙的底蕴。”1959年,17岁的霍金顺利考入牛津大学,并于三年后毕业。后来他又进入剑桥大学理论物理专业读研究生。

1963年,21岁的他不幸被诊断出患有“肌肉萎缩性侧索硬化症”(即“运动神经细胞病”),医生断言身患绝症的他最多只能活两年。于是,他更加努力,想用仅剩的短暂时间做点有价值的事。在医生宣判的死期临近时,霍金的广义相对论学习有了点眉目,而就在这时,他遇见了彭罗斯。1965—1970年,霍金和彭罗斯组成一个有关黑洞和婴儿宇宙的研究小组,两人一道将奇点的存在性证明推广到更加一般的情况,包括早期宇宙。霍金很快毕业了,他同时成功申请了一笔奖金用于学术研究。接下来是和心爱的简结婚,而那个宣判霍金死刑的医生再也没联系他。霍金的病奇迹般地好了起来。

年轻时的霍金

化繁为简,致力科普

1973年,霍金考察黑洞附近的量子效应,发现黑洞会像天体一样发出辐射,其辐射的温度和黑洞质量成反比,这样黑洞就会因为辐射而慢慢变小,而温度却越变越高,最后以爆炸而告终。1974年2月14日晚,32岁的霍金向科学界的同行报告他一生中最重要的发现——黑洞不黑,它也能向外界辐射能量。这种辐射后来被命名为“霍金辐射”。黑洞辐射或霍金辐射的发现具有重大的意义,它不仅将广义相对论、量子场论和热力学统一,而且将量子力学引入由引力理论主宰的黑洞研究的产物。这个理论虽然迄今尚未被证实,却为研究黑洞提供了更多的可能。

1973年以后,他的研究转向了量子引力论。1980年以后,霍金的兴趣转向了量子宇宙论,提出了能解决宇宙第一推动问题的无边界条件。

1988年,在霍金46岁的时候,他与彭罗斯一起获得了沃尔夫物理奖。同一年,他的著作《时间简史》在美国出版,之后的数十年间,这本书的销量超过了千万册。美国版封面上,编辑精选了一张霍金坐在轮椅上的凄惨照片,据说,这会使那本书的销量至少增加一倍;而霍金也精选了爱因斯坦的那个著名公式写进书中,据说,这会使书的销量减少一半。

《时间简史》英文版

2001年10月,霍金的又一部巨作《果壳中的宇宙》出版发行。该书是《时间简史》的姐妹篇,以相对简化的手法及大量图解,诉说宇宙起源。2006年,他在中国香港透露正与女儿合写一套类似于《哈利波特》的作品,但主题是理论物理学而非魔法的小说。

霍金和他的女儿露西

霍金的中国情缘

 

霍金与中国有着密切的关系。1985年,霍金第一次来中国,就在中国科技大学的水上报告厅中做了有关天体物理的学术报告。2002年,霍金第二次来中国,在北京做了主题为“膜的新奇世界”的科普报告,向公众阐释他的关于天体演化的“M理论”。2006年,霍金第三次来中国,他带来的仍然是自己关于宇宙学最新的研究——分别在香港科技大学和北京人民大会堂讲述了《宇宙的起源》。


霍金说:“一个人身体残疾了,决不能让精神也残疾。”一次霍金演讲结束后,一位女记者冲到演讲台前问到:“病魔已将您永远固定在轮椅上,你不认为命运让你失去太多了吗?”霍金脸上充满了笑意,用他还能活动的3根手指,艰难地叩击键盘后,显示屏上出现了四句文字:“我的手指还能活动;我的大脑还能思维;我有终生追求的理想;我有爱我和我爱的亲人和朋友。”在回答完那个记者的提问后,他又艰难地打出了第五句话:“对了,我还有一颗感恩的心!”现场顿时爆发出了雷鸣般的掌声。

 


“我希望能鼓舞全世界的人们仰望星空,而不是只低头看着脚下;去思考我们在宇宙中所处的位置,并试着理解宇宙。”

——斯蒂芬·威廉·霍金


曾经带领我们仰望星空的他终成了我们的星空,

但探索宇宙永不止步!

世间再无霍金,时间永留简史。

今天让我们一起缅怀伟大的他!



    阅读原文

    发送中

    本文由自媒体作者知识就是力量投稿,版权归原作者所有
    如若侵权,请联系本站删除