霍金是誰?他是一個(gè)大腦、一個(gè)神話、一個(gè)當(dāng)代最杰出的理論物理學(xué)家、一個(gè)科學(xué)名義下的巨人……除此之外，他更是一個(gè)坐在輪椅上與命運(yùn)挑戰(zhàn)的勇士。
書堆中長(zhǎng)大的天才
寒風(fēng)凌冽，法蘭克左手拿著試管，快步走向窗口，把窗戶又查看一遍。天氣太冷了，他把四個(gè)角落都給按嚴(yán)實(shí)了。窗外隱隱約約能感覺到到不遠(yuǎn)處戰(zhàn)爭(zhēng)的氣息，在死亡的恐怖籠罩下，一陣嬰兒的啼哭，打破了這寒冷而凝固了的空氣。
這天是1942年1月8日。斯蒂芬·威廉·霍金就出生在這個(gè)溫馨的家庭里，那年61歲的愛因斯坦正完成《科學(xué)和宗教》等一系列科學(xué)論文，正準(zhǔn)備到蘇聯(lián)參加猶太人組織的活動(dòng)。也許是太忙的緣故，這位科學(xué)巨匠并沒能預(yù)感到他接班人的出生。小霍金給法蘭克和伊莎貝爾夫婦帶來了不少的歡樂，但麻煩事也不少。帶小孩對(duì)他們來說是個(gè)不小的挑戰(zhàn)，比寫醫(yī)學(xué)理論可復(fù)雜多了，盡管伊莎貝爾在眾領(lǐng)域頗有研究，但為了做個(gè)出色的媽媽，她還是要惡補(bǔ)很多嬰幼兒的護(hù)理常識(shí)。
時(shí)間一天天過去，小霍金也一天天長(zhǎng)大，偶爾還會(huì)做幾個(gè)鬼臉來逗父母開心。
一晃幾年過去了，彈指間，小霍金能走路說話了，但奇怪的是，他和別的小孩不同，常常望著書架上的書默默發(fā)一陣子呆，這比玩玩具更有吸引力。于是父母決定給他提供最好的學(xué)習(xí)條件，并希望兒子能越過自己。望子成龍盼女成鳳是父母的共性，不僅僅在中國(guó)是這樣，各國(guó)皆是如此。
后來，霍金有了個(gè)妹妹，父母又領(lǐng)養(yǎng)了個(gè)弟弟。從此，霍金不再是孤零零的一人了，比起和同伴玩耍，他更愿意照顧弟弟妹妹。很快霍金到了學(xué)習(xí)的年齡了，他的智商和同班的小孩一樣，只是他房間里的書比別的孩子多得多，他的學(xué)業(yè)出眾，一路直上，終于如愿進(jìn)了牛津大學(xué)。這是他父母最想看到的結(jié)果，也是霍金多年努力的結(jié)果。進(jìn)入大學(xué)后，霍金的父母每每聊天都會(huì)不時(shí)地討論到他的就業(yè)問題。
霍金自己對(duì)此卻并不在意，他對(duì)未來考慮的并不多，和大多數(shù)同年齡段的同學(xué)一樣，處于迷茫期，不會(huì)花太多的時(shí)間去考慮他的未來，對(duì)學(xué)術(shù)論文也不太花時(shí)間。當(dāng)然，他也常常和同學(xué)們一起玩，不過他不愛運(yùn)動(dòng)，不擅常各類體育活動(dòng)，他的手腳遠(yuǎn)沒有自己的大腦靈活。霍金從小寫字就很難看，但自己就是控制不了。有一兩次在學(xué)校摔倒后竟不能自己爬起來——這是一個(gè)信號(hào)，不祥的預(yù)感籠罩著他。不過，他還是愉快地度過了自己21歲的生日。
病魔從天而降
從童年時(shí)代起，體育運(yùn)動(dòng)一直就不是霍金的長(zhǎng)項(xiàng)，幾乎所有的球類活動(dòng)他都不擅長(zhǎng)。到牛津?qū)W習(xí)的第三年，霍金注意到自己變得更笨拙了，有一兩回沒有任何原因地跌倒。一次，他不知何故從樓梯上突然跌了下來，當(dāng)即昏迷，差一點(diǎn)死去。
但是，直到1962年霍金在劍橋讀研究生后，他的母親才注意到兒子的異常狀況。剛過完21歲生日的霍金在醫(yī)院里住了兩個(gè)星期，經(jīng)過各種各樣的檢查，他被確診患上了“盧伽雷氏癥”，即運(yùn)動(dòng)神經(jīng)細(xì)胞萎縮癥。他的四肢將越來越不聽使喚，然后到身體以及內(nèi)臟，直到心臟和肺部，最后猝死，他最多還有兩年的時(shí)間了，甚至?xí)炔坏侥脤W(xué)士學(xué)位的那一天。
起初，這種病惡化得相當(dāng)迅速，這對(duì)霍金的打擊是可想而知的，他幾乎放棄了一切學(xué)習(xí)和研究，人生開始面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，更猶如正要開放的花朵突遭嚴(yán)重的打擊。
病情一天天加重了。到1970年，在學(xué)術(shù)上聲譽(yù)日隆的霍金已無法自己走動(dòng)。無奈的他開始使用輪椅。從此之后他再也沒能離開過它。
就算在輪椅上，霍金也沒有逃脫命運(yùn)的捉弄。1991年3月，霍金坐輪椅回柏林公寓的路上，被小汽車撞倒，左臂骨折，頭被劃破，縫了13針，但堅(jiān)強(qiáng)的霍金僅僅經(jīng)過48小時(shí)的修正就又重新回到辦公室投入工作。禍不單行，就在霍金和友人去鄉(xiāng)間別墅時(shí)，由于上坡拐彎過急輪椅向后傾倒，霍金被翻倒在了灌木叢中。
1984年，他說話已相當(dāng)困難，開始吐字不清，說幾個(gè)詞要花好長(zhǎng)時(shí)間。1985年，霍金又得了肺炎，治療時(shí)切開了氣管，從此他再也不能發(fā)聲了。
后來，人們?yōu)樗谳喴紊习惭b了一臺(tái)電腦和語音合成器。他用僅有的兩個(gè)完好的手指在鍵盤上敲出要說的詞，組成相應(yīng)的句子，經(jīng)過語音合成器發(fā)出聲音來。他就用這個(gè)辦法，進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，做學(xué)術(shù)報(bào)告。
在挑戰(zhàn)面前，命運(yùn)好像做了退卻，一個(gè)兩年半過去了，又是幾個(gè)兩年半過去了，他還是堅(jiān)強(qiáng)地活著。
無論命運(yùn)有多壞，人總應(yīng)有所作為，有生命就有希望。
他的身體變化很大，很快就不能動(dòng)了，和醫(yī)生預(yù)期的一樣，他更沒心思去研究學(xué)術(shù)上的問題了，直到一個(gè)女孩的出現(xiàn)，改變了他的人生軌跡，給了他生存下去的勇氣。
給霍金帶來創(chuàng)造首個(gè)奇跡的人是簡(jiǎn)·懷爾德，他的女朋友。1962年夏天，簡(jiǎn)通過朋友，認(rèn)識(shí)了走路笨拙、腳步踉蹌的霍金，后來又發(fā)生了幾次偶遇。于是，他們產(chǎn)生了愛情，但卻多了一絲苦澀。愛情的力量是無法抗拒的。第二年7月14日，簡(jiǎn)和霍金結(jié)了婚。他們的愛情觀并沒有在因病魔的出現(xiàn)而放棄，而是更加堅(jiān)定，兩人并肩應(yīng)對(duì)病魔，打破了只能活2年半的神話。
霍金重新開始研究學(xué)術(shù)了，并且很順利地獲得了博士學(xué)位。霍金對(duì)女人有著獨(dú)特的幽默感，當(dāng)人們問到他所追求的目標(biāo)是什么時(shí)，他回答第一想知道黑洞里有什么，第二想知道女人是什么。
多年之后，簡(jiǎn)在自己的回憶錄《音樂移動(dòng)群星》中寫道：“我非常愛他，任何東西都不能阻止我和他結(jié)婚，我愿意為他做飯、洗衣、購(gòu)物和收拾家務(wù)，放棄我自己以前的遠(yuǎn)大志向。”
霍金的身體不能動(dòng)彈，說一句話要繞幾個(gè)復(fù)雜的轉(zhuǎn)換過程，但即使這樣也改變不了他的學(xué)術(shù)研究，他成功完成了《時(shí)間簡(jiǎn)史》。這是繼愛因斯坦《相對(duì)論》之后，物理學(xué)中揭露宇宙奧秘的最偉大著作，他是最成功的殘疾人之一，也是最能創(chuàng)造奇跡和命運(yùn)挑戰(zhàn)的勇士，他詮釋著時(shí)間的概念，并打破時(shí)間的人。20來歲被“判”死刑的人，一直活到現(xiàn)在。，他已經(jīng)70歲了。
“科學(xué)巨人”的物理理論
(一)黑洞不黑
霍金的研究對(duì)象是宇宙，但他對(duì)觀測(cè)天文從不感興趣，只有幾次用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)過。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)、觀測(cè)等科學(xué)方法相比，霍金的方法是靠直覺。
“黑洞不黑”這一偉大成就就來源于一個(gè)閃念。1970年11月的一個(gè)夜晚，霍金在慢慢爬上床時(shí)開始思考黑洞的問題。他突然意識(shí)到，黑洞應(yīng)該是有溫度的，這樣它就會(huì)釋放輻射。也就是說，黑洞其實(shí)并不那么黑。
這一閃念在經(jīng)過3年的思考后形成了完整的理論。1973年11月，霍金正式向世界宣布，黑洞不斷地輻射出X光、伽馬射線等，這就是有名的“霍金輻射”。而在此之前，人們認(rèn)為黑洞只吞不吐。
從宇宙大爆炸的奇點(diǎn)到黑洞輻射機(jī)制，霍金對(duì)量子宇宙論的發(fā)展做出了杰出的貢獻(xiàn)。霍金獲得1988年的沃爾夫物理獎(jiǎng)。
(二)量子力學(xué)最新進(jìn)展
霍金希望解開宇宙誕生之時(shí)的奧秘，上個(gè)世紀(jì)70年代時(shí)，霍金將量子力學(xué)應(yīng)用于解釋黑洞現(xiàn)象，但是在之后的30年中，用量子力學(xué)解釋整個(gè)宇宙已經(jīng)變得更加困難了。霍金想找到一套可以完美解釋整個(gè)宇宙現(xiàn)象的理論來說明137億年誕生直到現(xiàn)在的宇宙，但是多年過去了，就算無限接近他仍然沒有得出結(jié)論。按照他的量子力學(xué)理論，宇宙誕生是大爆炸產(chǎn)生的，這是一個(gè)被壓縮的無限小卻具有超大重力的物質(zhì)(也可以理解成密度無限大)爆炸的產(chǎn)物。量子力學(xué)的理論范疇不能夠解釋這一個(gè)過程是如何進(jìn)行?為什么會(huì)這樣?霍金說“那必須有一套可以描述小規(guī)模重力的理論”。最新的科學(xué)突破是霍金的同事，倫敦瑪麗皇后學(xué)院的麥克·格林(Michael 。Green)參與建構(gòu)的超弦理論，簡(jiǎn)稱為“弦論”，這理論指出所有粒子和自然力量，其實(shí)都是在震蕩中像弦一樣的微小物體，解決了霍金一直想努力解答的重力問題，這個(gè)理論必須建立在宇宙有9、10甚至是大于11個(gè)的維度中，而我們身處的三維世界可能僅僅是真正宇宙的其中一個(gè)膜。目前為數(shù)眾多的世界各地科學(xué)家正在太空和地球做相關(guān)的實(shí)驗(yàn)來證明弦論以及從實(shí)驗(yàn)來證明從而支持霍金的黑洞理論和量子理論。
(三)時(shí)光機(jī)理論
英國(guó)著名物理學(xué)家斯蒂芬·威廉·霍金繼承認(rèn)外星人的存在后，又發(fā)表一個(gè)驚人論述：他聲稱帶著人類飛入未來的時(shí)光機(jī)，在理論上是可行的，所需條件包括太空中的蟲洞或速度接近光速的宇宙飛船。不過，霍金也警告，不要搭時(shí)光機(jī)回去看歷史，因?yàn)?ldquo;只有瘋狂的科學(xué)家，才會(huì)想要回到過去‘顛倒因果’。”
據(jù)英國(guó)媒體報(bào)道，物理學(xué)家霍金在最近拍攝的一部有關(guān)宇宙的紀(jì)錄片時(shí)提到，人類其實(shí)能建造出接近光速的宇宙飛船，并且能夠進(jìn)入未來。
霍金甚至說，自己是因?yàn)閾?dān)心別人把他當(dāng)成“怪人”，所以才不敢亂說話，也不愿意多談?dòng)嘘P(guān)時(shí)光機(jī)的東西，直到透過紀(jì)錄片后才敢大方討論。
(四)時(shí)間也有縫隙
至于時(shí)光機(jī)的關(guān)鍵點(diǎn)，霍金強(qiáng)調(diào)就是所謂的“4度空間”，科學(xué)家將其命名為“蟲洞”。霍金強(qiáng)調(diào)，“蟲洞”就在我們四周，只是小到肉眼很難看見，它們存在于空間與時(shí)間的裂縫中。他指出，宇宙萬物非平坦或固體狀，貼近觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)一切物體均會(huì)出現(xiàn)小孔或皺紋，這就是基本的物理法則，而且適用于時(shí)間。時(shí)間也有細(xì)微的裂縫、皺紋及空隙，比分子、原子還細(xì)小的空間則被命名為“量子泡沫”，“蟲洞”就存在于其中。
(五)回到“遙遠(yuǎn)過去”
而科學(xué)家們企圖穿越空間與時(shí)間的極細(xì)隧道或快捷方式，則不斷在量子天地中形成、消失或改造，它們連結(jié)兩個(gè)不同的空間及時(shí)間。部分科學(xué)家認(rèn)為，有朝一日也許能夠抓住“蟲洞”，將它無限放大，使人類甚至宇宙飛船可以穿越;另外若動(dòng)力充足加上完備科技，科學(xué)家或許也可以建造一個(gè)巨大的“蟲洞”。
霍金指出，理論上時(shí)光隧道或“蟲洞”不只能帶著人類前往其他行星，如果蟲洞兩端位于同一位置，且以時(shí)間而非距離間隔，那么宇宙飛船即可飛入，飛出后仍然接近地球，只是進(jìn)入所謂“遙遠(yuǎn)的過去”。因?yàn)樵?度空間中，10分鐘也許是n小時(shí)。
(六)飛船能去“未來”
霍金表示，如果科學(xué)家能夠建造速度接近光速的宇宙飛船，那么宇宙飛船必然會(huì)因?yàn)椴荒苓`反光速是最大速限的法則，而導(dǎo)致艙內(nèi)的時(shí)間變慢，那么飛行一個(gè)星期就等于是地面上的100年，也就相當(dāng)于飛進(jìn)未來。
霍金舉人造衛(wèi)星為例，指衛(wèi)星在軌道運(yùn)行時(shí)，由于受地球重力影響較小，衛(wèi)星上的時(shí)間比地上時(shí)間稍快。由此，霍金就設(shè)想出一艘大型極速宇宙船，可在1秒內(nèi)加速至?xí)r速9.7萬公里，6年內(nèi)加速至光速的99.99%，比史上最快的宇宙船阿波羅10號(hào)快2000倍。船上的乘客就是變相飛向未來，作出名副其實(shí)的時(shí)間旅行。
在科學(xué)的前沿撰寫科幻小說
霍金，這位當(dāng)代杰出的物理學(xué)家，不僅走在科學(xué)研究的最前列，而且寫出了許多引人入勝的科普讀物。
在《時(shí)間簡(jiǎn)史》一書中，霍金念念不忘的就是大統(tǒng)一理論，這是愛因斯坦未盡的夢(mèng)想。霍金在書中坦言，不能用單獨(dú)的美妙的公式描述和預(yù)測(cè)宇宙的每一件事情，因?yàn)榱孔永碚摰臏y(cè)不準(zhǔn)原理決定了宇宙是不確定性和確定性統(tǒng)一的。霍金通過地圖模型來說明宇宙的多樣性可能需要一組理論來進(jìn)行描述。
《時(shí)空本性》在80年前廣義相對(duì)論時(shí)就以完整的數(shù)學(xué)形式表達(dá)出來，量子理論的基本原理在70年前也已出現(xiàn)，然而這兩種整個(gè)物理學(xué)中最精確、最成功的理論能被統(tǒng)一在單獨(dú)的量子引力中嗎?世界上最著名的兩位物理學(xué)家就此問題展開一場(chǎng)極端與極端的辯論。這本書是基于霍金和彭羅斯在劍橋大學(xué)的6次演講和最后辯論而成。
《未來的魅力》是以霍金預(yù)測(cè)宇宙今后十億年前景開頭，以唐·庫(kù)比特最后的審判的領(lǐng)悟?yàn)榻Y(jié)尾，介紹了預(yù)言的發(fā)展歷程及我們今天預(yù)測(cè)未來的方法。
《果殼中的宇宙》一書是繼《時(shí)間簡(jiǎn)史》后霍金最重要的著作。在這本書中，霍金再次把我們帶到理論物理的最前沿。在霍金的世界里，真理和幻想有時(shí)只是一線之差。霍金用通俗的語言解釋提示我們對(duì)宇宙展開充分的想象，并以他獨(dú)特的熱情，邀請(qǐng)我們一起展開一場(chǎng)非凡的時(shí)空之旅。
霍金是本世紀(jì)享有國(guó)際聲譽(yù)的偉人之一，當(dāng)代最重要的廣義相對(duì)論和宇宙論家，被稱為在世的最偉大的科學(xué)家，還被稱為“宇宙之王”。他雖患盧伽雷氏癥(即運(yùn)動(dòng)神經(jīng)細(xì)胞萎縮癥)，禁錮在一張輪椅上達(dá)40年之久，他卻身殘志不殘，克服了殘廢之患而成為國(guó)際物理界的超新星。他超越了相對(duì)論、量子力學(xué)、大爆炸等理論而邁入創(chuàng)造宇宙的“幾何之舞”。他的思想出色地遨游到廣袤的時(shí)空，解開了宇宙之謎。他承受了常人不可承受的痛苦，也創(chuàng)造了常人不可創(chuàng)造的奇跡。他對(duì)生命的熱愛和對(duì)科學(xué)研究的熱誠(chéng)以及他的頑強(qiáng)、他的堅(jiān)持都是非常值得我們學(xué)習(xí)的。
