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霍金其人

 

2006 年,史蒂芬·霍金 (Stephen William Hawking) 訪問(wèn)香港科技大學(xué)。一位名叫鄭邵斌的癱瘓患者向霍金提問(wèn) ,對(duì)安樂(lè)死合法化怎樣看,像他們這樣的人,是否應(yīng)該享有安靜無(wú)痛苦地結(jié)束自己生命的權(quán)利。

提問(wèn)者和回答者同在現(xiàn)場(chǎng),坐在各自的輪椅上。鄭邵斌大學(xué)畢業(yè)那年摔傷,致頸椎斷裂,頸部以下癱瘓,無(wú)法說(shuō)話。。霍金罹患肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥,也即俗稱的“漸凍人癥”(ALS)。這是一種目前沒(méi)有有效治療方法的絕癥,會(huì)導(dǎo)致患者呼吸衰竭,通常從發(fā)病到死亡只有三四年的時(shí)間。

鄭邵斌的提問(wèn),把霍金拉回了 1985 年。

1985 年,霍金拜訪歐洲核子研究組織時(shí)肺部感染,病倒在了瑞士。當(dāng)時(shí),漸凍人癥摧殘霍金身體已經(jīng)超過(guò)了 20 年,而這場(chǎng)肺炎對(duì)于身體極度羸弱的他雪上加霜。很快,霍金被宣布病危。

主治醫(yī)生詢問(wèn)他的妻子珍,是否愿意拔管結(jié)束折磨。那幾個(gè)星期是霍金人生中最黑暗的時(shí)期,珍做出了繼續(xù)治療的決定,而氣管切開(kāi)手術(shù)使霍金徹底失去了發(fā)聲能力。此后,他不得不采用計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)的語(yǔ)音合成器來(lái)進(jìn)行表達(dá)和溝通。

霍金告訴鄭邵斌,他有自由選擇結(jié)束自己的生命,但“結(jié)束生命將會(huì)是一個(gè)很大的錯(cuò)誤。無(wú)論命運(yùn)有多糟糕,人總應(yīng)該有所作為。有生命,就有希望?!?/span>


這句話絕非演講無(wú)數(shù)的他從記憶中提取的雞湯金句,而是自己畢生的精煉所得。

他研究生考進(jìn)了劍橋,雖然學(xué)的仍然是和理論天文物理,卻沒(méi)能進(jìn)入理論天文研究所,投身自己崇拜的導(dǎo)師名下,而是被分到了三一學(xué)院,師從丹尼斯·夏瑪 (Dennis Sciama)?;艚鹪?1963 年被診斷出漸凍人癥,醫(yī)生告知他只能再活不到三年,更讓他在生活和學(xué)術(shù)上雙雙失去信心。他甚至曾經(jīng)夢(mèng)到過(guò)自己被人處決。

誰(shuí)知兩年過(guò)后,盡管霍金的發(fā)聲能力有了不小的退化,而且慢慢失去對(duì)肌肉的控制力,倒還是能移動(dòng)。夏瑪相信他的才能,勸他重返學(xué)校。

殺不死他的,只會(huì)讓他更強(qiáng)大?;艚鸢l(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí)世界上兩個(gè)宇宙誕生理論之一的穩(wěn)恒態(tài)理論存在嚴(yán)重漏洞。這一理論的主要提出者不是別人,正是弗雷德·霍伊爾 (Fred Hoyle),霍金一度極為崇拜,卻又沒(méi)有機(jī)會(huì)拜師的著名理論物理學(xué)家。在當(dāng)時(shí),天文觀測(cè)得出的現(xiàn)實(shí)結(jié)果和穩(wěn)恒態(tài)理論產(chǎn)生了沖突,霍伊爾不得不對(duì)理論進(jìn)行修改,而這引起了霍金的不滿。

他投身到另一個(gè)理論——大爆炸的研究當(dāng)中。1964 年,天文學(xué)家測(cè)量出了宇宙背景輻射,一種穩(wěn)恒態(tài)理論怎么修改都無(wú)法解釋的現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)直接導(dǎo)致穩(wěn)恒態(tài)理論破產(chǎn)。1965 年,霍金發(fā)表了論文駁斥霍伊爾,在已經(jīng)涼掉的穩(wěn)恒態(tài)理論上又補(bǔ)了一刀。

同年,霍金和倫敦大學(xué)語(yǔ)言學(xué)專業(yè)的珍·懷爾德 (Jane Wilde) 完婚。他們?cè)谂笥雅e辦的新年派對(duì)上相識(shí)并墜入愛(ài)河。

劍橋大學(xué)人才濟(jì)濟(jì),羅杰·彭羅斯 (Roger Penrose, 理論物理領(lǐng)域的發(fā)明狂) 證明了恒星生命結(jié)束、重力塌陷(坍縮)之際會(huì)變成一個(gè)黑洞,黑洞中心則有一個(gè)密度和曲率無(wú)窮大的引力奇點(diǎn)?;艚鹩X(jué)得這個(gè)思路很有趣,于是把它轉(zhuǎn)了個(gè)方向(黑洞向內(nèi)吞沒(méi)一切),假設(shè)將宇宙擴(kuò)張往回倒帶,會(huì)否看到一個(gè)密度和曲率無(wú)限大的奇點(diǎn)?這一設(shè)想是否符合廣義相對(duì)論?能否提供一個(gè)可信的證據(jù),讓大爆炸成為一個(gè)正經(jīng)的學(xué)說(shuō),不再被霍伊爾之流當(dāng)做玩笑?

霍金順著這個(gè)思路撰寫了《宇宙膨脹的性質(zhì)》和《奇點(diǎn)與時(shí)空幾何》。前者幫助他拿到了博士學(xué)問(wèn),后者則為他贏得了劍橋大學(xué)的亞當(dāng)斯獎(jiǎng)(和彭羅斯一起)。他的導(dǎo)師夏瑪認(rèn)為,霍金的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)在當(dāng)代,堪比牛頓之于經(jīng)典力學(xué)的地位。

確定自己的病情并沒(méi)有早前想象糟糕之后,霍金開(kāi)始了開(kāi)掛一般的學(xué)術(shù)之旅:他抓住了奇點(diǎn)這一嶄新的、高度可證明和容易被相信的學(xué)說(shuō),繼續(xù)研究了下去;1968 年,他得到了更多證據(jù),認(rèn)定宇宙背景輻射的存在能夠證明宇宙的確發(fā)生過(guò)大爆炸。

他繼續(xù)和彭羅斯等人繼續(xù)研究宇宙初始,終于在 1970 年共同發(fā)表論文,證明在宇宙遵循廣義相對(duì)論,并且包含足夠多物質(zhì)的前提下(這兩個(gè)前提,后者屬實(shí),前者被廣泛認(rèn)為非常可靠),宇宙的初始一定是一個(gè)奇點(diǎn),而誕生的方式一頂是大爆炸。他還跟喬治·艾利斯 (George Ellis) 合作,把自己的物理學(xué)和艾利斯的數(shù)學(xué)結(jié)合在一起,通過(guò)微分幾何來(lái)檢驗(yàn)廣義相對(duì)論,撰寫了《時(shí)空的大尺度結(jié)構(gòu)》(The Large Scale Structure of Space-Time) 一書。

后來(lái),他轉(zhuǎn)而研究黑洞,卻依然繼續(xù)著瘋狂的一年兩三篇論文的節(jié)奏。這中間并不是沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤,比如他一度認(rèn)為沒(méi)有任何粒子可能從黑洞內(nèi)部逃逸出去,但后來(lái)卻通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)自己是錯(cuò)的。他很快在 1974 年發(fā)布了論文,用正負(fù)結(jié)對(duì)的“虛擬”粒子來(lái)演繹黑洞可能出現(xiàn)的粒子逃逸、質(zhì)量減小,也即黑洞輻射(霍金輻射)的情況。

在此之前,人們認(rèn)為黑洞是一個(gè)只進(jìn)不出的天體,而霍金將引力和量子力學(xué)聯(lián)系在了一起,證偽了舊觀點(diǎn)。學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)為,霍金輻射是霍金在理論物理學(xué)科上兩大最重要貢獻(xiàn)其一。其二,則是他和彭羅斯合作提出的,在廣義相對(duì)論框架內(nèi)的彭羅斯-霍金奇性定理。

史蒂芬·霍金在芝加哥,1986 年

 

你能看出,霍金主要的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn),在他的嚴(yán)肅學(xué)術(shù)生涯的頭 10 年就已經(jīng)完成了。在這 10 年里,他從大爆炸假說(shuō)的十字軍變成了一位成就卓越的理論物理大師,他和少數(shù)幾位其他理論物理學(xué)家共同構(gòu)造了基于廣義相對(duì)論的當(dāng)代黑洞研究,也讓它成為了公眾在當(dāng)時(shí)最流行的討論話題。

冷戰(zhàn)仍在持續(xù)著,但美國(guó)剛剛結(jié)束了越戰(zhàn),世界重新回復(fù)了相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),而科技的飛速發(fā)展引發(fā)了公眾對(duì)科學(xué)的興趣。1974 年的學(xué)術(shù)發(fā)布,還有另外一個(gè)重要的作用,即是讓他正式從學(xué)術(shù)大師升華成為全國(guó),甚至整個(gè)西方世界家喻戶曉的知名科學(xué)家——不是所有科學(xué)家都能這般好運(yùn)。

他的采訪時(shí)常見(jiàn)報(bào),人們也通過(guò)電視認(rèn)識(shí)了這位坐姿怪怪的英國(guó)天才。1979 年,劍橋大學(xué)授予他盧卡斯數(shù)學(xué)教授席位 (Lucasian Chair of Mathematics),劍橋數(shù)理科教授最高的榮譽(yù)。由于研究的前沿性,霍金或多或少被賦予了一種前沿學(xué)家的身份,參加各類科技甚至科幻的探討。好在他做出的猜測(cè)在幾十年后都得到了應(yīng)驗(yàn),比如他在 1979 年演講中就指出計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力將會(huì)超過(guò)人腦,而屆時(shí)理論物理學(xué)者可能會(huì)失去工作。

可能因?yàn)樽兊米园?,抑或由于感受到了人的生命有限,霍金改變了物理研究的風(fēng)格,一定程度上放棄了嚴(yán)密的數(shù)學(xué)論證,開(kāi)始大膽地進(jìn)行假設(shè)、推測(cè)和相信直覺(jué)。他告訴自己的朋友,著名天體物理學(xué)家基普·索恩 ,“在正確和嚴(yán)密兩種選項(xiàng)之間,我寧愿選擇正確。”

沒(méi)有懸念,在這之后霍金開(kāi)始更多地提出不夠嚴(yán)謹(jǐn)、缺乏可靠證明,甚至在邏輯上錯(cuò)誤的理念。一個(gè)最有代表性的例子是在 1997 年,當(dāng)時(shí)他和天體物理學(xué)家基普·索恩 (Kip Thorne, 引力波的重要理論貢獻(xiàn)者,《星際穿越》的科學(xué)編劇)、約翰·裴斯基 (John Preskill) 之間就黑洞逸出信息是否來(lái)自黑洞視界內(nèi)部開(kāi)盤設(shè)賭。類似的賭局有過(guò)好幾次,霍金因此得名“黑洞賭王”。


霍金,一如和他同時(shí)代的英國(guó)數(shù)理專家,熱衷于挑戰(zhàn)權(quán)威和發(fā)明新鮮事物

這并沒(méi)有影響霍金在學(xué)術(shù)、精英和公眾視野內(nèi)繼續(xù)提高影響力。他在上世紀(jì) 80 年代拿到了更多的勛章和榮譽(yù)身份。需要明確的是,這并不是說(shuō)霍金名不副實(shí)——正相反,他以一己之力推動(dòng)了整個(gè)社會(huì)對(duì)于前沿技術(shù)的對(duì)話和思考,而這理應(yīng)得到重獎(jiǎng)。更何況徽章不能賣錢,這些榮譽(yù)上的獎(jiǎng)勵(lì)并不代表著他獲得了什么物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)。

大紅大紫如霍金也要賺錢養(yǎng)家,更何況 85 年的那次肺炎已經(jīng)讓他傾家蕩產(chǎn)??朔藷o(wú)法說(shuō)話等百般困難,霍金終于在 1988 年完成了自己在“后學(xué)術(shù)黃金時(shí)代”對(duì)整個(gè)世界最重要的一次貢獻(xiàn):發(fā)行新書《時(shí)間簡(jiǎn)史:從大爆炸到黑洞》(A Brief History of Time: from the Big Bang to Black Holes)。

這本書霍金從 80 年代初就開(kāi)始動(dòng)筆,直到 1984 年時(shí)基本已經(jīng)成稿,但他對(duì)內(nèi)容又不滿意,多次編輯修改。但那次肺炎導(dǎo)致他無(wú)法說(shuō)話,后來(lái)必須用語(yǔ)音合成器才能勉強(qiáng)和別人溝通,嚴(yán)重拖慢了定稿的進(jìn)度。

但功夫不負(fù)有心人,霍金最終還是完成了《時(shí)間簡(jiǎn)史》,所用的時(shí)間和相同分量的大作相比,也不算拖稿太久?;艚鸷?Bantam 出版社簽訂了合約,這是一家商業(yè)出版社,并非學(xué)術(shù)出版社(后者的編輯可能會(huì)自認(rèn)為比他更懂天體物理學(xué))。出版后,這本書數(shù)月蟬聯(lián)美英暢銷書排行版冠軍,而加上 2005 年霍金重寫并找人大量配圖的《新時(shí)間簡(jiǎn)史》,總銷量更是突破了千萬(wàn)冊(cè)。

《時(shí)間簡(jiǎn)史》用盡量平易近人的文字描述了太陽(yáng)系和宇宙的結(jié)構(gòu)、時(shí)間和空間的關(guān)系、宇宙的擴(kuò)張和天體的誕生、為何未來(lái)無(wú)法被預(yù)測(cè)、不同的粒子、黑洞等每個(gè)人都可以產(chǎn)生興趣的話題。對(duì)于數(shù)學(xué)、物理學(xué)者,這些信息可以輕松地被公式所表達(dá),但霍金和編輯最終同意去掉除了質(zhì)能公式之外的一切公式,轉(zhuǎn)而采用文字、圖表和插圖來(lái)闡釋復(fù)雜的原理。這是《時(shí)間簡(jiǎn)史》最大的優(yōu)點(diǎn),它被評(píng)價(jià)為天體物理學(xué)成為嚴(yán)肅學(xué)科以來(lái),第一本由學(xué)術(shù)界公認(rèn)的頂尖人士著作,卻又適合普羅大眾入門的科普書籍。

然后,霍金又回到了跑學(xué)術(shù)會(huì)議、出書、接受采訪、演講、領(lǐng)獎(jiǎng)、跑會(huì)、繼續(xù)出書、更多的采訪和演講的循環(huán)。他在西班牙、美國(guó)等國(guó)都接受過(guò)最高榮譽(yù)的獎(jiǎng)?wù)拢踔吝h(yuǎn)程出席過(guò)中國(guó)一些名氣不高的會(huì)議。當(dāng)然,在這個(gè)循環(huán)中間,偶爾也會(huì)出現(xiàn)霍金自己的觀點(diǎn)被證偽的情況。在 2004 年的一次會(huì)議上,他在幾乎整個(gè)廣義相對(duì)論學(xué)術(shù)圈的面前給出了自己的論證過(guò)程,接著欣然宣布自己輸給了裴斯基。

他也不是特別在意這些——畢竟人無(wú)完人。不過(guò),面對(duì)自己的錯(cuò)誤,有時(shí)他也是氣餒的,比如 1974 年發(fā)現(xiàn)黑洞輻射那次,他在之前的假設(shè)里從來(lái)沒(méi)有想過(guò)會(huì)有粒子逸出的情況,“我差點(diǎn)栽在這了,氣死我了?!?/span>

頗似跟他同時(shí)代的英國(guó)數(shù)理學(xué)家,霍金除了熱衷于發(fā)明新的理論、大膽假設(shè)、不怕認(rèn)錯(cuò),還是一名藐視權(quán)威、不拘小節(jié)的學(xué)者。他把自己的輪椅當(dāng)做賽車,在通勤的路上橫沖直撞,曾被汽車撞倒,骨折縫針;他在查爾斯王子的面前炫耀自己的輪椅,英國(guó)王儲(chǔ)被他軋到腳也不能奈他何;他在肉體上雖嚴(yán)重殘疾,仍然活的像一個(gè)健全的男子,在不做科研的日子里夜夜笙歌;他的愛(ài)情觀也頗為前衛(wèi),在發(fā)妻出軌后自己也愛(ài)上了護(hù)士/保姆,過(guò)了十幾年又重新回到了發(fā)妻的身邊。

他曾希望未來(lái)出現(xiàn)一個(gè)能夠完美解釋和宇宙有關(guān)一切的完整理論,而且隨著時(shí)間普通人也應(yīng)該也能理解這個(gè)理論。所有人都應(yīng)該能夠參與到討論中,探討宇宙和我們?yōu)楹未嬖??!澳菍?huì)是人類理性的終極勝利,因我們終于理解上帝的旨意?!?/span>

 

1942 年 1 月 8 日,史蒂芬·威廉·霍金 生于英國(guó)牛津一個(gè)簡(jiǎn)樸的高級(jí)知識(shí)分子家庭。2018 年,3 月 14 日,霍金于英國(guó)劍橋家中千古,享年 76 歲。

有人曾經(jīng)問(wèn)過(guò)他,如果把一個(gè)人丟到黑洞里會(huì)發(fā)生什么,“我不覺(jué)得他會(huì)活下來(lái)。不僅他不會(huì)回來(lái),組成他的每一個(gè)原子都不會(huì)回來(lái)……但他的重量對(duì)應(yīng)的能量會(huì)回來(lái),”

“也許整個(gè)宇宙也是這樣運(yùn)行的,”他說(shuō)。

怎樣用公式描述以他名字命名的粒子逸出活動(dòng),是他生前一直想要解開(kāi)的謎。

他已經(jīng)將數(shù)學(xué)和物理學(xué)的公式爛熟于心,在失去了寫字和口述的能力后,練就了在腦海里推演公式的強(qiáng)大能力。這便是優(yōu)秀理論天體物理學(xué)家的日常,在黑板、紙上,和自己的腦海里預(yù)言千兆光年之外發(fā)生的事情。而霍金是他們中的佼佼者,他的推算和預(yù)言正確率高到讓你以為他并非來(lái)自這個(gè)星球。

“人們一直錯(cuò)認(rèn)為數(shù)學(xué)就是公式。其實(shí),公式只是數(shù)學(xué)里最無(wú)聊的部分。”

但在 2002 年他還是表示,如果有天霍金輻射公式算出來(lái)了,請(qǐng)一定刻在他的墓碑上。

假如霍金能夠擺脫漸凍人癥,擺脫退化的肌肉和輪椅的桎梏,你大可不必?fù)?dān)心他會(huì)無(wú)聊——他的肉身已經(jīng)參與過(guò)《星際迷航》的拍攝,他的聲音也出演過(guò)《辛普森一家》。他一直期待著能夠成為理查德·布蘭森的維珍銀河公司 (Virgin Galactic) 星際旅行飛船的乘員。只可惜走的太早,另一位億萬(wàn)富翁伊隆·馬斯克已經(jīng)答應(yīng) 2019 年試飛具備星際旅行能力的大火箭。

好在,霍金的肉身在有生之年已經(jīng)比絕大部分地球人離宇宙更近了:65 歲生日那天,他送給自己一份令常人難以想象的禮物,乘坐一架拋物線飛行的波音 727 飛機(jī),借由每一次的下降感受短暫而又珍貴的零重力:

他的肉身一輩子為重力所束縛,可他的靈魂早已徜徉在廣袤的宇宙。

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