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霍金,明星科學(xué)家是怎樣煉成的

發(fā)布時間:2020-04-11 來源: 短文摘抄 點擊:

  霍金的走紅是因為他那顆充分發(fā)達(dá)的大腦加上一具迅速衰敗的軀體,正好符合人類對那種叫科學(xué)家的“異類同胞”的想象   2005年的紀(jì)錄片里,霍金的輪椅被推著從劍橋西路 5 號的家中出發(fā),經(jīng)過美麗的劍河、古老的國王學(xué)院,駛過一個斜坡,來到銀街的應(yīng)用數(shù)學(xué)和理論物理系的辦公室。一塊黑布條繞過霍金的額頭,把那顆珍貴的大腦袋固定在輪椅靠背上以防晃動。
  一些人說:這個大腦比這個星球上大部分同類更了解宇宙,卻不能在這個星球表面上隨意走動;另一些人則認(rèn)為:這根本不可能是我們的同類,他應(yīng)該是個外星人。
  然而,這個大腦做了什么?
  同行們說,他提出了大爆炸可能開始于一個奇點,還發(fā)現(xiàn)了黑洞不黑,也有輻射。前者為霍金捧得了1988年的物理學(xué)沃爾夫獎;而對后者,《連線》雜志認(rèn)為,那是足以得諾貝爾獎的研究,可那只是媒體的說法,并沒有專業(yè)人士那么說過。
  普通公眾也許絲毫不知道這些,他們只知道這個人寫過《時間簡史》――一本可能是世界上最難看懂的暢銷書――全球銷量幾乎達(dá)到1000萬冊。以“物理”的名義,霍金賣出的書超過了麥當(dāng)娜的寫真集《性》。
  某些“有識之士”認(rèn)為,那本書是另一種形式的“迷信之書”,評論家指責(zé)那本書的出版商“無恥地利用了霍金的殘疾”。一位專欄作家甚至曾懸賞14.99英鎊(《時間簡史》的售價)來購買“這本書暢銷的合理理由”。霍金自己也擔(dān)心,很多人買他的書,不讀,而是將其放在書架或者咖啡桌上炫耀。
  無論如何,這是第一次,科學(xué)家的受歡迎程度擊敗了性感女星。這究竟是怎么回事呢?
  
  普通的小時候
  
  霍金的“傳奇人生”可以追溯到他的出生日期:1942年1月8日,伽利略逝世300周年紀(jì)念日;艚鸪錾谝粋典型的英國中產(chǎn)家庭,父母均為牛津大學(xué)畢業(yè)生,父親是醫(yī)生,母親婚后做家庭主婦。
  但這并不能說明什么。從衣缽上講,霍金繼承的不是把望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)星空的伽利略――作為一個理論型的宇宙學(xué)家,他尤其不熱衷天文觀測;艚鸶嗟厥抢^承了愛因斯坦廣義相對論的研究。
  除了那個極具偶然性的出生日期,小時候的霍金從未表現(xiàn)過什么驚人的天賦。不過,因為分班測試時發(fā)揮超常,霍金去了一個很好的班級,結(jié)果,他的成績在班級從未排名上游,一般是在20名上下。
  小時候的霍金還有個比較像小天才的癖好,喜歡玩具火車、輪船和飛機(jī),尤其喜歡把它們拆開,探究它們是怎樣運行的。他自己認(rèn)為:“這都來自我對探究事物和控制它們的渴望。”很多年后,他感慨,“從我開始攻讀博士之后,這種渴求才在宇宙學(xué)研究之中得到滿足!比欢麩o法否認(rèn)的一點是,幼時的他只是經(jīng)常把東西拆開以窮根究底,對再把它們組裝回去卻束手無策。
  12歲時,兩位朋友用一袋糖果打賭,說霍金永遠(yuǎn)不可能成才。當(dāng)然,他們錯了。不過,打賭正好也是霍金的愛好,但他經(jīng)常輸?shù)簟Kc某位科學(xué)家打賭:如果對方贏了,霍金替他訂閱一年的《閣樓》;如果霍金贏了,對方替他訂一年的《偵探》。16年后,賭局揭曉,霍金輸了,他卻很開心,因為打敗他的,是自己的新理論。
  
  最抽象的和最基本的
  
  做醫(yī)生的父親希望霍金去學(xué)醫(yī),但他不喜歡生物學(xué),因為那個學(xué)科不夠抽象,“過于敘述性并且不夠基礎(chǔ)。”17歲那年,雖然“考得很糟”,他還是拿到了獎學(xué)金,進(jìn)了牛津大學(xué)的大學(xué)學(xué)院。
  大學(xué)學(xué)院不設(shè)數(shù)學(xué)專業(yè),霍金申請了物理學(xué),然而,仍然沒有什么火花在霍金與物理的碰撞中產(chǎn)生。在牛津的歲月里,他仍然沒有顯現(xiàn)任何“成才”的跡象,他的人生,仍然只是馬馬虎虎。
  1950年代末,極端厭學(xué)的情緒籠罩著牛津,學(xué)生們“對一切完全厭倦,覺得沒有任何值得努力追求的東西”。而且,這幫年輕的聰明人鄙視用功,“靠用功而得到好分?jǐn)?shù)被認(rèn)為是灰人,那是最壞的諢名!碑(dāng)時的霍金,看上去并沒有要打破這種氛圍的意圖。在牛津的4年間,他總共用功1000小時,“平均每天1小時”。為了通過期終考,他選擇了理論物理,他說,那是為了“避免記憶性的知識”,還在考試前夜因緊張而失眠。成績不好,處于一等和二等的邊緣,需要面試。面試時,一位考官問到未來計劃,霍金回答:我要做研究。最后,他拿到了一等的畢業(yè)成績。
  霍金想研究的是宇宙學(xué)。在理論物理中,有兩個領(lǐng)域是最抽象也最基本的,一個是看不見摸不著的基本粒子,另一個是龐大的宇宙,霍金覺得粒子物理不如宇宙學(xué)抽象,前者更像生物學(xué),“科學(xué)家們能做的只不過是和植物學(xué)一樣把各種粒子分門別類!
  所以,霍金去了劍橋,“當(dāng)時的牛津沒人研究宇宙學(xué),而劍橋的霍伊爾卻是英國當(dāng)代最杰出的天文學(xué)家”――不仰望星空,只在紙上計算的宇宙學(xué),在當(dāng)時幾乎還沒有公開的合法地位。
  我們的宇宙為什么是這樣?有一種說法是:我們就在這里,所以,我們看到的宇宙是這樣。但這個答案不能讓霍金滿意,他想要知道更多。
  
  迷茫
  
  1960年代早期,主流物理學(xué)家傾向于認(rèn)為,宇宙是個“穩(wěn)恒態(tài)”,它就在那里,過去、現(xiàn)在、將來都是如此。而霍金最初申請的導(dǎo)師霍伊爾,正是“穩(wěn)恒態(tài)”理論的主要捍衛(wèi)者。他本能地不肯承認(rèn)宇宙有個開端,那是個太令人不安的假設(shè)。
  在霍金并不喜歡的一部以他為主角的電影中,霍伊爾對年輕的霍金說:“物理量無窮大,物理定律全部失效?那里是給宗教或上帝準(zhǔn)備的。那不是科學(xué)!
  但在當(dāng)時,霍金到劍橋后,因為霍伊爾的學(xué)生夠多了,霍金又不是特別突出,就被改派給了西阿瑪。西阿瑪讓霍金去研究“馬赫原理”,霍金卻覺得,“這個原理沒有很好的定義”,他更感興趣的是宇宙學(xué)和廣義相對論,就每周跑去聽課。
  面對新的學(xué)科,霍金遇到的一個麻煩是:他的數(shù)學(xué)不夠好,因為他在牛津的課程里沒有數(shù)學(xué)課。剛開始學(xué)廣義相對論時,“只能聽懂它的語言和方程,并沒有真正領(lǐng)會這門學(xué)科!本驮谒q豫是否要繼續(xù)時,在一個非常冷的圣誕假期,一件改變他一生的事情發(fā)生了。
  滑冰時,母親發(fā)現(xiàn),自己兒子在摔倒后要爬起來非常艱難。霍金住進(jìn)了父親的醫(yī)院,住了3周,做各種檢查,目睹對面床上一個男孩死于肺炎。醫(yī)生告訴他,有一天,他會死于呼吸肌喪失功能,而他的壽命,也許只有兩年了。
  拿著醫(yī)生開的維生素片,霍金回到學(xué)校,他覺得自己很倒霉,“也許已經(jīng)活不到博士畢業(yè)了!彼鲐瑝,聽瓦格納,“因為他和我的末日黑暗興味相投”。渾渾噩噩中,霍金邂逅了一個叫簡•瓦格納的圓臉姑娘,并和她訂了婚。
  很多年后,有人問簡,為什么要跟一個只有兩年壽命的人訂婚?她笑了笑,說:“那個年代,人人都說蘇聯(lián)的核武器兩年內(nèi)就會打過來!
  
  轉(zhuǎn)折
  
  為了結(jié)婚,霍金需要工作;為了找到工作,他得拿到博士學(xué)位。于是,平生第一次,他開始用功。在醫(yī)生宣判的死期臨近時,霍金的廣義相對論學(xué)習(xí)有了點眉目,而且,他遇見了彭羅斯。
  彭羅斯比霍金大11歲,他有相當(dāng)好的數(shù)學(xué)功底,當(dāng)其他人正在費盡心思猜測求解方程時,他引進(jìn)了一種新方法,不需要具體的求解方程,就能看出解的一些性質(zhì)。
  根據(jù)愛因斯坦的理論,萬有引力與時空觀緊密相關(guān),在愛因斯坦看來,萬有引力最恰當(dāng)?shù)慕忉尣皇莻鹘y(tǒng)的力,而是時間和空間的彎曲。當(dāng)時空彎曲了,所有的物體走最短程的路徑,這些短程路徑看上去就像是引力作用在物體上而引起的。
  黑洞就是時空彎曲的最有名的例子。在黑洞的周圍存在一個曲面,在這個曲面之內(nèi),光線的最短程線不會到達(dá)黑洞的外部。而彭羅斯證明,在大質(zhì)量天體塌縮成黑洞的過程中,必然存在一個點,所有的塌縮物質(zhì)在這個點之后就沒有了路徑,用幾何的語言來說,這是幾何上的奇點。在普通人看來,這是毀滅之點,因為越靠近這個點,引力產(chǎn)生的拉扯力越大,最終歸于毀滅。從物理學(xué)的角度來看,在這個點上,所有的物理學(xué)定律不再適用――這也就可以理解,很多物理學(xué)家討厭這個點,不承認(rèn)它的存在。
  從1965直到1970年,霍金和彭羅斯組成一個黑洞和嬰兒宇宙的研究小組,兩人一道將奇點的存在性證明推廣到更加一般的情況,包括早期宇宙。
  看上去,他們成功了。在那個年代,編寫“現(xiàn)代宇宙學(xué)編年史”時,克拉夫(Helge Kragh)寫道:“1960年代中期真是現(xiàn)代宇宙學(xué)的一個分水嶺,我們觀測到了大爆炸的遺跡――微波背景輻射(已獲1978年度諾貝爾物理學(xué)獎);也給出了大爆炸這一現(xiàn)象的理論支持!
  很快,霍金順利畢業(yè),申請到了學(xué)院的一筆研究獎金,跟簡順利結(jié)婚,還度了一周的蜜月。他再也沒有聯(lián)系那個判他死刑的醫(yī)生,醫(yī)生也沒有聯(lián)系他。而他的病,看上去也忘了他,惡化的速度一天天慢了下來。
  到1979年,霍金生育了3個子女,還獲得了盧卡斯教席――這是數(shù)學(xué)界最重要的一項教授名銜;艚鹫f:“因為我在系里辦公室的門上貼不干膠字條,系主任很生氣,便推選我作盧卡斯教授,好讓我搬到另外一間辦公室去!笔聦嵣希J(rèn)識他的人都知道,這段話只是一個牛津?qū)W生在假裝不在乎榮譽,事實上,霍金對這個位置非常在意,他記得自牛頓以來300年間所有擔(dān)任過盧卡斯教授的人的名字。
  
  開始,也是結(jié)束
  
  到了1982年,隨著醫(yī)療費和子女的教育經(jīng)費的節(jié)節(jié)攀升,又想不到其他賺錢法子,霍金開始打算發(fā)揮自己的專長去賺點錢。他想寫本關(guān)于宇宙的小書,讀者是廣大公眾,他要給那些對物理學(xué)和數(shù)學(xué)一竅不通的人解釋宇宙學(xué),而且要讓書暢銷。
  霍金先把想法告訴了劍橋出版社一個出版過他學(xué)術(shù)著作的編輯,并明確表示,這本書的版稅可以再談,但希望能有一筆預(yù)付款。編輯允諾了霍金1萬英鎊的預(yù)付款,在劍橋出版社,這已經(jīng)是最高標(biāo)準(zhǔn)了,但對霍金而言,顯然不夠。
  一位紐約的文化經(jīng)紀(jì)人接了兜售霍金寫作計劃的活兒,他對各大出版社說:“宇宙學(xué)以及霍金與疾病奮斗的故事是這本書暢銷的兩大保障!弊罱K,美國的矮腳雞出版社用25萬美金的預(yù)付款和豐厚的稿酬買走了霍金的故事。
  1984年,矮腳雞派了一個編輯與霍金合作這本書,霍金寫一段草稿寄給編輯,編輯列出一長串的問題及修改意見,協(xié)助他把科學(xué)問題用通俗易懂的語言重寫。
  這本書寫得很不容易,其間,霍金因為肺炎不得不切開氣管,失去了說話能力,只能靠揚眉來進(jìn)行交流。幸虧,很快就有人送了他一個協(xié)助溝通的計算機(jī)程序,讓他可以繼續(xù)寫作。
  1988年,在霍金46歲的時候,他與彭羅斯一起獲得了物理沃爾夫獎,這本《時間簡史》也終于在美國出版了。
  美國版封面上,編輯精選了一張霍金坐在輪椅上的凄慘照片,據(jù)說,這會使那本書的銷量至少增加一倍;相應(yīng)地,霍金也精選了愛因斯坦那個著名公式寫進(jìn)書中,據(jù)說,這會使書的銷量減少一半。
  然后,霍金就出名了:《辛普森一家》把他畫進(jìn)了卡通片;億萬富翁出錢贊助他去體驗無重力實驗室;他的影響甚至超出了麻瓜世界,《哈里•波特》中,有魔法師在酒吧翻看《時間簡史》,哈里•波特版維基指出:“那是一本由矮腳雞出版社出版的,一個名叫霍金的麻瓜寫的時間旅行的指南!
  據(jù)說,宇宙的難以理解之處就在于它居然是可以理解的;而霍金的書令人難以理解的地方則在于,難以理解的它居然賣出去了,還很暢銷。人們批評出版社無恥地利用了疾病,責(zé)備那個輪椅上的人是可恥的同謀,居然允許把照片印到封面上;艚鹱约赫f:“我曾經(jīng)鼓動過矮腳雞出版社在英國版中用一張好的照片,把美國版的那張凄慘的過時照片換下來。但他們堅持原封不動,據(jù)說,美國公眾已經(jīng)把它和我的書劃了句號!
  這確實是件很無奈的事情,一個充分發(fā)達(dá)的大腦加上一具迅速衰敗的軀體,正好符合人類對種群中那種名叫“科學(xué)家”的異類同胞的想象。
  隨著《時間簡史》的熱銷,霍金的婚姻也走到了盡頭。與他結(jié)婚25年的簡認(rèn)為,她正在失去自我,“每次到了正式場合,我就只是個站在他身后的人!奔藿o霍金后,為了擺脫這種感覺,簡曾很努力地拿到過一個中世紀(jì)歐洲文學(xué)博士,甚至在劍橋大學(xué)拿到過一個教書的職位。然而,在春風(fēng)得意的霍金看來,與宇宙相比,那些人類編出來的東西,實在不算什么。
  在一部紀(jì)錄片中,篤信天主教的簡批評霍金,“他要做上帝!报D―誰都不知道,這句批評是出自一個被忽略的妻子還是一個虔誠的天主教徒。
  1991年,霍金和簡離婚。4個月后,霍金娶了自己的護(hù)士伊萊恩•梅森,后者的前夫正是替霍金在輪椅上裝電腦和語言合成器的工程師。
  
  宇宙,需要創(chuàng)造嗎?
  
  2005年接受采訪時,霍金說,“我知道我的人生很難被描述為普通,但我確實覺得,在我心里,我就是個普通人。”描述自己的工作流程,他說:“首先是尋求優(yōu)雅而協(xié)調(diào)的數(shù)學(xué)模型,然后提出理論,利用理論作出可被觀測驗證的預(yù)言。如若觀測和預(yù)言一致,也不能說明理論被證明了,只不過說明該理論有資格存活,以作下一步預(yù)言,新預(yù)言又要由觀測來驗證。如果觀測與預(yù)言不符,那么就拋棄你的理論!
  很少有人能聽懂這個“普通人”的話,然而,這不妨礙人們喜歡這調(diào)調(diào)?茖W(xué)家這個職業(yè)的從業(yè)者就該這樣。
  人們是那么喜歡他。在中國,一手《時間簡史》、一手《金剛經(jīng)》是作家王朔某段時間的經(jīng)典形象。在美國,一個加油站服務(wù)員得知服務(wù)對象是科學(xué)家時,就說自己最崇拜的英雄就是霍金;艚鹫f,“人們喜歡遵循這樣的公式:史蒂芬•霍金患了很嚴(yán)重的病,他被禁錮在輪椅上,不能言語,只能挪動X根手指。然而,他寫了這部關(guān)于大問題的書:我們從何處來往何處去……”
  在美國,有專欄作家問:難道有誰看懂了《時間簡史》嗎?一位家長公開回應(yīng):“我認(rèn)為,看不懂這本書的人該去補補基礎(chǔ)物理知識。我17歲的兒子,一個物理成績總是在90分以上的中學(xué)生,就覺得霍金這本書很容易理解,他認(rèn)為霍金該在書里介紹些更難的物理,而不總是這些簡單的東西!
  人們確實在讀那本書。邊讀邊討論,這位研究宇宙的科學(xué)家究竟是否認(rèn)同上帝創(chuàng)世。
  最初,人們以為他是站在上帝一邊的,《時間簡史》的結(jié)尾,霍金說:若能知道宇宙如何開始,“將是人類理智的終極勝利――因為那時我們知道了上帝的精神!比欢,再細(xì)看,那本書里還藏著一句:“時空是有限而無界的可能性,就表明著沒有開端、沒有創(chuàng)生的時刻!痹谌ツ甑男聲洞笤O(shè)計》中,這類表述被提到了顯眼處,他說:“宇宙創(chuàng)造過程中,上帝沒有位置!
  1632年,伽利略68歲,出版了《關(guān)于兩種世界體系的對話》;2010年,霍金68歲,出版了新書《大設(shè)計》,并在一部紀(jì)錄片中表示:不要跟外星人說話,他們也許并非善意。又說:我們應(yīng)該相信存在外星人,而不是上帝。
  (本文資料來源于霍金的《時間簡史》、《果殼里的30年》、《大爆炸、嬰兒宇宙及其他》等,及BBC與Discovery拍攝的紀(jì)錄片等。感謝理論物理研究所李淼研究員和浙江大學(xué)博士生李劍龍對本文的幫助。)
  

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