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仰望星空:霍金和他的先行者

发布时间:2018-09-07 14:22:03  |  来源:光明网-《光明日报》   |  作者:徐刚  |  责任编辑:郑文媛

  2018年3月,英国物理学家霍金辞世,举世悲悼、惋惜的同时,“时空节点”一词开始流行。在霍金出生和去世的时间节点中,两个伟大的名字赫然在目:1642年1月8日伽利略去世;300年后1942年1月8日霍金出生;1879年3月14日爱因斯坦出生,139年后即2018年3月14日霍金仙逝。“仿佛看到伟人们一代又一代地接过智慧的接力棒,在银河里奔驰,愿你们在星辰中相遇。”一位网友在霍金去世后留言,表达了中国乃至世界人类发自内心的赞美。奇妙的时间节点,连接起人类仰望星空的深情目光。 

 


  霍金21岁时

  1942年1月8日霍金在牛津出生,他是带着父母科学的基因来到人间的。父母都是牛津大学教授,父亲法兰克专攻热带病,母亲伊莎贝尔研究哲学、政治和经济学。童年的霍金学习成绩一般,但喜欢玩具,尤喜设计复杂的玩具。他曾用一些废弃物制作了一台简单的电脑——仅此一点,似乎有着某种暗喻。霍金在刚进入牛津大学时,并没有开始便显露出才华洋溢,但他在一步步地接近辉煌和他的21岁。

  霍金的辉煌和他的21岁青春年华是如此相互纠结难于割舍,1963年霍金21岁,被确诊患有一种运动神经元病,即“渐冻症”。霍金有过悲观失望乃至绝望:“在我21岁时,我的期望值变成了零。自那以后,一切都变成了额外津贴。”期望值成零也可以说是期待、希望和理想归零,可知霍金当时内心的沉郁和忧伤。但此种心境持续的时间似乎并不长,霍金理智地接受了这一现实,并且继续享受生命。开始时病情较轻,还可以正常活动。霍金和第一任妻子简相识于剑桥大学。简回忆说,他俩的第一次见面毫无浪漫可言,是路遇,“他留着一头乱糟糟的棕发,正沿着圣奥尔本斯街道低着头蹒跚而行”。牛津大学,才俊荟萃之地也,但简选择了霍金,而霍金则告之她自己是渐冻症患者。为了慎重起见,结婚前他又找了一趟自己的大夫,被告知:“你当然可以结婚,但从医学的角度评估,你只有两至三年寿命。”这是又一次心灵的摧残,而且是近在咫尺的死亡宣布。简没有离他而去,而是对他说:“我们不怕病魔,不管医生怎么说,我们要挑战未来。”23岁时,霍金拄着拐杖结婚了。他们开始了相濡以沫的生活,还生了3个健康的孩子。

  黑洞爆炸

  霍金是带着可怕的恶疾走向星云深处的,恶疾没有成为他的噩梦,相反成为他专注于外星空研究、想象的一种助力。至1970年他已经无法行走了,随着病情的恶化,全身可以活动的仅三根手指,但霍金的大脑依然活跃,他的轮椅是他“解锁充满可能性的宇宙”的出发地。他认为,“和宇宙相比,人类显得微不足道,因此残疾也没什么大不了”。70岁生日时,他坦承:“我确定我的残疾和我的成名有关,我的体力极为有限,从事研究的宇宙本质却浩瀚无垠。”霍金告诉我们,他仅有的一点体力和思想无暇他顾,只能在外太空漫步于星光月色和黑洞边缘了。

  霍金20岁、得渐冻症前一年,于剑桥大学研究宇宙学。这也告诉我们,霍金在这之后的所有成就,都是在病中、日益严重的病中所取得。一个乐观幽默的霍金很有可能让人们忘记他是个病人,按照医生的诊断只剩下两三年寿命的病人,这本身就是奇迹。人们关心霍金说了什么,写了什么,而霍金的病情似乎被忽略了。霍金对宇宙外太空的想象仿佛也与他的不治之症渐行渐远了。事实是:霍金病情的加重与霍金学术成就的进展是同步进行的,被称为超人的霍金,是被病魔困扰了半个多世纪的霍金,也是不可思议的霍金。1970年霍金已无法行走,轮椅上的生涯由此而始,1985年,因为一次严重的肺炎,霍金渐失说话能力,最后他只能靠右眼底肌肉移动特制眼镜的按钮,指挥电脑上的光标而“说话”。在这一段长达几十年的艰困中,霍金却致力于对黑洞理论的完善,对黑洞表层“光滑的”美妙想象。

  1974年,霍金在牛津大学举行的第二次量子引力会议上,发表了论文《黑洞爆炸》,从而震惊了世界宇宙学界,震惊了所有关心时间是如何开始的人。它被称为“物理学历史上最美丽的论文之一”。1979年至2009年,霍金成为牛津大学卢卡斯数学教授,研究领域为宇宙论与黑洞。他“证明了爱因斯坦广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步”。霍金最具独创性、最富想象力的研究是大爆炸与黑洞,他证明:研究黑洞需要想象力,但黑洞不仅是想象物。“黑洞不仅是一个奇异的理论概念,而且在宇宙发展中扮演着奇异角色。事实上黑洞不是很黑,黑洞会释放出辐射——霍金辐射,最终黑洞甚至会消失。”

  霍金还说过,宇宙中还有相当数目的太初黑洞,正是这些黑洞还残留着早期宇宙的某些特征,比如在多大程度上,宇宙的表面是光滑而均匀的。

  我们头顶的星空,是黑洞密布的星空。

  从太初黑洞到未来黑洞,恒星们自己书写着星星经典。

  致敬!丈量星空者

  有多少伟大的头颅,在星空下消失了,或者他们已成为星空的一部分,继续着他们丈量星空成为“星际使者”的梦想。在哥白尼、布鲁诺之后,仰望星空的伽利略以及望远镜出现了。伽利略从荷兰的一个眼镜匠处得到启发,开始磨制镜片,制作镜筒。直接面对眼睛的凹透镜片为“目镜”,对着被观察物体的凸透镜为“物镜”,一架放大32倍的望远镜由伽利略亲手制成,并且也使伽利略成为人类史上第一个把望远镜指向太空者。

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