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霍金:明星科学家是怎样炼成的(下)
2011年01月27日 生活感悟 ⁄ 共 3886字 评论关闭 ⁄ 被围观 149+

迷茫

我们的宇宙为什么是这样?有声音说:我们就在这里,所以,我们看到的宇宙是这样。但这个答案不能让霍金满意,他想要知道的更多。

60年代早期,主流物理学家们倾向于认为,宇宙是个“稳恒态”,它就在那里,过去、现在、将来都是如此。而霍金最初申请的霍伊尔正是“稳恒态”理论的主要捍卫者。他本能地不肯承认宇宙有个开端,那是个太令人不安的假设。

在霍金并不喜欢的一部以他为主角的电影中,霍伊尔对年轻的霍金说:“物理量无穷大,物理定律全部失效?那里是给宗教或上帝准备的。那不是科学。”

但霍金到剑桥时,因为霍伊尔的学生够多了,霍金又不是那么突出,这个学生就被改派给了西阿玛。西阿玛让霍金去研究“马赫原理”,霍金却觉得,“这个原理没有很好的定义”,他更感兴趣的是宇宙学和广义相对论,就每周跑去听课。

面对新的学科,霍金遇到的一个麻烦是:他的数学不够好。他的大学不开数学课,结果导致,自中学后,他几乎没有正常上过数学课。刚开始听广义相对论的课程时,“只能听懂它的语言和方程,并没有真正领会这门学科。”就在他犹豫是否要继续时,在一个非常冷的圣诞假期,一件改变了他一生的事情发生了。

滑冰时,母亲发现,自己的儿子摔倒后要爬起来非常艰难。霍金住进了父亲的医院,他住了三周,做各种检查,目睹了对面床上一个男孩死于肺炎。医生告诉他,有一天,他会死于呼吸肌丧失功能,而他的寿命,也许只有两年了。

拿着医生开的维生素片,霍金回到学校,他觉得自己很倒霉,“也许已经活不到博士毕业了。”他做噩梦,听瓦格纳,“因为他和我的末日黑暗兴味相投”。浑浑噩噩中,霍金邂逅了一个叫简•瓦格纳的圆脸姑娘,并和那姑娘订了婚。

很多年后,有人问简,为什么要跟一个只有两年寿命的人订婚?她笑了笑,说:“那个年代,人人都说苏联的核武器两年内就会打过来。”

转折

为了结婚,霍金需要一个工作,为了得到工作,他得有个博士学位。于是,平生第一次,他用起功起来。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,而且,他遇见了彭罗斯(Roger Penrose)。

彭罗斯比霍金大11岁,他有相当好的数学功底,当其他人正在费尽心思猜测求解方程时,他引进了一种新方法,不需要具体的求解方程,就能看出解的一些性质。

根据爱因斯坦的理论,万有引力与时空观紧密相关,在爱因斯坦看来,万有引力最恰当的解释不是传统的力,而是时间和空间的弯曲。当时空弯曲了,所有的物体走最短程的路径,这些短程路径看上去就像是引力作用在物体上所引起的。

黑洞就是时空弯曲的最有名的例子,在黑洞的周围存在一个曲面,在这个曲面之内,光线的最短程线不会到达黑洞的外部。而彭罗斯证明,在大质量天体塌缩成黑洞的过程中,必然存在一个点,所有的塌缩物质在这个点之后就没有了路径,用几何的语言来说,这是几何上的奇点。而在普通的人看来,这是毁灭之点,因为越是靠近这个点,引力产生的拉扯力越大,最终归于毁灭。从物理学的角度来看,在这个点上,所有的物理学定律不再适用——这也就可以理解,很多物理学家讨厌这个点,不承认它的存在。

从1965直到1970年,霍金和彭罗斯组成了一个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。

看上去,他们成功了。对那个年代,编写“现代宇宙学编年史”时,克拉夫(Helge Kragh)写道:“60年代中期真是现代宇宙学的一个分水岭,我们观测到了大爆炸的遗迹——微波背景辐射(已获1978年度诺贝尔物理学奖);也给出了大爆炸这一现象的理论支持。”

很快,霍金顺利毕业,申请到了学院的一笔研究奖金,跟简顺利结婚,还度了一周的蜜月。他再也没有联系那个判他死刑的医生,医生也没有联系他。而他的病,看上去也忘了他,恶化的速度一天天慢了下来。

到1979年,霍金生育了3个子女,还获得了卢卡斯教席——这是数学界中最重要的一项教授名衔。霍金说:“因为我在系里办公室的门上贴不干胶字条,系主任很生气,便推选我作了卢卡斯教授,好让我搬到另外一间办公室去。”而事实上,认识他的人都知道,这段话只是一个牛津学生在假装不在乎荣誉,事实上,霍金对这个位置非常在意,他记得自牛顿以来300年间所有担任过卢卡斯教授的人的名字。

开始,也是结束

到了1982年,随着医疗费和子女的教育经费的节节攀升,想不到其他赚钱的法子,霍金开始打算发挥自己的专长去赚点钱花。他想写本关于宇宙的小书,那本书的读者是广大公众,他要给那些对物理学和数学一窍不通的人解释宇宙学,而且要那本书畅销。

霍金先把想法告诉了剑桥出版社一个出版过他学术著作的编辑,并明确表示,这本书的版税可以再谈,但希望能有一笔预付款。编辑允诺了霍金1万英镑的预付款,在剑桥出版社,这已经是最高标准了,但对霍金而言,这钱显然不够。

一位纽约的文化经纪人接了兜售霍金写作计划的活儿,他对各大出版社说::“宇宙学以及霍金与疾病奋斗的故事是这本书畅销的两大保障”——很明显,即使关心宇宙学的人不很多,在这个世界上,关心霍金凄惨故事的好事者必有一大把。美国的矮脚鸡出版社用25万美金的预付款和丰厚的稿酬买走了霍金的故事。

1984年开始,矮脚鸡派了一个编辑与霍金合作这本书,霍金写一段草稿寄给编辑,编辑列出一长串的问题以及修改意见,协助这位科学家把科学问题用正常的人类语言进行重写。

这本书写得很不容易,其间,霍金因为肺炎不得不切开气管,失去了说话能力,只能靠扬眉来进行交流。幸亏,很快就有人赠送了他一个协助沟通的计算机程序,让他可以继续写作。

1988年,在霍金46岁的时候,他与彭罗斯一起获得了物理沃尔夫奖,这本《时间简史》也终于在美国出版了。

美国版的封面上,编辑精选了一张霍金坐在轮椅上的凄惨的照片,据说,这会使那本书的销量至少增加一倍;相应的,霍金也精选了爱因斯坦的那个著名的公式写进书中,据说,这会使那本书的销量至少减少一半。

然后,霍金就出名了,他上了《辛普森一家》把他画进了卡通片;亿万富翁出钱赞助他去体验无重力实验室;他的影响甚至超出了麻瓜世界,电影版哈里•波特中,有魔法师在酒吧翻看《时间简史》。哈里•波特版维基指出:“那是一本由矮脚鸡出版社出版的,由一个名叫霍金的麻瓜写的时间旅行的指南”。

随着《时间简史》的热销,霍金的婚姻也走到了尽头。与他结婚25年的简认为,她正在失去自我,“每次到了正式场合,我就只是个站在他身后的人。”嫁给霍金后,为了摆脱这种感觉,简曾很努力地拿到过一个中世纪欧洲文学博士,专攻西班牙诗歌,她甚至在剑桥大学拿到过一个教书的职位。然而,在春风得意的霍金看来,与宇宙相比,那些人类编出来的东西,实在不算什么。

在一部纪录片中,笃信天主教的妻子简批评霍金,“他要做上帝。”——谁都不知道,这句批评是出自一个被忽略的妻子还是一个虔诚的天主教徒。

1991年,霍金和简离婚,四个月后,霍金娶了自己的护士伊莱恩•梅森,后者的前夫正是替霍金在轮椅上装上电脑和语言合成器的工程师。

宇宙,需要创造吗?

2005年接受采访时,霍金说,“我知道我的人生很难被描述做普通,但我确实觉得,在我心里,我就是个普通人。”描述自己的工作流程,他说:“首先是寻求优雅而协调的数学模型,然后提出理论,利用理论作出可被观测验证的预言。如若观测和预言一致,也不能就说明理论被证明了,只不过说明该理论有资格存活,以作下一步的预言,新预言又要由观测来验证。如果观测与预言不符,那么就抛弃你的理论。”

很少有人能听懂这个“普通人”的话,然而,这不妨碍人们喜欢这调调。科学家这个职业的从业者就该这样。

人们是那么喜欢他。在中国,一手《时间简史》、一手《金刚经》是作家王朔某段时间的经典形象。在美国,一个加油站服务员得知服务对象是科学家时,就说自己最崇拜的英雄就是霍金。霍金说,“哦,人们喜欢遵循这样的公式:史蒂芬•霍金患了很严重的病,他被禁锢在轮椅上,不能言语,只能挪动X根手指(X依据评论者所读的是哪篇相关的不精确的文章而定)。然而,他写了这部关于大问题的书:我们从何处来并往何处去……”

在美国,有报纸专栏作家问:难道有谁看懂了《时间简史》吗?一位家长公开回应:“我认为,看不懂这本书的人该去补补基础物理知识。我的17岁的儿子,一个物理成绩总是在90分以上的中学生,就觉得霍金这本书很容易理解,他认为霍金该在书里介绍些更难的物理,而不总是这些简单的东西。”

反倒是霍金担心,很多人买他的书,不读,而是将其放在书架或者咖啡桌上炫耀。虽然,他不认为这种情况会比包括《圣经》和莎士比亚著作在内的其他严肃读物更甚。

事实上,他倒不必担心,人们确实在读那本书。人们边读边讨论,这位研究宇宙的科学家究竟是否认同上帝创世?

最初,人们以为他是站在上帝一边的,《时间简史》的结尾,霍金说:如若能知道宇宙如何开始,“将是人类理智的最终极的胜利——因为那时我们知道了上帝的精神。”然而,再细看,那本书里还藏着一句:“时空是有限而无界的可能性,就表明着没有开端、没有创生的时刻。”在去年的新书《大设计》中,这类的表述被提到了显眼处,他说:“宇宙创造过程中,上帝没有位置。”

1632年,伽利略68岁,出版了《关于两种世界体系的对话》;2010年,霍金68岁,他出版了新书《大设计》,并在一部新纪录片中表示:不要跟外星人说话,他们也许并非善意。好吧,这一年里,霍金说:我们应该相信存在外星人,而不是上帝。

本文资料来源于霍金的《时间简史》、《果壳里的30年》、《大爆炸、婴儿宇宙及其他》等,及BBC与Discovery拍摄的纪录片等。感谢理论物理研究所李淼研究员和浙江大学博士生李剑龙对本文的帮助。

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