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相知54年,霍金剑桥同门师弟撰文追忆
2018年03月15日 作者: 暂无评论 225+ 0

英国当地时间2018年3月14日凌晨,科学巨匠史蒂芬·霍金去世,享年76岁。

由于霍金生前的影响力,全世界都在关注这个消息,并以不同的形式表达了对这位杰出科学家的哀悼。

而在消息确认的第一时间,DT 君联系了霍金博士的同门师弟——英国皇家学会前会长、天体物理学家和宇宙学家Martin Rees爵士。Martin Rees 爵士授权DT 君发表其悼词。

在这位曾与霍金博士共事多年的爵士的笔下,我们看到了霍金博士许多不为人知的精彩故事,并得以一窥其伟大的灵魂。

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Martin Rees 爵士

Martin Rees英国宇宙学家和天体物理学家。大学毕业于剑桥大学三一学院数学专业。随后在剑桥跟随导师Dennis Sciama攻读天文学,于1967年获得博士学位。此间与霍金为同门师兄弟。1995成为皇家天文学家,2004-2012年担任三一学院院长,2005-2010年担任英国皇家学会会长。从二十世纪六十年代起,在对宇宙微波起源,星系起源和类星体等多方面都做出了重要贡献。

主要研究方向为:(1)高能天体物理学--特别是伽马射线爆发、星系核、黑洞形成和辐射过程(包括引力波);(2)宇宙结构的形成--特别是在宇宙“黑暗时代”末期以高红移形成的早期恒星和星系。(3)一般宇宙学问题。

以下为文章全文,进行了基于原意的修改:

那是在 1964 年时,我刚入剑桥读研后不久,便第一次遇到了霍金,他当时比我大两届,站不太稳,说话也很困难。那时他刚刚被诊为患有退行性疾病,医生认为他剩下的时间已经不长,可能还不够他读完博士。但他依然奇迹般的活到了 76 岁,并最终成为了一名伟大的数学家与物理学家。他有关时间,空间和宇宙,以及他个人经历的书籍畅销世界,在人类漫长的历史中留下了他的印迹。

天文工作者一般会习惯于使用一些量级很大的数字,但我可以向你保证,在霍金收到他的“死亡通知书”后,没有什么数字能量化他这 50 年来创造的奇迹。

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图丨霍金与Martin Rees 爵士

值得嵌刻在墓碑上的发现

对天文学家和宇宙学家来说,20 世纪 60 年代令人激动。在这十年间,支持黑洞存在和大爆炸理论的证据开始逐渐浮现。

当时的霍金加入了一个颇为活跃的剑桥研究小组,该小组由 Dennis Sciama 领导。Dennis 是一位热情而到位的导师,他敦促霍金将重点放在一个新数学概念上,该概念由伦敦大学的罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)所提出的,并在当时的广义相对论研究中刚开始得到重视。

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图丨罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)

霍金在掌握了彭罗斯的理论后,迅速提出了对黑洞本质的一系列见解,以及我们所在的宇宙源于“大爆炸”后扩张过程的这一新论点。这一新颖的论点由霍金与另一位 Dennis 的学生乔治·埃利斯共同完成的,他们一起撰写了名为“时空的宏观结构《The Large-Scale Structure of Space-Time》的论文。

霍金的理论中尤其重要的是,它让人们认识到黑洞的视界(将黑洞内部“不可逃脱”区域与外界隔开的一层“薄膜”)永远不会减少。后来,以色列理论家雅各布·贝肯斯坦(Jacob Bekenstein)借此进一步发展了与熵的概念。

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图丨以色列理论家雅各布·贝肯斯坦(Jacob Bekenstein)

而在随后的几十年里,霍金所提出的这些见解逐渐得到了实证支持,其中较为著名的一次是 2016 年黑洞碰撞所引发的引力波检测事件。

在霍金 32 岁的时候,他被选为英国皇家学会会员。那时候的他已经非常虚弱,以至于我们中的大多数人都认为他或许已经“到头了”。但实际上,这对当时的霍金来说还仅仅只是一个开始。

我们两在同一栋建筑里工作,我经常会帮他把轮椅推进他的办公室,他会让我打开一本关于量子理论的深奥书籍——原子的科学(the science of atoms),这并不是之前他所感兴趣的话题。他即便在不能自己翻页的情况下也时常会对着那本书静坐数个小时。

我曾一度很想知道,他的大脑究竟在思考着什么,或者他的能力是否已经开始“下降”。但就在一年之内,霍金提出了他一生中最为重要的想法之一,这个想法由一个公式体现,他甚至希望能把这个公式嵌刻在自己墓碑上。

重大科学发现通常是指,发现迄今为止在概念上无关的现象之间的联系。就像牛顿认识到造成苹果下落的原因与使月球和行星保持在轨道上运动的原因相同一样,霍金的“尤里卡时刻('eureka moment)”揭示了引力与量子理论之间的深刻而意想不到的联系:他预测黑洞不会完全是“黑色”的,而是会以一种特有的方式进行辐射。

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雅各布·贝肯斯坦的黑洞具有“熵”的概念不仅仅是一个类比,这种辐射仅对那些质量小于恒星的黑洞来说具有重要意义,但至今还未有人发现这类黑洞的存在。

“霍金辐射”对数学物理学有着深远的影响,弦理论的主要成就之一就是证实了他的想法。在他首次提出改概念后 40 年的今天,“霍金辐射”仍是理论物理中争论的热点之一。

事实上,哈佛的理论物理学安德鲁斯特罗明格(Andrew Strominger,与霍金最近合作过的科学家)认为,这篇论文比历史上的任何一篇论文都要令理论学家更“难以入睡”。

他对“宇宙膨胀”理论同样做出了具有非常大影响力的贡献,许多人认为宇宙膨胀理论描述了我们宇宙的超早期膨胀阶段。在宇宙如何从初始的种子发展到最终的星系问题上,他独立提出是由量子涨落(有点类似于黑洞的“霍金辐射”)造成的。他在 1982 年主持的一次重要会议上对这些想法进行了彻底的探讨。随后,他同 James Hartle 与 Thomas Hertog 合作,进一步把第二十世纪物理学的两大理论——微观世界的量子理论和爱因斯坦的引力和时空理论联系了起来。

基点与拐点

霍金取得的成就人们有目共睹,但剑桥仍是霍金整个职业生涯中的基点。

霍金年少时先是在伦敦附近的圣奥尔本斯上的中学,之后去了牛津。总的来讲,你可以说他是一名“悠闲”的学生,但他出众的才华还是让他获得了物理一等学位,以及进入剑桥研究生涯的入场券。

到了 70 年代末,他升至剑桥最著名的职位之一——卢卡斯数学教授席位(牛顿也曾担任过该职位)。他在任 30 年,直至 2009 年退休,他在退休后仍拥有一个特别研究教授席位(special research professorship)。

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图丨牛顿

他的一生游览很多地方,是加利福尼亚州帕萨迪纳理工学院和德克萨斯A&M大学的常客。他在他的后半生中持续搜寻着宏观宇宙和与微观(原子和量子理论)间的联系,并产生了对宇宙起源更为深层的见解,解决了类似“我们宇宙的大爆炸是否是唯一的?”的许多问题。

他有着在脑子里解决问题的才能,但他后来在工作中会盯着学生或同事所写下算式,并最终表示他是否同意这个算式,以及他认为在该算式的基础上,之后可能会发生什么。

1987 年,霍金不幸患上了肺炎,不得不接受气管切开术,而这次手术意味着他所拥有的有限语言能力也随之被剥夺。更糟糕的是,当时的他其实已经十多年没有进行过写作,甚至是使用键盘。他剩下的唯一沟通方式是把目光对准放于面前的字母表上的一个个字母来传递其所思。

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图丨霍金的电脑界面

但天无绝人之路,现代科技赋予了霍金一口其标志性的“美式英语”。得益于现代科技,霍金可以用手指敲击一个杠杆控制器,在面前的电脑上拼出他所想表达的东西。随后写出的句子会被一个语音合成器以“美式机器口音”大声地读出来。

不过,尽管所需的演讲可以事先准备好,但日常的谈话对于霍金来说依然可谓是一场艰苦的斗争。每拼写一个单词他都需要敲几下杠杆,这样下来,讲一句话就要花费掉数分钟。但天才总有他自己的办法,他学会了如何用最少的词来表达其所想,遍历他的格言与预言,你总会看到其中闪耀着的智慧之光。

不过岁月仍旧给他带来了沟通上巨大的挫败感,在其晚年,由于他身体变得太虚弱,因而即便是通过面部肌肉或眼动的方式也无法有效地控制机器,使得沟通变得更加缓慢。

《时间简史》与《万物理论》

其实在做气管切开术的时候,霍金已经完成了《时间简史》的手稿,他希望借此书能向广大读者描述他的思想,同时也能为他的两个到了上大学年纪的孩子挣点学费。

肺炎痊愈后,在一位编辑的帮助下,霍金便恢复了工作。之后不久,美国版《时间简史》出版并大获成功,在畅销书榜上连续出现了 237 周(四年半的时间),创下了前所未有的畅销记录。而其中还穿插了一段趣闻:在刚出版的时候,印书方将书中的一幅图片放倒了,为此出版商试图召回库存中的书籍,但令出版商惊讶的是书籍早已销售一空。由此可见《时间简史》的受欢迎程度。

2014 年,霍金的传记片《万物理论》上映,该片根据霍金的第一任妻子简· 怀尔德 (Jane Wilde) 所著的回忆录改编,讲述了霍金和简始于剑桥大学的爱情故事及霍金患病前后的励志传奇,小雀斑埃迪·雷德梅恩(Eddie Redmayne 饰演霍金)也凭借此片赢得了 2015 年金球奖剧情类最佳男主角奖。

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图丨《万物理论》海报

尽管此片在一些方面省略或合并了霍金的一些科学研究方面的情节(出于电影角度,这些是可以理解的),但其在描述主要人物方面可以说超越了大多数传记,即便是电影中对应的现实人物也对此片人物描述表示非常认可。其实早在这部电影之前,霍金的生活和工作就已被搬上了荧屏。在 2004 年,BBC 就制作出版了一部出色的电视电影《霍金的故事》,该片中饰演霍金的本尼迪克特·康伯巴奇 (Benedict Cumberbatch) 也因此片获得英国电视剧学院奖最佳男演员奖的提名。

虽心灵囚禁,思维却可自由漫步无际宇宙的灵魂注定会受到人们狂热的崇拜。电影《万物理论》敏锐地传递了霍金需要支持与帮助,一开始是来自学生,而后则需要一支护士团队(由于护士团队的加入,加之霍金的名气与紧随的名人压力越来越大,其与简的婚姻也陷入了破裂的边缘)。在电影中我们只看到,简 25 年来以惊人的奉献精神支持着霍金的家庭生活与事业,而电影也就此便戛然而止,但它只记叙了霍金成年后的一半人生。

与简的婚姻关系破裂后,霍金于 1995 年与照顾他的一个护士 Elaine Mason 结婚 (Elaine Mason 的前夫为霍金设计了语音合成器),但这段婚姻也在十年内宣告破裂。

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图丨霍金与Elaine Mason

后来,霍金所获得的支持与帮助更多的是来自一些帮助者、私人助理及其家人。霍金的女儿 Lucy 就曾帮助霍金一起为孩子们写科普书籍。霍金之后的很多理论在诸如《果壳中的宇宙》、《大设计》中给出了很好的描述与说明。虽然这些书的销量与《时间简史》不可相比,但这些书的可读性更高,或许有更多的读者会读完全本。

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图丨霍金宇宙三部曲

《时间简史》的成功使霍金成为国际明星。他参加了许多电视节目,出演了如《星际迷航》和《辛普森一家》电影电视,以及许多电视纪录片和广告。他在英国皇家阿尔伯特音乐厅以及美国和日本的类似场所的演讲总是座无虚席,异常火爆。2000 年初,他还在美国总统比尔·克林顿的白宫进行了演讲。

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图丨霍金在《辛普森一家》中的形象

在 2009 年,奥巴马总统颁发了他美国自由勋章 (US Medal Of Freedom),这一荣誉对任何外国人来说都是非常罕见的,不过对其而言,这只算是他人生中的众多奖项之一 (其中包括英国爵士荣誉称号)。不过,霍金作为明星获得观众最多的时候,大概还是他出席 2012 年伦敦夏季残奥会开幕式的时候。

人生绚烂

2002 年 1 月,霍金庆祝了他的 60 岁生日,对于所有的科学家来说,这是一个值得纪念的时间。

那一天,来自世界各地的数百名顶尖科学家前来庆祝霍金的生日,同时纪念庆祝他的研究发现,并花了一周时间讨论有关空间、时间和宇宙的最新理论。

对于霍金来说这才是他的“style”,既有科学还有庆祝。

活动最后,老顽童性格的霍金以乘坐热气球旅行的方式结束了他的生日庆祝。

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霍金活到 60 岁着实令人惊讶,在当时很少人能想到他还能继续走过 16 年的生命历程。

霍金的第 70 岁生日是在剑桥举行的一次国际科学家聚会上举行的,当时的他看上去仍旧有着些许活力。他的 75 岁生日则是通过互联网直播与几百万人庆祝的。

即便在过去几年里其身体有明显的虚弱,但他仍然能够借助他的发声合成器和精心准备的视觉图像,发表有趣的有时还会有些感人的演讲。

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图丨霍金在剑桥大学

他一直在继续。直到他生前的最后一个十年,他仍然是许多学术论文的共同作者,在一些重要的国际会议上,你也能看到他活跃的身影。他在行动,他所做的事情,正是那些健康研究人员也希望能够尽早实现的梦想。

他是一个固执的旅行者,即便呼吸变的孱弱,他依旧试图扼住疾病的魔爪。

在访问加拿大时,霍金沿着矿井走了 3 公里只为参观一个地下实验室,一睹其中正进行着的有名而精细的实验。在后来一次旅行中,因身体恶化,他才在最后一刻才放弃了加拉帕戈斯(大龟群岛)的旅行。在他所有这些旅行与日常工作生活中,都有助理和护士组成的随行人员陪同。他的名声,以及他自身的在公众中树立的魅力,为其赢得了所需的医疗护理,保护着他免受残疾人经常遭受的一些的侮辱。

霍金并非是一个典型的书呆子科学家,他的性格并没有没有因挫折和障碍而受影响。他喜欢愉快的旅行,也喜欢看戏或看歌剧。他有着丰富的常识,并且乐意表达强有力的政治观点。

不过,他的缺点也非常鲜明,他时常在其不熟悉的领域发表言论,这些言论有时往往还会引来过分的关注,比如说外星人或智能机器带来危险等等。有时候,他也会为参加了一些由活动发起方预演好的媒体活动而感到矛盾。

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图丨霍金年轻时的照片,拿手帕的为霍金

他毕生致力于残疾人运动,并且就在最近几个月前他还参与了保卫英国国民医疗服务体系 (NHS) 的活动。

在个人层面上,他是一个感性的人,对他人的不幸很敏感。他曾写到,在他的第一次诊断出来后不久,他变的很沮丧,但当他看到一个正处于白血病苦痛中的男孩时,他发现他是幸运的,自己也慢慢变得开朗起来。

此外,霍金也会密切关心着其他地区的政治活动。他曾在访问以色列时,坚持要去西岸地区走走(约旦河西岸地区,巴勒斯坦和以色列之间长期斗争的中心地带)。在 2006 年,报纸上就刊登过他坐在轮椅上被四周围着好奇的拉马拉人的照片 (拉马拉,巴勒斯坦地区的城市,在约旦河西岸)。

更令人感兴趣的, 是他在美国宇航局 (NASA) 的航天器“呕吐彗星号”中“漂浮”的照片。他看起来非常开心,显然是因摆脱了自己研究了几十年的引力而欣喜不已,这些讨人厌的引力曾经是多么残酷地束缚着他的身体。

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当霍金 22 岁时,悲剧降临到他身上。他被诊断出患有致命疾病,那时他对自己的期望降到了零。但正如他自己所说的,自那以后,一切所发生了的都将是财富。

他的一生如此成功,他的名字将载入科学史册,数百万人因他的畅销书而打开了宇宙视野。更重要的是,他惊人的意志、力量、决心,他的传奇人生都将鼓舞着人们勇于克服一切困难取得成就。

正如霍金本人所说的:无论生活多么糟糕,总有你能够做的事情。

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