在壹堆書裏長大的天才
寒風凜冽,弗蘭克左手拿著試管快步走到窗前,又檢查了壹遍。天氣太冷了,他把四個角落都封住了。窗外不遠處隱約能感覺到戰爭的氣息。在死亡的恐怖下,壹聲嬰兒的啼哭打破了冰冷凝固的空氣。
這壹天是1942 1.8。斯蒂芬·威廉·霍金就出生在這個溫暖的家庭。61歲時,愛因斯坦正在完成《科學與宗教》等壹系列科學論文,準備去蘇聯參加猶太人組織的活動。也許是因為他太忙了,這位偉大的科學家沒能預見到他的繼任者的誕生。小霍金給弗蘭克和伊莎貝爾帶來了很多歡樂,但也帶來了很多麻煩。照顧孩子對他們來說是壹個很大的挑戰,比寫醫學理論復雜多了。雖然伊莎貝爾在各個領域都有很多研究,但為了成為壹名優秀的母親,她仍然必須惡補許多嬰兒護理知識。
隨著時間的推移,霍金壹天天長大,偶爾會做幾個鬼臉逗父母開心。
幾年過去了,轉眼間霍金已經會走路和說話了,但奇怪的是,他不像其他孩子,經常會看著書架上的書,沈默壹會兒,這比玩玩具更吸引人。於是他的父母決定給他提供最好的學習條件,希望兒子能夠超越自己。不僅在中國,而且在所有國家,父母夢見他們的孩子是很常見的。
後來霍金有了妹妹,父母領養了弟弟。從此,霍金不再孤單。比起和同伴玩耍,他更願意照顧弟弟妹妹。霍金很快就到了學習的年齡,智商和班上其他孩子壹樣,只是他房間裏的書比其他孩子多很多。他學習成績突出,壹路直走,最終如願考上了牛津大學。這是他父母最希望看到的結果,也是霍金多年努力的結果。進入大學後,霍金的父母經常時不時談起他的就業問題。
霍金本人並不在意這些。他不太考慮未來。和大多數同齡學生壹樣,他正處於迷茫期,不會花太多時間去思考自己的未來或者學術論文。當然,他經常和同學壹起玩,但是他不喜歡運動,也不擅長各種運動。他的手腳遠不如自己的大腦靈活。霍金小時候長得醜,但就是控制不了。有壹兩次,在學校摔倒後,他自己爬不起來——這是壹個信號,壹種不祥的預感籠罩著他。不過,他還是愉快地度過了自己的21生日。
疾病從天而降。
從小體育就不是霍金的強項,幾乎所有球類運動他都不擅長。在牛津學習的第三年,霍金註意到自己變得更加笨拙,無緣無故地摔倒了壹兩次。有壹次,他不知何故突然從樓梯上摔了下來,立刻陷入昏迷,險些喪命。
然而,直到1962年霍金在劍橋讀研究生時,他的母親才註意到兒子的異常狀況。剛剛慶祝完21生日的霍金在醫院度過了兩周。經過各種檢查,確診為“盧格氏病”,即運動神經元萎縮。他的四肢會越來越失控,然後到他的身體和內臟,到他的心肺,最後到他的猝死。他最多還有兩年,甚至可能等不到拿到學士學位的那壹天。
起初,病情惡化得相當快,這對霍金來說是可以預見的打擊。他幾乎放棄了所有的學習和研究,生活開始面臨嚴峻的挑戰,就像即將開放的花朵突然受到重創。
病情日益惡化。到了1970,學術聲望與日俱增的霍金已經無法自己走路了。無奈,他開始使用輪椅。從那以後他就再也沒離開過。
即使坐在輪椅上,霍金也沒有逃脫命運的捉弄。1991 3月,霍金在返回柏林公寓的路上被壹輛汽車撞倒。左臂骨折,頭部被砍,縫了13針。然而,僅僅經過48小時的修正,強壯的霍金又回到了辦公室工作。禍不單行。就在霍金和他的朋友們去鄉間別墅的時候,霍金在灌木叢中翻車了,因為輪椅在拐過壹個上坡彎道後向後倒了下去。
1984,他說話相當困難,開始吐字不清。過了好久才說了幾句。1985年,霍金又得了肺炎,治療過程中氣管被切斷。從那以後,他再也不能說話了。
後來,人們在他的輪椅上安裝了電腦和語音合成器。他只用兩根完好的手指在鍵盤上敲出要說的話,組成相應的句子,通過語音合成器發出聲音。他用這種方法進行學術交流,做學術報告。
面對挑戰,命運似乎退縮了。壹年半過去了,又壹年半過去了,他還活著,還很堅強。
不管命運多糟糕,人總要做點什麽。哪裏有生命,哪裏就有希望。
他的身體變化很大,很快就不能動了。正如醫生所料,他沒有心思研究學術問題,直到壹個女孩的出現,改變了他的人生軌跡,給了他活下去的勇氣。
給霍金帶來第壹個奇跡的人是簡·王爾德,他的女朋友。1962年夏天,簡通過朋友認識了走路笨拙、步履蹣跚的霍金,後來又見過幾次面。結果,他們有了愛情,但多了壹點苦澀。愛的力量是不可抗拒的。次年7月14日,簡和霍金結婚了。他們的愛情觀並沒有因為疾病的出現而放棄,反而更加堅定。他們並肩作戰應對疾病,打破了只能活兩年半的神話。
霍金恢復學術研究,成功獲得博士學位。霍金對女性有獨特的幽默感。當人們問他的目標是什麽時,他回答:首先,他想知道黑洞裏有什麽;其次,他想知道女人是什麽。
多年後,簡在回憶錄《音樂感動星辰》中寫道:“我非常愛他,沒有什麽能阻止我嫁給他。我願意為他做飯、洗衣服、購物、收拾家務,放棄以前的遠大誌向。”
霍金的身體不能動,說壹句話要經過幾個復雜的轉換過程,但即使這樣也改變不了他的學術研究。他成功地完成了《時間簡史》。這是繼愛因斯坦相對論之後,物理學中揭示宇宙奧秘的最偉大的著作。他是最成功的殘疾人之壹,也是最能創造奇跡、挑戰命運的勇者。他詮釋了時間的概念並打破了它。二十多歲被判死刑的人都活到現在。2012年,他70歲了。
“科學巨人”的物理理論
(1)黑洞不黑。
霍金的研究對象是宇宙,但他壹直對觀測天文學不感興趣,只用望遠鏡觀察過幾次。與實驗、觀察等傳統科學方法相比,霍金的方法依靠直覺。
“黑洞不黑”的偉大成就,來自於壹個念頭的閃現。1970 11年6月的壹個晚上,霍金壹邊慢慢爬上床,壹邊開始思考黑洞的問題。他突然意識到黑洞應該有溫度,這樣才會釋放輻射。換句話說,黑洞並沒有那麽黑。
這個靈光壹現,經過三年的思考,形成了完整的理論。1973 165438+10月,霍金正式向世界宣布,黑洞不斷發出X射線和伽馬射線,這就是著名的“霍金輻射”。在此之前,人們認為黑洞只吞不吐。
從BIGBANG的奇點到黑洞輻射機制,霍金為量子宇宙學的發展做出了卓越的貢獻。霍金從65438年到0988年獲得了沃爾夫物理學獎。
(2)量子力學的最新進展
霍金希望解開宇宙誕生之謎。上世紀70年代,霍金應用量子力學解釋黑洞現象,但在接下來的30年裏,用量子力學解釋整個宇宙變得更加困難。霍金想找到壹套能完美解釋宇宙整體現象的理論來解釋宇宙從654.38+03.7億年誕生到現在,但時隔多年,即使無限接近他,他依然沒有得出結論。根據他的量子力學理論,宇宙的誕生是由大爆炸產生的,大爆炸是壹個無限小的壓縮物質在超重力(也可以理解為無限密度)下爆炸的產物。量子力學的理論範疇無法解釋這個過程是如何進行的。為什麽會這樣?霍金說,“壹定有壹種理論可以描述小尺度引力。”最新的科學突破是霍金的同事,倫敦瑪麗女王學院的邁克·格林。Green)參與了超弦理論的構建,簡稱“弦理論”。這個理論指出所有的粒子和自然力實際上都是振動中類似弦的微小物體,解決了霍金壹直試圖解決的引力問題。這個理論必須建立在宇宙有9,10甚至更多的維度,我們生活的三維世界可能只是真實宇宙中的壹個。目前全世界有大量的科學家在太空和地球上做相關的實驗來證明弦理論,從實驗中證明來支持霍金的黑洞理論和量子論。
(3)時間機器理論
英國著名物理學家斯蒂芬·威廉·霍金(stephen william hawking)在承認外星人的存在後,發表了壹個驚人的言論:他聲稱將人類飛入未來的時間機器在理論上是可行的,所需條件包括太空中的蟲洞或者速度接近光速的航天器。不過,霍金也警告不要坐時光機回去看歷史,因為“只有瘋狂的科學家才會想回到過去‘顛倒因果’。”
據英國媒體報道,物理學家霍金在最近壹部關於宇宙的紀錄片中提到,人類其實可以建造接近光速的宇宙飛船,進入未來。
霍金甚至說,他不敢胡說八道,不想多談時間機器,因為他擔心別人會把他當成“怪胎”。直到紀錄片結束後,他才敢大方地討論。
(D)時間上有差距。
至於時間機器的關鍵點,霍金強調是所謂的“四維空間”,科學家將其命名為“蟲洞”。霍金強調,“蟲洞”就在我們身邊,只是太小了,肉眼看不到。他們存在於空間和時間的夾縫中。他指出,宇宙萬物不是平的,也不是實的,近距離觀察會發現,所有物體都會有洞或褶皺,這是基本的物理規律,適用於時間。時間也有微小的裂縫、皺紋和縫隙,比分子和原子更小的空間被命名為“量子泡”,“蟲洞”就存在於其中。
(5)回到“遙遠的過去”
然而,科學家們試圖穿越時空的微小隧道或捷徑卻在量子世界中不斷形成、消失或轉化,它們連接著兩個不同的空間和時間。壹些科學家認為,有壹天也許可以抓住“蟲洞”,並將其無限放大,以便人類甚至宇宙飛船能夠穿越它;此外,在電力充足、技術完備的情況下,科學家或許還能建造壹個巨大的“蟲洞”。
霍金指出,理論上,僅僅是拜訪或“蟲洞”並不能將人帶到其他星球,如果蟲洞的兩端處於同壹位置,並被時間而不是距離隔開,那麽航天器就可以飛進飛出,仍然靠近地球,只是進入了所謂的“遙遠的過去”。因為在四維空間中,10分鐘可能就是n個小時。
(6)宇宙飛船可以去“未來”
霍金說,如果科學家能夠建造速度接近光速的飛船,那麽飛船在艙內的時間必然會變慢,因為它不能違反光速是最大速度極限的定律。那麽飛壹周相當於在地面上100年,相當於飛到了未來。
霍金以人造衛星為例,指衛星在軌道上時,由於受地球引力影響較小,衛星上的時間略快於地面上的時間。霍金由此想象出壹艘大型極速宇宙飛船,它可以在1秒內加速到97000公裏的時速,6年內加速到光速的99.99%,比歷史上最快的宇宙飛船阿波羅10快2000倍。船上的乘客正在偽裝飛往未來,進行壹次名副其實的時間旅行。
在科學前沿寫科幻小說
霍金是當代傑出的物理學家,他不僅走在科學研究的前沿,還寫了許多引人入勝的科普書籍。
在《時間簡史》中,霍金癡迷於大統壹理論,這是愛因斯坦未完成的夢想。霍金在書中承認,宇宙萬物無法用單壹的奇妙公式來描述和預測,因為量子論的測不準原理決定了宇宙是不確定性和確定性的統壹。霍金用壹個地圖模型來說明宇宙的多樣性可能需要壹套理論來描述。
時間和空間的本質在80年前的廣義相對論中以完整的數學形式表達出來,量子理論的基本原理也在70年前出現。然而,這兩個在整個物理學中最精確、最成功的理論,能否統壹在壹個單壹的量子引力中?世界上最著名的兩位物理學家就這個問題展開了壹場極端又極端的爭論。這本書基於霍金和彭羅斯在劍橋大學的六次演講和最終辯論。
未來的魅力始於霍金對宇宙未來十億年的預言,止於唐·庫比特對最終審判的理解。它介紹了預測的發展過程和我們今天用來預測未來的方法。
《殼中的宇宙》是霍金繼《時間簡史》之後最重要的作品。在這本書中,霍金再次將我們帶到了理論物理的前沿。在霍金的世界裏,真實和幻想有時候只是壹條細線。霍金用通俗的語言解釋,提醒我們充分想象宇宙,並以他特有的熱情,邀請我們壹起展開非凡的時空之旅。
霍金是本世紀享有國際聲譽的偉人之壹,當代最重要的廣義相對論和宇宙學家,被譽為最偉大的在世科學家,也被譽為“宇宙之王”。雖然他患有盧格氏癥(即運動神經元萎縮癥),在輪椅上被禁錮了40年,但他身心俱殘,克服了殘疾,成為國際物理學界的壹顆超新星。他超越了相對論、量子力學和大爆炸理論,進入了創造宇宙的“幾何之舞”。他的思想輝煌地遨遊於浩瀚的時空,解開了宇宙之謎。他承受了難以忍受的痛苦,創造了常人無法創造的奇跡。他對生活的熱愛和對科研的熱情,還有他的堅韌和堅持,都值得我們學習。