霍金的生命旅程

来源 :科学之谜 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lianxingjiehaha
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  斯蒂芬·威廉·霍金,1942年1月8日出生于英国牛津,出生日正好是伽利略逝世300年忌日;逝世于2018年3月14日,这一天又正巧是爱因斯坦的生日;三人同为伟大的物理学家,同为人类认识宇宙做出了划时代的贡献。这样的巧合被许多人视为冥冥中的天意。
  “小爱因斯坦”
  霍金出身并不显赫,祖上一直是佃农,到他父亲这一辈家境才开始好转。他父亲是家族中的第一个大学生。
  童年时的霍金学习成绩并不突出,但他喜欢设计复杂的玩具。在数学老师的帮助下,他曾用废弃闹钟、电话上的一些部件组装出一台简单的计算机器。这件事在当地曾引起轰动。
  也正是在那位数学老师的启蒙下,霍金爱上了数学,并表现出很高的数学天赋,在学校里被人称为“小爱因斯坦”。他立志上大学要学数学。他对物理也很感兴趣,不过,他觉得物理太简单,仅仅因为对理解数学有用才值得一学。
  霍金父亲是学医的,毕业于牛津大学。他希望儿子继承自己的衣钵,认为学数学不容易找到工作。他还希望霍金能上他的母校。但那时的牛津没数学专业,所以中学毕业时霍金只好改报物理和化学。1959年,他顺利通过了牛津大学的入学考试,并获得奖学金。
  大学期间,霍金一点都不用功,大部分时间都用于玩上。他自己说,他用于学习的时间平均每天不到1小时。但最后他还是以优异的成绩毕业。
  突如其来的打击
  1962年,霍金来到剑桥大学做研究生。他本想师从霍伊尔(著名天文学家、稳恒态宇宙模型的提出者),但霍伊尔似乎不喜欢他,结果改投丹尼斯·席艾玛门下。席艾玛培养学生的方式是“放养”,即让学生自己找课题,自己研究。刚开始,霍金很失望,但渐渐地发现这样的“放养”最适合于他。席艾玛虽然自己成就不大,但善于引导学生。他会组织学生坐几百里的火车,赶往另一座城市听一个重要人物的演讲;当学生在研究中遇到困难时,虽然他也不一定能解决,但他善于帮他们找到最合适的指导者。此外,席艾玛对物理学的前沿了如指掌。在导师的激励下,霍金对宇宙学和粒子物理产生了浓厚的兴趣。当时粒子物理学领域人才济济,而宇宙学却长期被忽视,对广义相对论的研究正方兴未艾,吸引了一批青年才俊。霍金抓住机遇,投身这项事业中。
  可是正当他准备一展宏图的时候,一场突如其来的打击降临到他头上。
  还在牛津的最后一年,霍金就注意到自己的手脚越来越笨拙了,时常不知缘由地跌跤。一次,他从楼梯上摔下来,造成暂时的记忆力轻微丧失;去看医生,医生只是警告他“不要贪杯”。到了剑桥,状况更加恶化。21岁生日后不久,在一次滑冰中摔伤,伤势久久不见好转。父母带他去看医生,诊断结果是他患上了罕见的肌萎縮性脊髓侧索硬化症(即渐冻症)。医生预言,他最多只能活两年。
  与疾病抗争
  霍金一时陷入绝望。尽管医生建议他继续从事研究,但他觉得那已经没多大意义。不过,病情的发展似乎比预料的要缓慢得多。这让他重燃对生活的希望。“既然人都是要死的,不管如何,死之前总应该做点有意义的事情。”他后来回忆说。在导师和爱人的鼓励下,霍金终于又回到工作中。1964年在一次讲演中,霍金因大胆挑战霍伊尔的“稳恒态宇宙模型”而在剑桥暂露头角。此后,受彭罗斯关于黑洞奇点研究成果的启发,霍金把彭罗斯的思想推广到整个宇宙,证明宇宙大爆炸之初必定存在一个奇点。此项成果让他在学术界声誉鹊起。
  20世纪60年代,霍金逐渐失去写字能力,在纸上演算已不可能,在这种情况下,他发展出一种更多依赖直觉的思考方式。这种思维方式赋予霍金超乎常人的洞察力,包括黑洞面积定律、霍金辐射在内的一批重大发现都是其成果。在这一点上,有人认为霍金可以与莫扎特相媲美,莫扎特也是直觉思维的“大师”。
  霍金的声誉日隆,健康却在持续恶化,到了20世纪70年代后期,只剩下家人或密友能够听得懂他的话。1979年,霍金荣获剑桥大学卢卡斯数学教席,历史上牛顿和狄拉克(英国物理学家,因预言反物质粒子而获诺贝尔奖)也曾获此殊荣。
  到20世纪80年代中期,霍金彻底失去了发声的能力。他被禁锢在轮椅上,只有三根手指和两只眼睛可以活动。传达信息必须让人拿着字母卡,逐个字母地指,指到对的字母,他扬扬眉毛表示同意。读文献时,必须让人将每一页平摊在一张大办公桌上,然后驱动轮椅如蚕吃桑叶般逐页阅读。后来,电脑专家为他设计了一台语音合成器。每一次演讲前,他都会事先准备好讲义,然后用语音合成器把内容播出来。
  2005年后,霍金开始使用脸颊肌肉的运动来控制他的通讯设备,每分钟大约可以输出一个字……
  创造生命的奇迹
  就是这样一位病恹恹、时刻命悬一线的人,却创造了多项生命的奇迹:医生预言他最多只能再活两年,他却顽强地多活了53年;他虽身陷轮椅,连说话都费劲,思想却天马行空,无拘无束,执著于思考黑洞、宇宙等深奥的课题,并取得丰硕的成果;他不但是享誉世界的科学家,还是一位优秀的科普作家,他的《时间简史》是有史以来卖得最好的科普书籍;他幽默、达观,客串过多部电影,在《星际迷航》中,他真人出镜,与“牛顿”、“爱因斯坦”一起打牌。
  有记者问霍金:你靠什么创造奇迹?霍金答:坚持。他说:“一个人必须足够成熟才会认识到,人生是不公平的。不管你的境遇如何,你只能全力以赴。”
  斯人已逝,风范长存。爱因斯坦在悼念居里夫人时说:“在像居里夫人这样一位崇高人物结束她的一生的时候,我们不要仅仅满足于回忆她的工作成果对人类已经做出的贡献。第一流人物对于时代和历史进程的意义,在其道德品质方面,也许比单纯的才智成就方面还要大。”这段话同样适用于霍金。
其他文献
对于大多数哺乳动物,在宝宝出生后,胎盘会立即被母亲吃掉,但人类是例外。然而过去十多年来,选择吃胎盘的妇女人数有所增加。常见的吃法是先把胎盘蒸熟,晾干后磨成细粉,制成胶囊在产后期间每天服用数次。一个胎盘通常产生大约100~200个胶囊。  胎盘胶囊中确实含有一些激素,比如可以引起子宫收缩的前列腺素和在哺乳期促进泌乳的催产素。但是还没有任何研究能够表明胎盘胶囊中这些激素的含量能够足以在生理条件下起到有
期刊
在但丁的地狱中,有一层专门留给那些十恶不赦的罪人。他们陷在炽热的沥青湖中痛苦呻吟。据最近的一个研究显示,早期的月球上比这幅地狱图还可怕。  我们现在已经知道,月球是一颗体量不小的小行星与地球剧烈碰撞后,由飞溅出去的炽热岩浆冷凝而成的。因此月球上最初完全是一片岩浆的“海洋”。  在碰撞后不久,地球还很炽热,热量不断往外辐射。这就使得月球面对地球的一侧,大气温度达到1700℃以上。这个温度足以让许多元
期刊
你可能在化学练习中遇到过这样的题目:如何证明水溶液中硫離子的存在。澳大利亚西澳大学和默多克大学的研究人员告诉你,不用证明了,因为水溶液中硫离子根本不存在。  这一发现是偶然的,当时研究人员正在研究在生产氧化铝的过程中,硫化物溶液对于减少汞排放的有效性。在这项研究中,研究人员使用了各种硫化物。过去的知识告诉他们,这些水溶液中一定有硫离子存在。因此,在实验过程中,他们努力想要找到溶液中的硫离子。然而,
期刊
山有平顶  你印象里的山是什么样的?层峦叠嶂,抑或是绵延起伏?但你知道吗,世界上有的山,山顶是平的,平如桌面,因此也被称为“桌状山”。  如果你看过《飞屋环游记》,那你大概记得主人公卡尔老先生和小男孩罗素寻找的仙境瀑布。其实,仙境瀑布的原型是南美洲的安赫尔瀑布,在那一帧画面中,主人公背后的那座山,叫做罗赖马山,是一座独特的“平顶山”,位于南美洲三国委内瑞拉、巴西、圭亚那的交界处。罗赖马山在西班牙语
期刊
就像歌里唱的一样,每个人心中都有一片草原,那里芳草青青,红花艳艳。置身于草原茫茫的天地之间,人们总是心旷神怡,情思悠远。即使没有去过这样辽阔的大草原,我们如果去郊外踏青,也会不由自主地沉浸在小草的清香之中。  在过去,草原产生的令人愉快、宁静、健康的心境被认为是不可靠、不科学的,而且被童話、小说和诗歌渲染得有些夸张。然而,生物学和医学界的科学家们花了很长时间,得出了新的观点:我们的身体由微生物支配
期刊
说到埃及,大多数人都会联想到埃及文明的象征——金字塔。大大小小的金字塔大約共有八十座,被称为金字塔群。其中,胡夫金字塔是现存最古老、最完整的金字塔,也是世界八大奇迹之一。据记载,金字塔初建于约公元前2560年,相传是给古埃及法老们建造的衣冠冢。  关于金字塔,至今仍存在太多的未知。金字塔凝结了多少人智慧的结晶?建造者是奴隶,还是雇佣工人?动植物死后放于金字塔中,为什么能千年不腐?前后共200个人爬
期刊
抹香鲸是海洋中的大块头,它们体长能达到20米,是潜水最深,潜水时间最长的哺乳动物。抹香鲸喜欢群居,一般的鲸群有十几个成员,有些鲸群甚至由两三百只抹香鯨组成。这些庞大的队伍每年都会在赤道和两极之间洄游。除了组队洄游,抹香鲸还会组队睡觉,场面同样壮观。照片中就是一群正在睡觉的抹香鲸。  抹香鲸通常会大家围成一个圈一起入睡,它们的睡眠时间比较短,每次从几分钟到二十几分钟不等。不过就算睡觉的时候,它们的警
期刊
我们知道,美洲大陆的土著居民是印第安人,他们跟我们同属现代智人。现代智人是在距今大约1.5萬年前踏上美洲土地的。  我们还知道,在现代智人统治地球之前,欧亚大陆上还广泛分布着另外两个更古老的人种——尼安德特人和丹尼索瓦人。  现在,有一个新发现似乎暗示:也许早在现代智人抵达美洲之前,尼安德特人或丹尼索瓦人就已捷足先登了。如果这一结论属实,人类最早到达美洲的时间比传统认定的提前了11.5万年。  遗
期刊
地球自转受限多  地球爱运动,绕轴自转,从不停歇。而生活在地球上的我们似乎只能够从每天太阳的东升西落,从日夜的交替知道地球在自转。我们感受不到地球自转的速度,不知道它是匀速运动还是变速运动。  其实,地球自转的速度是经常改变的,因为影响它的因素很多。  地球表面各种因素都会使自转速度发生改变。潮汐能够影响地球自转速度,太阳和月亮对海洋的引潮力会导致地球自转速度变慢,使地球一天的长度每100年增加1
期刊
地球变暖会怎样?人们提出了许多猜测,比如冰川融化,海平面上升。这些猜测正确么?看一看离我们时间最近的暖期——上新世(距今530万年~250万年)就知道了。通过古代地质遗迹以及古生物化石的证据,科学家发现,上新世时期地球的温度比现在高,南北两极的面貌以及海平面的变化符合人们对全球变暖现象的预期。  首先,温暖的地球唤醒了北极的原始森林,将那里打造成生命的樂土。比如,在加拿大靠近北极的埃尔斯米尔岛,科
期刊