霍金去世,巨星陨落!谨以此文悼念霍金

甘冶院冶金与材料工程系组织 2018-11-07 16:46:24

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据多家媒体报道,著名的英国物理学家斯蒂芬·霍金于3 月 14 日去世,享年 76 岁。

霍金教授的孩子露西,罗伯特和蒂姆在一份声明中说:“我们亲爱的父亲今天去世了,我们深感痛心。他是一位伟大的科学家,也是一位非凡的人,他的工作和遗产将会一直流传。他勇敢、坚韧、辉煌、幽默激励了全世界的人们。他曾经说过,'如果这个宇宙不是你所爱的人的家园,那它就称不上宇宙。” 我们会永远怀念他。”

斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking),1942年1月8日出生于英国牛津,英国剑桥大学著名物理学家,现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。

霍金21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症(卢伽雷氏症),全身瘫痪,不能言语,手部只有三根手指可以活动。1979至2009年任卢卡斯数学教授,主要研究领域是宇宙论和黑洞,证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型,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。获得CH(英国荣誉勋爵)、CBE(大英帝国司令勋章)、FRS(英国皇家学会会员)、FRSA(英国皇家艺术协会会员)等荣誉。

2010 年,霍金曾为《科学美国人》撰写过一篇文章,让我们重新回顾这位物理学巨擘对宇宙的思考。

学子生涯

中小学时期霍金启蒙于海格特的拜伦贵族学校,然而,霍金并没有在这所学校里学会如何阅读,他归咎于这学校提倡使用的“进步教学法”。举家搬到圣奥尔本斯后,年仅8岁霍金转学到圣奥尔本斯女子中学。这学校的校名很奇怪,虽然是女子中学,但是它招收了很多低于中学年龄的学生,它的麦可堂会还可以招收男性学生。读了几个月以后,他又转学到拉德雷特公校读了一年书,获得很好的成绩,让他足以进入精英学校圣奥尔本斯公校。刚进入新学校,他的成绩很差,第一年排名倒数第三。渐渐地,他开始展露出他的才智,同学们称他为“爱因斯坦”,觉得他似乎才智出众,他自己也开始对科学发生兴趣,想要成为科学家。霍金一家很重视教育,在他13岁那年,他的父亲要他申请西敏公学,但是霍金在奖学金考试之日染病,无法参加考试。那所学校学费昂贵,因为无法参加奖学金考试,霍金只好仍旧留在圣奥尔本斯公校。

不能就读西敏公学对于霍金而言或许益处良多,霍金在圣奥尔本斯公校有很多从小就在一起成长的挚友,他们共同分享对方的嗜好,比赛图版游戏。制造爆竹、模型飞机、模型船艇,互相切磋学问。霍金15岁时学习到宇宙正在膨胀,他那时感觉非常惊讶,他认为这概念不正确。静态宇宙似乎那么合乎自然,永远持续地存在;而膨胀宇宙会随着时间流易而扩张,最后形同真空,这状况实在令人难以想像。在数学老师迪克岚‧挞塔的指导下,他利用时钟零件、旧电话交换机与其它回收零件,和老师一起制成了一个简单电脑。由于老师的鼓励,他决定他要研究“数学,更多的数学,还有物理”。霍金的父亲忧虑数学系学生毕业后很难找到工作,建议霍金主修医学,他要霍金去他的母校牛津大学就读。在那时,牛津大学不让学生主修数学,霍金因此决定主修物理与化学。由于他在入学考试的物理部分几乎获得满分,面试也进行的很顺利,他获准在牛津大学主修物理,并且得到奖学金。

大学时期

霍金于1959年进入牛津大学的大学学院就读,也是他父亲读大学时的学院。他那时年仅17岁,比大多数其它学生都年轻。最初18个月,他觉得无聊与寂寞,学校功课“简单到令人发笑的程度”。物理导师罗柏特‧柏尔曼后来称赞霍金是他所教导的学生中最具有聪明才智的一位,“他只需要知道某个问题有答案,不需要查看其他人怎样解答,他都可以给出答案”。在大二与大三两年,霍金的态度有很大的改变,他变得很活泼,很受欢迎,同学们都知道他很幽默风趣,他很喜欢聆听经典音乐与阅读科幻小说。霍金努力培养自己与同学之间的关系,如果有人不知道他在物理方面能力,他绝不会想要让这人知道。促成这改变的主要因素是他参加了划艇会,成为一支划艇队的舵手。教练注意到霍金具有冒险犯难的精神,他喜欢带领队友航行危险便捷的路线,因此时常导致快艇遭到损坏。

在牛津大学主修物理需要念完三年课程,在这期间没有任何考试,只有在最后有个毕业考,必须通过毕业考,才可获得学士学位。霍金估算他大约平均每天读书一小时,在牛津的三年间一共读书一千小时。这样懒散的读书习惯的确让人怀疑他怎能通过毕业考的严格挑战。霍金完全明白自己的状况,由于毕业考不需要每一个问题都给出答案,他计划只回答理论物理学问题,而忽略那些需要实际知识的问题。那时期,在理论物理学里,有两个尖端研究领域,一个是宇宙学,另一个是粒子物理学。霍金觉得宇宙学比较具有挑战性,涉及到很多深邃奥妙的大问题,例如,宇宙是从哪里来的?那时在英国最具盛名的宇宙学者是剑桥大学教授弗雷德·霍伊尔,而牛津大学没有任何教授专注于宇宙学。霍金很想跟霍伊尔学习,他申请并且获准毕业后在剑桥大学研究院读宇宙学,唯一条件是他必须以第一级荣誉的成绩毕业。在毕业考的前一晚,霍金异常紧张,辗转难眠。考试后,他的成绩只在第一级荣誉与第二级荣誉之间的边界,因此,还必须加考口试。霍金担心自己被视为很懒惰与难教的学生,在考口试时,考试官询问他的未来计划,他巧妙回答,“假若您奖励我第一级荣誉,我会进入剑桥深造,假若我获得第二级荣誉,则我会留在牛津,因此我认为您会给我第一级荣誉。”他如愿得到了第一级荣誉学士学位。柏尔曼表意,那些考试官拥有足够智慧,他们知道询问的对象比他们聪明很多。1962年10月,他开始在剑桥大学三一学堂的研究生学业。

研究院时期

霍金在剑桥大学的第一年遇到了很多困难。他的指导老师被指派为丹尼斯·夏玛。虽然夏玛对学生很热诚,也乐意花时间与学生讨论,把学生的需要放在优先位置,但是他在那时只是讲师,在学术界名气不高,而霍金很想成为霍伊尔的学生,因此他最初觉得很失望。此外,他还发觉自己的数学学识水平难以应付广义相对论与宇宙学里的计算。更严重的是,他的健康出现状况,医生诊断他患有肌萎缩性脊髓侧索硬化症。霍金的情绪因此变得很抑郁,虽然医生建议他继续学业,他觉得继续攻读博士已不具任何意义。但由于病情的恶化逐渐趋缓,虽然他走路时需要倚靠拐杖,他的讲话也几乎难以听懂,但是先前医生对于他只能再活两年的预测被证实并不正确,完全失去运动能力似乎离他尚远。在指导教授夏玛的鼓励下,他重拾先前已放弃的学业。

在那时期,关于宇宙初始有两种主流理论,大爆炸理论与稳恒态理论。60年代,稳恒态理论的预测被发现与天文观测结果不符合,例如,通过数算分布于宇宙的无线电波源,无线电天文学大师马丁·赖尔于1962年发现,宇宙似乎不像稳恒态理论所预测的那么均匀。为此,霍伊尔与他的学生必须修改稳恒态理论来弥补差别。霍金察觉他们的结果有瑕疵,因此发表论文修正他们的论述。霍金觉得稳恒态理论的未来可能相当坎坷,于是他开始投身研究大爆炸理论。果真,贝尔实验室的阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊于1965年测量到宇宙背景辐射,彻底摧毁了稳恒态理论。罗杰·彭罗斯于1965年提出理论阐明,假设恒星在生命末期坍缩成黑洞,则不论恒星原本状况为何,不论它怎样坍缩,它会在黑洞中心坍缩成一个密度无穷大、曲率无穷大的时空奇点。霍金从这最早的奇性定理得到启发,将同样的想法应用于整个宇宙,并且逆转时间方向,设想从一个密度无穷大、曲率无穷大的时空奇点向外爆炸,会发生什么样的状况,他撰写的博士论文《宇宙膨胀的性质》研讨的就是这论题。同年,他获得了冈维尔与凯斯学院研究生奖学金。隔年,他被授予博士学位。霍金发表的论文《奇点与时空几何》与彭罗斯的论文共同赢得了那年的亚当斯奖。夏玛骄傲地表示,霍金的学术成果堪与艾萨克·牛顿相提并论。

个人见解

霍金在美国国家航空航天局成立50周年纪念活动演讲。

霍金过去曾在多个公开场合,发表对生命、人类、核武等的看法。

霍金于2006年访问香港,并在同年6月21日于香港科技大学演讲《宇宙的起源》前的记者会中,在回答问题“科学研究如何带动经济发展”时说:“对基础科学的研究是出于科学本身的需求,不是经济的需要,但基础科学的进步时常会带来巨大的经济利益”。在另一个同于香港举行的记者会中,霍金回答一名叫斌仔的瘫痪病人所提出关于安乐死合法化的问题,霍金说:“他有自由选择结束生命,但那将是一个重大错误。无论命运有多坏,人总应有所作为,有生命就有希望。”

在美国国家航空航天局成立50周年纪念活动上,霍金说:“现在的情况有点像1492年之前的欧洲,人们也许会认为让哥伦布去航海纯粹是浪费钱。但新大陆的发现却让旧世界得到了根本改变,……人类向外太空扩展将带来更巨大的影响,它会彻底改变人类的未来,甚至决定人类是否有未来”。霍金将宇宙说成“新大陆”,以迎来一个像哥伦布发现美洲大陆的“宇宙大发现”时代。至于外星生物方面,霍金在探索频道2010年纪录片《与霍金探索宇宙》里表示,宇宙有1000亿个星系,从看数字就可合理推断外星生物存在。霍金郑重警告,外星人极有可能不怀好意,人类不该再发送讯息到宇宙中,意图与外星人接触。从人类历史,就可以看出,高智慧生物很可能带来苦难灾害。外星生物或许已消耗殆尽自己星球的资源,为了获得新资源,他们乘坐大型太空船,像游牧民族一般到处迁徙,讨伐与侵占其他星球,外星生物即有可能使得地球沦为殖民地。

另外在核武方面,霍金则表示:“我们足够聪明地设计出核武器,但我不确定我们是否足够聪明地能够不使用它们。”

图文来源:网络

编       辑:柳跃辉

审       核:王希佳

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