史蒂芬·霍金
人物生平
童年經(jīng)歷
1942年1月8日,斯蒂芬·威廉·霍金出生于英國牛津,出生當(dāng)天正好是伽利略逝世300年忌日。父親弗蘭克是畢業(yè)于牛津大學(xué)的熱帶病專家,母親伊莎貝爾1930年畢業(yè)于牛津研究哲學(xué)、政治和經(jīng)濟。
1942年1月,納粹德軍幾乎夜夜不停地轟炸英國倫敦。這迫使霍金一家搬離海格特的家園遷到牛津避難。他們在霍金誕生后又回到了倫敦。童年時的霍金學(xué)業(yè)成績并不突出,但喜歡設(shè)計極為復(fù)雜的玩具。據(jù)說他曾用一些廢棄用品做出一臺簡單的電腦。
求學(xué)經(jīng)歷
霍金畢業(yè)于牛津大學(xué)(University of Oxford)和劍橋大學(xué)(Uni
versity of Cambridge),并獲劍橋大學(xué)博士學(xué)位。
1959年,17歲,霍金入讀牛津大學(xué)的大學(xué)學(xué)院攻讀自然科學(xué),用了很少時間而得到一等榮譽學(xué)位,隨后轉(zhuǎn)讀劍橋大學(xué)研究宇宙學(xué)。
1963年,21歲,他不幸被診斷患有肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥即運動神經(jīng)細(xì)胞病。當(dāng)時,醫(yī)生曾診斷身患絕癥的他只能活兩年,可他一直堅強地活了下來。
1965年,23歲,取得了博士學(xué)位留在劍橋大學(xué)進行研究工作。
工作經(jīng)歷
1973年,他考察黑洞附近的量子效應(yīng),發(fā)現(xiàn)黑洞會像天體一樣發(fā)出輻射,其輻射的溫度和黑洞質(zhì)量成反比,這樣黑洞就會因為輻射而慢慢變小,而溫度卻越變越高,最后以爆炸而告終。黑洞輻射或霍金輻射(包括de Sitter空間中的霍金輻射)的發(fā)現(xiàn)具有極其基本的意義,它將廣義相對論、量子場論和熱力學(xué)統(tǒng)一在一起,其為彎曲時空中的量子場論。以后,他的研究轉(zhuǎn)向了量子引力論。雖然人們還沒有得到一個成功的理論,但是它的一些特征已被發(fā)現(xiàn)。例如,空間-時間在普朗克尺度下不是平坦的,而是處于一種粉末的狀態(tài)。在量子引力中不存在純態(tài),因果性受到破壞,因此使不可知性從經(jīng)典統(tǒng)計物理學(xué)、量子統(tǒng)計物理提高到了量子引力的第三個層次。
1980年,霍金興趣轉(zhuǎn)向了量子宇宙論,提出了能解決宇宙第一推動問題的無邊界條件。
1985年,他因患肺炎做了穿氣管手術(shù),被徹底剝奪了說話的能力,演講和問答只能通過語音合成器來完成;
1988年,霍金的科普著作《時間簡史:從大爆炸到黑洞》發(fā)行,從研究黑洞出發(fā),探索了宇宙的起源和歸宿,該書被譯成40余種文字,出版逾1000余萬冊,但因書中內(nèi)容極其艱深,在西方被戲稱為“讀不來的暢銷書”(Unread Bestseller),有學(xué)者曾指這種書之所以仍可以如此暢銷,是因為書本嘗試解答過去只有神學(xué)才能觸及的題材:時間有沒有開端,空間有沒有邊界。
2001年10月,作品《果殼中的宇宙》 (The Universe in a Nutshell)出版發(fā)行。該書是《時間簡史》的姐妹篇,以相對簡化的手法及大量圖解,訴說宇宙起源。
2004年7月,他承認(rèn)了自己原來的“黑洞悖論”觀點是錯誤的?!稌r間簡史》的副題是從大爆炸到黑洞。史蒂芬·威廉·霍金認(rèn)為他一生的貢獻是在經(jīng)典物理的框架里,證明了黑洞和大爆炸奇點的不可避免性,黑洞越變越大,但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因輻射而越變越小,大爆炸的奇點不斷被量子效應(yīng)所抹平,而且整個宇宙空間正是起始于此。理論物理學(xué)的細(xì)節(jié)在未來的20年中還會有變化,但就觀念而言,已經(jīng)相當(dāng)完備了。
2006年,他在香港透露正與女兒合撰寫一套類似于《哈利波特》、但主題是理論物理學(xué)而非魔法的小說。
2009年4月6日,霍金因病取消外訪;同月20日,因病送院治理,情況欠佳。
2012年1月,傳出因臉部肌肉惡性萎縮,已嚴(yán)重影響其表達(dá)能力,并有可能使他無法發(fā)出獨特的“電腦聲”;4月6日,播出的熱播美劇《生活大爆炸》第五季第21集中,史蒂芬·霍金本色出演參與了客串;同年,霍金在趙曉凱收藏北京奧運火炬上蓋上了兩枚金色指紋,并題詞:“為了人類長期生存,為了世界和平,我們需要銷毀所有核武器”(to ensure the long term survival of the human race we need to disarm all nuclear warheads and promote world peace!)。
2017年,為英國BBC錄制紀(jì)錄片《探索新地球》。
人物逝世
2018年3月14日,史蒂芬·威廉·霍金去世,享年76歲。;3月31日,英國科學(xué)家和物理學(xué)家史蒂芬·霍金的葬禮在劍橋大學(xué)的教堂舉行,霍金的朋友、家人和同事們將參加這一私人葬禮,葬禮不對外界開放。
研究方向
主要研究領(lǐng)域是宇宙論和黑洞
主要成就
發(fā)現(xiàn)定理
奇性定理
史蒂芬·威廉·霍金是本世紀(jì)享有國際盛譽的偉人之一,劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)及理論物理學(xué)系教授,當(dāng)代最重要的廣義相對論和宇宙論家。榮獲英國劍橋大學(xué)盧卡斯數(shù)學(xué)教席,這是自然科學(xué)史上繼牛頓和狄拉克之后榮譽最高的教席。
20世紀(jì)70年代,他與彭羅斯一道證明了著名的奇性定理,為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。他因此被譽為繼愛因斯坦之后世界上最著名的科學(xué)思想家和最杰出的理論物理學(xué)家。
黑洞和宇宙本源
斯蒂芬·威廉·霍金的研究為我們理解黑洞和宇宙本源奠定了基礎(chǔ)。
霍金在《大設(shè)計》中強調(diào),宇宙不需要一個造物主或“上帝”,以“哲學(xué)已死”開篇,這意味著人類將從愚昧的自我奴役超脫出來,其否認(rèn)了純哲學(xué)和宗教可以真正解釋自然,這也表明各大宗教只是古代精神世界探索未知,追求不滅解脫的體系,而非客觀真理。隨著時代的進步,人類文明也當(dāng)奮起直追,不甘落后,這就是為什么世代有識之士追求存在、生命和宇宙的意義。解決這些命題本來應(yīng)該是哲學(xué)家的任務(wù),可惜科學(xué)的高度發(fā)展使得哲學(xué)無法跟上?;艚鹪凇洞笤O(shè)計》的開篇中說到“哲學(xué)已死”就是這個意思。
1970年代,霍金將量子力學(xué)應(yīng)用于解釋黑洞現(xiàn)象,在之后的30年中,用量子力學(xué)解釋整個宇宙已經(jīng)變得更加困難了?;艚鹣胝业揭惶卓梢酝昝澜忉屨麄€宇宙現(xiàn)象的理論來說明137億年誕生直到現(xiàn)在的宇宙,但是多年過去了就算無限接近他仍然沒有得出結(jié)論。按照他的量子力學(xué)理論,宇宙誕生是大爆炸產(chǎn)生的,這是一個被壓縮的無限小卻具有超大重力的物質(zhì)(也可以理解成密度無限大)爆炸的產(chǎn)物。量子力學(xué)的理論范疇不能夠解釋這一個過程是如何進行?為什么會這樣?霍金說“那必須有一套可以描述小規(guī)模重力的理論”。
超弦理論
霍金同事,倫敦瑪麗皇后學(xué)院的麥克·格林(Michael .Green)參與建構(gòu)的超弦理論,簡稱為“弦論”,這理論指出所有粒子和自然力量,其實都是在震蕩中的像弦一樣的微小物體,解決了霍金一直想努力解答的重力問題,這個理論必須建立在宇宙必須有9、10甚至是大于11個的維度中,而人類身處的三維世界可能僅僅是真正的宇宙的其中一個膜……
為數(shù)眾多的世界各地科學(xué)家正在太空和地球做相關(guān)的實驗來證明弦論以及從實驗來證明從而支持霍金的黑洞理論和量子理論。
2014年1月24日,英國著名科學(xué)家斯蒂芬·霍金教授再次以其與黑洞有關(guān)的理論震驚物理學(xué)界,在日前發(fā)表的一篇論文中承認(rèn),“黑洞是不存在的”,不過“灰洞”的確存在。在這篇名為《黑洞的信息保存與氣象預(yù)報》(Information Preservation and Weather Forecasting For Black Holes)的論文中,霍金指出,由于找不到黑洞的邊界,因此“黑洞是不存在的”,這是為了解決“防火墻”問題于新理論中設(shè)定“黑洞不存在”,其并非真不存在。黑洞的邊界又稱“視界”,經(jīng)典黑洞理論認(rèn)為,黑洞外的物質(zhì)和輻射可以通過視界進入黑洞內(nèi)部,而黑洞內(nèi)的任何物質(zhì)和輻射均不能穿出視界。
“灰洞”理論
霍金的“灰洞”理論認(rèn)為,物質(zhì)和能量在被黑洞困住一段時間以后,又會被重新釋放到宇宙中。他在論文中承認(rèn),自己最初有關(guān)視界的認(rèn)識是有缺陷的,光線其實是可以穿越視界的。當(dāng)光線逃離黑洞核心時,它的運動就像人在跑步機上奔跑一樣,慢慢地通過向外輻射而收縮?!敖?jīng)典黑洞理論認(rèn)為,任何物質(zhì)和輻射都不能逃離黑洞,而量子力學(xué)理論表明,能量和信息是可以從黑洞中逃離出來的?!被艚鹜瑫r指出,對于這種逃離過程的解釋需要一個能夠?qū)⒅亓推渌玖Τ晒θ诤系睦碚摗T谶^去近一百年間,物理學(xué)界沒有人曾試圖解釋這一過程。
對于霍金的“灰洞”理論,一些科學(xué)家表示認(rèn)可,也有人持懷疑態(tài)度。美國卡夫立理論物理研究所的理論物理學(xué)家約瑟夫·波爾欽斯基(Joseph Polchinski)指出,根據(jù)愛因斯坦的重力理論,黑洞的邊界是存在的,只是它與宇宙其他部分的區(qū)別并不明顯。其實,早在2004年霍金就曾做出過類似表示。當(dāng)年7月21日,霍金在“第17屆國際廣義相對論和萬有引力大會”上指出,黑洞并非如他和其他大多數(shù)物理學(xué)家以前認(rèn)為的那樣,對其周遭的一切“完全吞噬”,事實上被吸入黑洞深處的物質(zhì)的某些信息可能會在某個時候釋放出來。
1973年,霍金稱自己通過計算得出結(jié)論,黑洞在形成過程中其質(zhì)量減少的同時,還不斷在以能量的形式向外界發(fā)出輻射。這就是著名的霍金輻射理論,該理論提到的黑洞輻射中并不包括黑洞內(nèi)部物質(zhì)的任何信息,一旦這個黑洞濃縮并蒸發(fā)消失后,其中的所有信息就都隨之消失了,這便是所謂的“黑洞悖論”。這種說法與量子力學(xué)的相關(guān)理論出現(xiàn)相互矛盾之處。因為現(xiàn)代量子物理學(xué)認(rèn)定這種物質(zhì)信息是永遠(yuǎn)不會完全消失的。
30多年來,霍金試圖以各種推測來解釋這一自相矛盾的觀點?;艚鹪硎荆诙粗辛孔舆\動是一種特殊情況,由于黑洞中的引力非常強烈,量子力學(xué)在此時已經(jīng)不再適用了?;艚鸬倪@種說法并沒有讓科學(xué)界眾多持懷疑態(tài)度學(xué)者信服?,F(xiàn)在看來,霍金終于給了這個當(dāng)年自相矛盾的觀點一個更具有說服力的答案?;艚鸱Q,黑洞從來都不會完全關(guān)閉自身——霍金輻射,它們在一段漫長的時間里逐步向外界輻射出越來越多的熱量,隨后黑洞將最終開放自己并釋放出其中包含的物質(zhì)信息。
2016年8月16日,海法以色列理工學(xué)院的教授杰夫斯坦豪爾(Jeff Steinhauer)在出版的《自然物理學(xué)》雜志中一篇論文上證明了霍金輻射的量子效應(yīng)。他制造一種聲音黑洞而非光黑洞,使用的是帶聲音粒子即聲子“視界”的長管。2014年斯坦豪爾教授發(fā)現(xiàn),視界上隨機產(chǎn)生了聲子。在他最新的結(jié)果中,斯坦豪爾證明這些聲子是一對相關(guān)聲子中的一個,從而證明了霍金輻射的量子效應(yīng)。
2018年5月3日,史蒂芬·霍金在去世前10天最后修改過的一篇論文在《高能物理雜志》(Journal of High Energy Physics)上發(fā)表。
發(fā)表演說
榮譽記錄
時間榮譽備注2017年4月27日2017GMIC X組委會致敬榮譽2009年8月12日自由勛章由奧巴馬親自頒獎1989年英國爵士榮譽稱號1988年《時間簡史:從大爆炸到黑洞》獲沃爾夫基金獎1988年沃爾夫物理獎與羅杰·彭羅斯共同獲得1978年愛因斯坦獎?wù)率澜缥锢韺W(xué)界最高獎-英國皇家學(xué)會的休斯勛章-麥克斯韋獎-美國丹尼歐海涅曼獎-霍普金斯獎-梵蒂岡教皇科學(xué)學(xué)會十一世勛章-倫敦皇家天文學(xué)會的埃丁頓勛章
社會任職
英國皇家學(xué)會學(xué)員和美國科學(xué)院外籍院士。
著作作品
時間著作名稱備注2018年 《對大問題的簡明回答》(《Brief Answers to the Big Questions》)10月16日正式出版2013年《我的簡史》(My brief history)《時間簡史續(xù)編》《霍金講演錄——黑洞、嬰兒宇宙及其他》《時空本性》《未來的魅力》《喬治開啟宇宙的秘密鑰匙》2010年《大設(shè)計》(The Grand Design)2007年《喬治的神秘宇宙鑰匙》(George's secret key to the Universe)《喬治的宇宙尋寶之旅》(George's cosmic treasure hunt)《喬治與大爆炸》(George and the Big Bang) 《George and the Unbreakable Code》2005年《時間簡史(普及版)》(及插圖版)(A Briefer History Of Time)《上帝創(chuàng)造整數(shù)》(God created the integers)2002年《在巨人的肩膀上》(On The Shoulders Of Giants. The Great Works of Physics And Astronomy)2001年《果殼中的宇宙》(The Universe In A Nutshell)1993年《黑洞、嬰兒宇宙及其他》(Black Holes And Baby Universes And Other Essays)1988年《時間簡史》(A Brief History Of Time)1973年《時空的大尺度結(jié)構(gòu)》(The large scale structure of space-time)
個人生活
個人信仰
霍金表示,世界上并不存在神,自己是無神論者,宗教相信奇跡,但是奇跡不能和科學(xué)并存。
人物關(guān)系
父親:弗蘭克,就讀于牛津大學(xué),主修醫(yī)學(xué)。第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后,弗蘭克原本想要從軍報國,上級認(rèn)為他如果從事研究工作可以對國家給出更有價值的貢獻,他于是在一所醫(yī)學(xué)研究院任職研究員。
母親:伊莎貝爾,就讀于牛津大學(xué),伊莎貝爾學(xué)習(xí)哲學(xué)、政治學(xué)和經(jīng)濟學(xué)。伊莎貝爾在弗蘭克所在的研究院找到一份秘書工作?;楹螅改缸≡趥惗馗浇紖^(qū)海格特?;艚鸶赣H關(guān)系很好,其母住在莎士比亞的故鄉(xiāng)斯特拉特福,霍金經(jīng)常去探望她。
妻子:第一任妻子:簡·懷爾德(Jane Wilde)。1964年10月,霍金與簡文定終身,1965年,完婚。1990年,霍金正式與簡離婚。后霍金與簡合好,重新與兒孫們共享天倫之樂,著有《霍金:前妻回憶錄》(上)(下)、《移動星星的音樂》《遨游至天涯海角》。
第二任妻子:伊蓮·梅森, 護士。1995年,二人結(jié)婚。2006年夏天,64歲的霍金與第二任妻子伊蓮辦妥離婚手續(xù)。
女兒:露西·霍金,生于1969年,著名作家。
兒子:大兒子羅柏特,出生于1967年;小兒子提摩西,生于1979年。
妹妹:菲莉帕、瑪莉。
弟弟:愛德華
健康狀況
霍金患有一種不尋常的早發(fā)性和慢發(fā)性肌肉萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥,這種疾病俗稱漸凍癥。這疾病開始于霍金在牛津大學(xué)讀書的最后一年,那時,他發(fā)現(xiàn)自己動作越來越笨拙,時常不知緣由地摔跤,劃船也變得力不從心。有一次,他還從樓梯上摔下來,頭先著地,造成暫時的記憶力輕微喪失。在劍橋大學(xué)時,狀況更加惡化,他的講話有些含糊不清?;艚鸬母改赣H也注意到他的健康問題,帶他去看??漆t(yī)生。
21歲時,醫(yī)生診斷其患有肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥,只有兩年好活,但是,兩年光陰飛馳而去,他仍舊活著。
60年代后期,霍金的身體狀況又開始惡化,行動走路都必須使用拐杖,不再能定期教課。由于霍金逐漸失去寫字能力,他自己發(fā)展出一種替代的視覺性方法,他在腦里形成各種不同的心智圖案與心智方程,他可以用這些心智元素來思考物理問題。物理學(xué)者維爾納?以色列表示,霍金的思考過程,有如莫扎特只憑借想象就寫出一整首極具特色的交響樂曲。
霍金的言語功能逐年退步,到了70年代后期,只剩下他的家人或密友能夠聽得懂他的話。 為了與其他人通話,他必須依賴翻譯。在霍金的辦公室大樓門口,沒有設(shè)置專門給輪椅通行的殘障坡道,劍橋大學(xué)不愿負(fù)擔(dān)搭建殘障坡道所需的款項,因此霍金與劍橋發(fā)生爭執(zhí),他與妻子共同發(fā)起活動敦促劍橋改善殘障設(shè)施。
1985年,霍金拜訪歐洲核子研究組織時,感染了嚴(yán)重的肺炎,必須使用維生系統(tǒng)。由于病況危急,醫(yī)生詢問簡是否應(yīng)該終止維生系統(tǒng)的運行。簡的答案是“不”,替代方案是霍金必需接受氣管切開術(shù)。這手術(shù)可以幫助他呼吸,但會使他從此以后再也無法發(fā)聲。手術(shù)后,經(jīng)過在加護病房療養(yǎng)一段時間,霍金才被準(zhǔn)許出院,但他需要全天24小時看護,費用非常昂貴。盡管英國國民保健署可以給付療養(yǎng)院費用,可是簡還是決定帶霍金回家。索恩知道霍金的病況后,建議他們尋求友人默里·蓋爾曼的幫助。那時,諾貝爾獎得主蓋爾曼是麥克阿瑟基金會的董事,麥克阿瑟基金會慷慨地答應(yīng)負(fù)擔(dān)所有醫(yī)護費用。簡請到了三班護士輪流看護霍金,其中一位護士伊蓮?梅森后來成為霍金的第二任妻子。
霍金不再能講話,必須用特別方法傳達(dá)信息,對方一手拿著一張字母卡,另一手一個字母一個字母地用食指指,當(dāng)指到霍金想要的字母時,霍金會揚起眉毛,這樣,可以慢慢地把整個單字拼出來。他被禁錮在輪椅上,只有三根手指和兩只眼睛可以活動,疾病已經(jīng)使他的身體嚴(yán)重變形,頭只能朝右邊傾斜,肩膀左低右高,雙手緊緊并在當(dāng)中,握著手掌大小的擬聲器鍵盤,兩腳則朝內(nèi)扭曲著,嘴已經(jīng)幾乎歪成S型,只要略帶微笑,馬上就會現(xiàn)出“呲牙咧嘴”的樣子。這已經(jīng)成為他的標(biāo)志性形象。他不能寫字,看書必須依賴一種翻書的機器。讀活頁文獻時,必須讓人將每一頁平攤在一張大辦公桌上,然后驅(qū)動輪椅如蠶吃桑葉般的逐頁閱讀。后來,電腦專家華特·沃特斯送給他一個稱為“平等者”的程式,可以讓他在屏幕上選擇單字、單詞或字母。平等者的字匯大約有2500–3000個單字,并內(nèi)建了一個語音合成器。 平等者本來是執(zhí)行于臺式電腦,護士伊蓮的先生大衛(wèi)?梅森是電腦工程師,大衛(wèi)在霍金的輪椅上設(shè)置了一臺小電腦,并且將平等者安裝在小電腦里。這樣,霍金就不再需要找人做他的翻譯,霍金很高興地說,“與在我失去說話功能前相比,我現(xiàn)在可以更如意地傳達(dá)信息。”霍金仍舊可以稍微操控他的手來開啟開關(guān),每分鐘大約能給出15個單字。每一次演講前,他會事先準(zhǔn)備好講義,然后用語音合成器把內(nèi)容發(fā)表出來。有些人覺得語音合成器給出的聲音具有美國或斯堪地那維亞口音。霍金原本希望換成英國口音,但后來習(xí)慣了,反而覺得那就是他的聲音。
霍金的健康仍舊在緩慢惡化。
2005年,他開始使用臉頰肌肉的運動來控制他的通訊設(shè)備,每分鐘大約可以輸出一個字。由于這疾病很可能引起閉鎖癥候群,霍金正與神經(jīng)學(xué)專家研發(fā)出一套新系統(tǒng),讓電腦將他的腦波圖樣翻譯為詞句。
2009年,他不再能獨立駕駛他的輪椅,呼吸越加困難,時常需要使用人工呼吸器,還有幾次嚴(yán)重到需要去醫(yī)院診療。
社會活動
1985年,第一次來到中國,到中國科技大學(xué)和北京師范大學(xué)訪問,在科大水上講演廳做天體物理的學(xué)術(shù)報告。20世紀(jì)90年代,曾兩次到訪日本。2002年,第二次來中國,在北京、杭州作主題為《膜的新奇世界》(Brane New World)科普報告,向公眾闡釋他的關(guān)于天體演化的“M理論”。2006年6月,第三次來中國,他帶來的仍然是自己關(guān)于宇宙學(xué)最新的研究,在香港科技大學(xué)體育館主持一個題為"宇宙的起源"的演講時,轟動一時,被戲稱為受到“搖滾巨星”級的接待;6月19日上午,在人民大會堂向北京的公眾講述《宇宙的起源》。2016年4月12日,英國著名物理學(xué)家斯蒂芬·霍金在紐約新世貿(mào)中心觀景臺宣布了名為“突破攝星”的計劃,將同俄羅斯商人尤里·米爾納、美國社交網(wǎng)站臉書創(chuàng)始人扎克伯格合作建立一個新的太空探索項目,建造大批微型星際飛船,并以五分之一光速的速度將它們發(fā)射前往半人馬座阿爾法星。當(dāng)天是聯(lián)合國確定的第六個國際載人航天日,也是人類首次載人航天飛行55周年紀(jì)念日。米爾納在新聞發(fā)布會上說,“突破射星”計劃的初步投資將為1億美元,用來開發(fā)制造使用激光推進的微型星際飛船,并在當(dāng)前一代人的時間內(nèi)實現(xiàn)飛到半人馬座阿爾法星的目標(biāo)。據(jù)介紹,計劃建造的微型星際飛船名為“納米飛行器”,它由一塊名為“星片”的電腦芯片作為船體。米爾納在發(fā)布會上展示了“星片”的成品原件。該芯片僅有兩三厘米見方,幾克重,但集成了攝像機、光子推進器、導(dǎo)航和傳輸部件,是具有完整太空探測功能的飛行器,而制造成本僅相當(dāng)于一部iPhone手機。該芯片會安裝上名為“光帆”的超材料布蓬,通過地面發(fā)射高能激光助力推進,“光帆”可吸收激光能量,帶動微型飛船前行。由于飛船的質(zhì)量非常小,在太空中又幾乎沒有阻力,在激光的不斷加速下,理論計算顯示其速度可達(dá)五分之一光速。如果成功的話,這可使飛船用約20年時間到達(dá)距離地球4.37光年的半人馬座阿爾法星附近。半人馬座阿爾法星是距離太陽系最近的恒星之一,但現(xiàn)有最快宇宙飛船也需花費3萬年時間才能飛到那里。“今天,我們決心向探索宇宙再邁出一大步,”霍金在發(fā)布會上說,“因為我們是人類,向往飛翔是我們的天性?!睂τ诨艚鸬挠媱?,中國專家認(rèn)為,想法很好,但具有科幻色彩。“嚴(yán)格地說,霍金提出的航天器算不上‘飛船’,只是一個幾厘米見方的飛行物,其設(shè)想的激光推進技術(shù)在工程方面也很復(fù)雜,”空間技術(shù)研究專家龐之浩介紹說。
人物評價
我是一個樂觀的、浪漫的,并且頑固不化的人。(霍金自我評價)我還有很多事情想做,人如果什么夢想都沒有,就等于死亡。(霍金自我評價)霍金最吸引我的特質(zhì)是他對科學(xué)真理的不懈追求。(浙江工業(yè)大學(xué)教授吳忠超評)人們追隨霍金,固然有他身體缺陷所帶來的‘殘缺美’,但我更相信,這是他學(xué)術(shù)思想魅力導(dǎo)致的結(jié)果。(中科院物理所碩士生黃映洲評)
人物紀(jì)念
英國《衛(wèi)報》在訃聞中寫道:“科學(xué)蒼穹上一顆最閃耀的明星隕落了”。英國廣播公司在訃聞中評價說,霍金畢生都致力于科學(xué)知識的普及,他已經(jīng)成為普通人眼中理論物理的代言人。劍橋大學(xué)官方推特賬號在紀(jì)念推文中引用了霍金的一句話:“記得仰望星空,不要只看腳下?!睂τ诖蠖鄶?shù)人來說,這位物理學(xué)家?guī)Ыo人們最大的啟發(fā)或許就是,提醒人們偶爾從生活的細(xì)小和瑣碎中抬起頭,對這個世界保持好奇心。 英國物理學(xué)家,曼徹斯特大學(xué)粒子物理學(xué)教授布萊恩·考克斯在悼念霍金的推文中表示,只要這世界上還存在科學(xué)家,霍金的精神遺產(chǎn)就將繼續(xù)激勵他們前行?;艚鹑ナ篮螅澜绺鞯鼐W(wǎng)友在社交媒體發(fā)起紀(jì)念活動。有網(wǎng)友在社交媒體平臺推特發(fā)文“剛剛看到霍金去世的消息”,并配上了哭泣的圖片。中國網(wǎng)友也在社交媒體發(fā)文紀(jì)念。2018年3月14日,外交部發(fā)言人陸慷主持例行記者會,就英國著名物理學(xué)家史蒂芬·霍金去世等答問,對霍金先生不幸去世表示哀悼和惋惜,向他的家屬表示慰問。流行文化1993年,《時間簡史》的家庭影視版制成,在《星際迷航》影集中扮演史巴克的演員由李奧納德·尼摩伊擔(dān)任,在發(fā)布派對里,介紹霍金入場的任務(wù)。派對結(jié)束后,尼摩伊知悉霍金是《星際迷航》的超級影迷,渴想?yún)⑴c演出,尼摩伊因此與制作人商量,在《銀河飛龍》影集中的《墮落》一集安排給霍金三分鐘時間表演,霍金飾演自己,在全息成像平臺里與愛因斯坦、牛頓、生化人百科比賽撲克牌。同年,著名搖滾樂團平克·佛洛伊德在作曲繼續(xù)講吧里特別置入霍金的“說唱”。1999年,霍金在《辛普森家庭》系列動畫片中的一集為自己的卡通角色配音。很多關(guān)于霍金生平的記錄片陸續(xù)被制成,包括《真實的霍金》(2001)、《霍金簡介》(2002)、《霍金的故事》(2004)、《霍金:宇宙大師》(2008)、 《霍金:我的簡史》(2013)、《萬物理論》(2014).霍金也曾經(jīng)在動畫影集《飛出個未來》與情景喜劇影集《生活大爆炸》客串演出。2014年,上映的電影《萬物理論》中,飾演霍金的英國男演員埃迪·雷德梅尼因優(yōu)秀演技而贏得美國演員工會獎最佳男主角以及第87屆奧斯卡金像獎最佳男主角等獎項,而霍金亦提供了計算機化的聲音給該片。
軼事典故
預(yù)測世界杯冠軍如何才能讓三獅軍團英國隊再次奪冠,史蒂芬·霍金研究很久并且有了初步的成果后,在發(fā)布會上用公式闡述英格蘭奪冠的要素。包括三獅軍團需要在海拔500米以下的球場比賽,而當(dāng)氣溫提升僅僅5攝氏度時,他們的奪冠幾率會下降59%;英格蘭隊在當(dāng)?shù)叵挛?點比賽時會提升三分之一的幾率奪冠,身著紅色比賽球衣則會提升5分之一等。冰桶挑戰(zhàn)2014年,72歲的霍金接受“冰桶挑戰(zhàn)” ,子女代其冰水澆頭。出唱片2014年11月,霍金與Pink Floyd再度合作的單曲《Talkin'Hawkin》問世,令世人充滿期待。由于罹患肌萎縮側(cè)索硬化癥,霍金全身肌肉萎縮,只能借助貼在臉上的傳感器感應(yīng)臉頰肌肉運動打字,再用電腦聲音合成器發(fā)聲。這次是霍金與Pink Floyd的第二次合作,上一次是在該樂隊1994年發(fā)行的一張專輯中,霍金曾為單曲《繼續(xù)交談》誦讀歌曲引言。申請姓名專利2015年3月,霍金計劃申請姓名專利,成立基金會,推動運動神經(jīng)元疾病等的研究,并防止不肖人士濫用他的名字謀利?;艚鹗抢^暢銷全球的《哈利波特》系列小說作者JK·羅琳、前足球明星貝克漢姆(DavidBeckham)后,第三個為自己的名字申請專利權(quán)的名人?;艚鸢l(fā)微博 找地球兄弟2016年4月12日是國際航天日,英國著名理論物理學(xué)家史蒂芬·霍金在中國開通個人微博。首條消息發(fā)出后不足一天,粉絲數(shù)量已超200萬。宇宙理論霍金還由此進行大膽假設(shè),宣稱如若人類掉入黑洞可能也不會消失。他說,不幸的太空旅行者不會被困在黑洞里,而是可以逃逸,但他們將無法回到原來的宇宙,而是會逃往另一個宇宙?!斑@是有可能的,不過黑洞必須足夠大。如果黑洞在旋轉(zhuǎn),可能會生成通往另一個宇宙的通道。所以,如果你感覺你掉進了黑洞,不要放棄,還是有辦法出去的。”時光機英國著名天體物理學(xué)家史蒂芬·威廉·霍金繼承認(rèn)外星人的存在后,又發(fā)表一個驚人論述:他聲稱帶著人類飛入未來的時光機,在理論上是可行的,所需條件包括太空中的蟲洞或速度接近光速的宇宙飛船。不過,霍金也警告,不要搭時光機回去看歷史,因為“只有瘋狂的科學(xué)家,才會想要回到過去‘顛倒因果’?!蔽锢韺W(xué)家霍金在拍攝的一部有關(guān)宇宙的紀(jì)錄片時提到,人類其實能建造出接近光速的宇宙飛船,并且能夠進入未來?;艚鹕踔琳f,自己是因為擔(dān)心別人把他當(dāng)成“怪人”,所以才不敢亂說話,也不愿意多談有關(guān)時光機的東西,直到透過紀(jì)錄片后才敢大方討論。至于時光機的關(guān)鍵點,霍金強調(diào)就是所謂的“四度空間”,科學(xué)家將其命名為“蟲洞”。霍金強調(diào),“蟲洞”就在我們四周,只是小到肉眼無法看見,它們存在于空間與時間的裂縫中。他指出,宇宙萬物非平坦或固體狀,貼近觀察會發(fā)現(xiàn)一切物體均會出現(xiàn)小孔或皺紋,這就是基本的物理法則,而且適用于時間。時間也有細(xì)微的裂縫、皺紋及空隙,比分子、原子還細(xì)小的空間則被命名為“量子泡沫”,“蟲洞”就存在于其中。霍金指出,理論上時光隧道或“蟲洞”不只能帶著人類前往其他行星,如果蟲洞兩端位于同一位置,且以時間而非距離間隔,那么宇宙飛船即可飛入,飛出后仍然接近地球,只是進入所謂“遙遠(yuǎn)的過去”。因為在4度空間中,10分鐘也許是n小時。不過霍金警告,不要搭時光機回去看歷史。史蒂芬·威廉·霍金表示,如果科學(xué)家能夠建造速度接近光速的宇宙飛船,那么宇宙飛船必然會因為不能違反光速是最大速限的法則,而導(dǎo)致艙內(nèi)的時間變慢,那么飛行一個星期就等于是地面上的100年,也就相當(dāng)于飛進未來。霍金舉人造衛(wèi)星為例,指衛(wèi)星在軌道運行時,由于受地球重力影響較小,衛(wèi)星上的時間比地上時間稍快。由此,霍金就設(shè)想出一艘大型極速宇宙船,可在1秒內(nèi)加速至?xí)r速9.7萬公里,6年內(nèi)加速至光速的99.99%,比史上最快的宇宙船阿波羅10號快2000倍。船上的乘客就是變相飛向未來,作出名副其實的時間旅行。即使是在太空中,萬物也都有時間的長度,在時間中漫游,意味著穿越該“4度空間”?;艚鹋e例指出,開車直線行進等于是在“1度空間”中行進,而左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)等于加上“2度空間”,至于在曲折蜿蜒的山路上下行進,就等于進入“3度空間”。穿越時光隧道就是進入“4度空間”。外星人論斯蒂芬·霍金在美國探索頻道2010年4月25日播出的紀(jì)錄片《跟隨斯蒂芬·霍金進入宇宙》中說,外星人存在的可能性很大,但人類不應(yīng)主動尋找他們,應(yīng)盡一切努力避免與他們接觸,從而避免黑暗森林打擊?。▌⒋刃廊w中所提到的理論)霍金認(rèn)為,鑒于外星人可能將地球資源洗劫一空然后揚長而去,人類主動尋求與他們接觸“有些太冒險”?!叭绻庑侨税菰L我們,我認(rèn)為結(jié)果可能與克里斯托弗·哥倫布當(dāng)年踏足美洲大陸類似。那對當(dāng)?shù)赜〉诎踩藖碚f不是什么好事?!毙请H移民霍金在2010年8月接受美國知識分子視頻共享網(wǎng)站BigThink訪談時,再曝驚人言論,稱地球200年內(nèi)會毀滅,而人類要想繼續(xù)存活只有一條路:移民外星球?;艚鸨硎?,人類如果想一直延續(xù)下去,就必須移民火星或其他的星球,而地球遲早會滅亡?;艚鹫f:“人類已經(jīng)步入越來越危險的時期,我們已經(jīng)歷了多次事關(guān)生死的事件。由于人類基因中攜帶的‘自私、貪婪’的遺傳密碼,人類正在一點點掠奪地球資源,人類不能把所有的雞蛋都放在一個籃子里,所以不能將賭注放在一個星球上。”學(xué)術(shù)賭注霍金喜歡就一些科學(xué)命題,與其他學(xué)者開賭,一時成為科學(xué)界美談。1.能否發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子霍金跟美國密歇根大學(xué)的戈登教授打了個賭:CERN不會發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子。希格斯玻色子是英國著名物理學(xué)家希格斯與其他同事經(jīng)過漫長年代的潛心研究,等待了48年,才發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子,也稱為“上帝粒子”。2.黑洞是否存在集一生精力研究黑洞的霍金,曾擔(dān)心黑洞可能只是理論上的概念,而現(xiàn)實中根本不存在。他為免到時自己變得一無所有,1975年他與另一名物理學(xué)家索恩(Kip Thorne)開賭:究竟黑洞是否存在。3.裸奇點的存在1991年,霍金又要求開賭,這次索恩與他站在同一陣線,對賭一方是物理學(xué)家裴士基(John Preskill)。當(dāng)時的命題是,奇點應(yīng)該被黑洞圍繞,但沒有被黑洞包圍的“裸奇點”(naked singularities)是否存在?;艚鹋c索恩押注:裸奇點并不存在,隨即與裴士基立下賭據(jù),誰輸了要向?qū)Ψ剿蜕弦患脕怼罢诒温泱w”的T恤衫,寫上適當(dāng)?shù)姆斪盅??;艚鹩?997年修正他的理論,指出裸奇點有可能存在。高維空間根據(jù)90年代提出的M理論(超弦理論的一種),宇宙是十一維的,由震動的平面構(gòu)成的。在愛因斯坦那里,宇宙只是四維的(三維空間和一維時間),現(xiàn)代物理學(xué)則認(rèn)為還有七維空間我們看不見??茖W(xué)家們對我們已認(rèn)知的維與可能存在但未被認(rèn)知的維之間的區(qū)別是如何解釋的呢?他們打了一個比方:一只螞蟻在一張紙上行走,它只能向右或向左,向前或向后走。對它來說高與低均無意義,這就是說,第3維的空間是存在的,沒有被螞蟻所認(rèn)識。同樣,我們的世界是由四維數(shù)據(jù)構(gòu)成的(三個空間維,一個時間維),我們沒有覺察到所有其他的維。根據(jù)物理學(xué)家的看法還應(yīng)該有7個維。盡管有這么多的維,這些維是看不見的,它們自身卷在了一起,被稱為壓縮的維。為了弄清這種看法,讓我們再以螞蟻為例展開我們的想象。我們可以設(shè)想一下,將螞蟻在上面行走的那張紙卷起來,直到卷成一個圓筒形。如果螞蟻沿著紙壁走,最后它又會回到出發(fā)點,這就是壓縮維的一個例子。如果能沿著著名的莫比烏斯帶走,也會發(fā)生上述現(xiàn)象,當(dāng)然,它是3維的,但如果沿著它走過,總是會回到出發(fā)點的。莫比烏斯帶從維的角度講是壓縮的,按照物理學(xué)它有3個維,但誰在上面行走,都只能認(rèn)知成一個維。這就有點像左圖上的人:上行或下行,但永遠(yuǎn)不會走到盡頭。如果螞蟻不是沿著紙筒彎曲的壁行走,它就永遠(yuǎn)不會返回到原出發(fā)點。這就是二維(或者說被我們所感知的那種維)的例子,沿著它一直走,就不可能返回到原來的出發(fā)點。為什么霍金沒有得到諾貝爾獎的青睞?不是他的研究不重要,而是因為他的研究確實不太好通過實驗驗證。首先,霍金和英國科學(xué)家彭羅斯共同證明了愛因斯坦廣義相對論中的“奇性定理”,也就是說宇宙起源于一個無限小的奇點之中。但這并不是一套全新、完整的理論體系。更何況,愛因斯坦也沒能憑借相對論獲得諾貝爾獎,他在1921年摘得諾貝爾物理學(xué)獎的理由是已經(jīng)通過實驗證實的光電效應(yīng)。預(yù)言2017年11月,霍金再次做出“預(yù)言”,稱人類可能在2600年前就會滅絕?;艚鹫J(rèn)為,隨著地球人口增長,能源消耗將會增加,地球?qū)⒆兂梢粋€“熊熊燃燒的火球”?;艚鹫J(rèn)為,要擺脫這場災(zāi)難,只能去尋找一個適合人類生存的星球。他還稱,“人類如果還想把自己的存在延長100萬年的話,就要無畏地去往自己從未去過的地方。”傳聞1:霍金發(fā)布新理論:人類掉進黑洞可逃至另一宇宙。真相:這條謠言的產(chǎn)生是源于國內(nèi)某些媒體在新聞標(biāo)題上對霍金原話本意的扭曲。2015年8月霍金在瑞典首都斯德哥爾摩瑞典皇家理工學(xué)院的演講中講到“If you feel you are in a black hole, don't give up. There's a way out”?;艚鹚龅摹叭祟惖暨M黑洞可逃至另一宇宙”是一種修辭性說法,試圖將復(fù)雜問題描述的簡單一點,但他本意并非人能完整的從黑洞出來,而是人的部分信息有可能從黑洞離開,到達(dá)另一個宇宙的已不是傳統(tǒng)意義上的人。對此《Business insider》報道時的解釋是“這不意味著你可以指望活著進入黑洞再活著出來。真正得以保留的是人體包含的信息,而不是你的肉身。而且人體信息也不一定能被完整不變的保存,可能只是一些根本無法完整還原的無用信息?!眰髀?:霍金稱2045年人類將永生不死,已被證實真相:霍金2013年接受英國《每日電訊報》的采訪時,提及了自己對生命的看法。“人的大腦和一臺電腦的工作原理本質(zhì)上差不多。所以單純從理論上來說:有一天,人的意識是可能脫離肉體,保存到一種設(shè)備里的,這樣就會形成一種新型的死后生命形態(tài)?!钡艚饹]認(rèn)為人類技發(fā)展到2045年,就能實現(xiàn)意識的復(fù)制和保存了。相反,他認(rèn)為“實現(xiàn)這個目標(biāo)所需的技術(shù)遠(yuǎn)超我們現(xiàn)在的掌控”。現(xiàn)在就斷言2045年能實現(xiàn)意識的復(fù)制和保存,霍金本人形容這是一個“童話故事”。傳聞3:美國科學(xué)家霍金稱:外星人早已不是肉體凡胎,或為能量體!真相:這個說法起源于2010年,被某些媒體翻出來進行了錯誤的報道,這些媒體聲稱霍金認(rèn)為外星人可能已經(jīng)進化成“能量體”了?;艚鸬拇_經(jīng)常提起外星人,甚至還親身參與了尋找外星人的項目。他在介紹2016年啟動的“突破聆聽”項目時候說:“年紀(jì)越大,我就越相信外星生命存在,在好奇了一輩子后,我開始著手幫助一個全球性項目去尋找證據(jù)?!?“突破聆聽”團隊希望通過無線電和光學(xué)技術(shù),在整個銀河系及其附近一百個星系的范圍內(nèi)大規(guī)模搜索外星智慧生命的行動,旨在發(fā)現(xiàn)任何地外生命的跡象。純“能量體”這種科幻小說內(nèi)的情節(jié)并不符合霍金對生命的看法,在霍金官網(wǎng)內(nèi)有一篇寫于1996年題為《Life in the Universe》的文章,在這篇文章中霍金明確提出了他對生命的理解:“必須有一種從外界汲取能量并轉(zhuǎn)為自己可用能量的機制”。但霍金并沒有說過,外星人可能已經(jīng)進化為“能量體”的言論,“霍金稱外星人早已不是肉體凡胎”說法源自部分國內(nèi)媒體對霍金本人本意的誤解或扭曲。傳聞4:霍金預(yù)言2030年“太陽休眠”、地球毀滅,類似的還有《瑪雅人所說的世界末日其實并不是2012年,霍金是這樣解釋的!》《霍金: 太陽將在30年內(nèi)毀滅地球已被證實!》。真相:該謠言起源于英國《每日郵報》題為“科學(xué)家們警告太陽將在2030年進入冬眠”的文章,該文章報道了某研究團隊通過對太陽活動的分析建立了數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)出一個可能性“太陽將在2030年進入冬眠”?;艚鸩]有參與該研究,也從未為該研究背書過,關(guān)于霍金與此事的關(guān)系完全是國內(nèi)媒體的編造,首次出現(xiàn)在2016年2月17日《科技訊》題為“霍金預(yù)言:2030年太陽休眠 地球毀滅末日來臨”的文章,將上述研究團隊換成了霍金,國外的正規(guī)報道從沒將霍金與此事聯(lián)系在一起。傳聞5:霍金稱外星人一直在監(jiān)視地球真相:這句話的出處來自2015年7月,霍金在倫敦一個為期10年的外星人尋找計劃的揭幕儀式上的發(fā)言,霍金原話的意思是“地外文明有可能存在,如果存在的話,也許他們能看見我們發(fā)出的信號,并理解其意義。當(dāng)然也有可能這些信號只是在毫無生息的宇宙間游蕩,沒有其他文明了,沒人能看見這些告訴全宇宙地球有生命和文明的信號。無論何種情況,我們自己去尋找都是找到答案最好的方法。我們是智慧生物,我們必須知道答案?!彼囊馑疾⒎鞘恰盎艚鸱Q外星人一直在監(jiān)視地球”。傳聞6:霍金警告人類不要嘗試登月,“BBC:6月15日消息,霍金再發(fā)警告不要登月,科學(xué)家證實外星人就在月球背面。”真相:霍金并沒有說過“人類不要登月”,更沒提過“月球背面有外星人”之類的言論。就在2017年11月24日,霍金在微博上回復(fù)TFBOYS(加油男孩)組合隊長王俊凱探索宇宙的問題時,提到“未來人類對地球的破壞正在威脅著我們,我們應(yīng)該考慮探索其他有潛力的星球以延續(xù)人類的發(fā)展”。
人物語錄
當(dāng)你面臨著夭折的可能性,你就會意識到生命是寶貴的,你有大量的事情要做。是先有雞還是先有蛋?宇宙有開端嗎?如果有的話在此之前發(fā)生過什么?宇宙從何處來又往何處去活著就有希望。時間有沒有盡頭。科學(xué)家和娼妓都是做他們喜歡的事賺錢。一個人如果身體有了殘疾,絕不能讓心靈也有殘疾。生活是不公平的,不管你的境遇如何,你只能全力以赴。我的手指還能活動,我的大腦還能思考,我有終身追求的理想,有我愛和愛我的親人和朋友,對了我還有一顆感恩的心……在一次新聞發(fā)布會上,一位女記者提出一個苛刻的問題。但霍金還是以恬靜的微笑這樣回答?;艚鸩粌H以他的成就征服了科學(xué)界,也以他頑強搏斗的精神征服了世界。雖然我行動不便,說話需要機器的幫助,但是我的思想是自由的。我們一世為人被教導(dǎo)很多常識,但常識往往只是偏見的代名詞。
