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如今都知道霍金生於伽利略的三百周年忌日,逝於愛因斯坦的生日,跟愛因斯坦一樣享年七十六歲。
但不是所有人都知道,從伽利略到霍金的這幾百年,也正是人類有史以來變化最為快速和劇烈的幾百年。
在近年來火爆的《人類簡史》中,作者尤瓦爾·赫拉利將人類歷史的革命性飛躍以三次革命來定義:七萬年前開始的認知革命、一萬年前開始的農業革命,以及五百年前開始的科學革命。而在二十世紀公認最偉大的科學家愛因斯坦眼裡,現代科學之父,正是義大利人伽利略。
伽利略出生在歐洲光輝燦爛的文藝復興時代。1564年2月18日,伽利略出生之後三天,偉大的文藝復興巨匠米開朗琪羅與世長辭。伽利略的童年,就在義大利的比薩度過。比薩城北的奇蹟廣場上,比薩斜塔已在這裡矗立了將近兩百年。伽利略一開始是學醫的,但17歲那年,他發現自己對吊燈的擺動軌跡更感興趣,終於轉向研究數學和物理學。
在物理學上,伽利略推翻了亞里斯多德流傳近兩千年之久的「不同重量的物體下落速度不同」的論點。在全世界的教科書裡,都有他在比薩斜塔上同時丟下兩個鐵球證明它們同時落地的故事。雖然後來經過嚴謹考證,此事實際另有其人,但伽利略的研究成果對於艾薩克·牛頓在一百年後提出三大運動定律,具有極其重要的影響。
但也許伽利略更出眾的成就,是他把人類的目光引向了茫茫宇宙。四十五歲那年,他創製了天文望遠鏡。藉助這一極其重要的發明,伽利略發現了月球表面的凹凸不平,繼而發現了木星的四顆衛星、土星的光環、太陽黑子、金星和水星的盈虧……以及至關重要的:銀河系由無窮無盡的恆星組成。
當時的人就已經在稱讚:「哥倫布發現了新大陸,而伽利略發現了新宇宙。」作為人類歷史上以科學實驗為基礎、將數學物理學和天文學三者融合起來研究的第一人,伽利略從根本上改變了人類億萬年來對於物質運動和宇宙的認識。今天木星的四顆衛星,被統稱為伽利略衛星。
如今以日心說為天經地義的現代人,很難想像伽利略對地心說的否定是多麼驚世駭俗——但愛因斯坦知道。所以他才會把伽利略的巨幅畫像,掛在他的辦公室裡。二十世紀最偉大的科學家,偶像是三百年前的古人。
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伽利略之後,以牛頓為代表的一大批數學家、物理學家、化學家、醫學家、生物學家、天文學家、地理學家……為人類十八世紀的工業革命及其之後的機器生產準備了豐富的科學理論。在科學進步的基礎上,蒸汽機、無線電報、槍炮、X光機、汽車輪船……一系列亙古未有的劃時代發明,讓科學成為了加快人類文明發展進程的第一推動力。到了愛因斯坦誕生的1879年,人類社會已經從農耕手工進入大機械時代。
此時人類對宇宙的認識,奠基於牛頓的經典力學定律。時間和空間是分離而互不相干的,宇宙中的億萬恆星,都是按照牛頓所揭示的定律在運動。像當初篤信日心說一樣,人類對此深信不疑。
1905年,瑞士伯爾尼專利局的小職員阿爾伯特,向瑞士聯邦工業大學投遞了一篇論文《論動體的電動力學》,希望申請一個編外講師的職位。學校乾淨利落地拒絕了他的申請,理由很簡單:看不懂。畢竟這個名為愛因斯坦的傢伙,五年前從蘇黎世聯邦工學院畢業的時候,物理專業成績只排在總共五名學生中的第四。
然而德國物理學家、量子力學的創始人普朗克看到論文後,卻下了這樣的評語:愛因斯坦的工作可以媲美哥白尼。
由於普朗克的影響力,愛因斯坦的論文一夜成名,而這篇論文也標誌著狹義相對論的誕生。狹義相對論給出了物體在高速運動下的運動規律,並提出了質量與能量相當,由此推導出著名的質能公式:E=MC2。這幾個簡單的用於計算核反應過程中所釋放的能量的字母符號,導致了幾十年後原子彈的誕生。
愛因斯坦解釋了牛頓沒能解決的問題,引力從哪裡來——天體存在造成的時間和空間的扭曲,產生了吸引力。整個二十世紀,物理學的兩大基礎就是相對論和量子力學。相對論是研究時間、空間、運動這三者關係的理論體系的總稱。在孩提時代,愛因斯坦問自己這樣一個簡單問題:如果你能趕上一束光的話,它看起來會像什麼樣呢?最終他的相對論給出了答案:如果一個孩子想像和光一起旅行,那麼光看起來應該沒有運動。
1915年,愛因斯坦提出廣義相對論。一百年後人類首次探測到引力波,證實了廣義相對論的正確性。愛因斯坦告訴人類:時間和空間是一體的。愛因斯坦徹底顛覆了以往對時空的傳統認知,讓人類能以全新的視角和眼光,來審視頭頂上方的星空宇宙。
1919年,愛因斯坦9歲的兒子愛德華問父親:「爸爸,你到底為什麼這樣出名?」愛因斯坦笑了起來,然後解釋到:「你看見沒有,當甲蟲沿著樹枝爬行的時候,它沒有發現它爬過的路徑是彎的,而我有幸地發現了這一點。」
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七十年後,出生在伽利略忌日的史蒂芬·霍金,已經成為一名理論物理學家,研究相對論和宇宙。為了籌措孩子教育與家庭生活所需的費用,他寫了一本針對大眾讀者解釋宇宙奧秘的科普類書籍,名為《時間簡史》,1988年正式出版發行。
這本雖然意在科普、讀來仍然晦澀難懂的著作,一上市就飆升到英美暢銷書排行榜的第一名,銷量甚至超過了麥當娜的《性》。迄今它已被譯為四十多種語言,總銷量超過2500萬冊。再沒有任何一本科學著作,能有接近它的受歡迎程度。而認真閱讀它的人裡,也一定有99%以上的人釋卷後仍然不知所云。人們熱衷擁有它的解釋之一,便是當人將這本薄薄的小書置於掌中之時,便掌握了宇宙和時間的真理。
此時霍金雖然已經身患疾病,但也已成為在世科學家中的大明星。一個身殘志堅的天才,以意志對抗命運的困厄,堅持不懈地追尋茫茫宇宙的終極真理,這是人人都喜歡的故事。作為最年輕的英國皇家學會會員、劍橋大學的盧卡斯講座教授——這個劍橋最值得驕傲的位置曾屬於牛頓,霍金在得到業界認可的同時,又收穫了大眾的青睞,成為在世最為知名的科學家,或許沒有之一。
霍金專注於量子力學和廣義相對論的結合。1978年,他榮獲愛因斯坦獎。曾有讀者問霍金,如果有機會問愛因斯坦一個問題,你會問什麼?霍金回答,我會問他為什麼不相信黑洞的存在。
作為大眾心目中愛因斯坦的「繼承人」,霍金在很多問題上與愛因斯坦並不一致,甚至是背道而馳。儘管霍金的宇宙學研究發端於愛因斯坦的廣義相對論,但是他卻一直希望可以通過數學手段統一量子力學與相對論,而得出大統一理論。
愛因斯坦始終認為量子理論不完備,並且留下了一句名言——「上帝不是在擲骰子」,對此,霍金專門寫了一篇文章來回應,題目簡單直接:《上帝在擲骰子嗎?》(Does God play Dice?)。霍金的結論是:上帝是在擲骰子。物理學在很大程度上是由概率來決定的,也因此我們無法確知未來。
不論孰是孰非,愛因斯坦和霍金的偉大都舉世皆知。然而作為地球上的普通人,只能是聽說他們的偉大,因為對他們的論證、演算、方法、工具和理論模型幾乎可說一無所知。在霍金的物理學專業門檻前,絕大部分人都是文盲。
因此世人對霍金的崇拜,與其說是對科學家的崇拜,不如說是對科學、真理和宇宙中神秘未知事物的敬畏。霍金說,我們只不過是一種生活在一顆小行星上的高度發達的猴子,但是我們卻可以去理解整個宇宙,正是因此而使我們特別。
霍金的逝世,意味著這群猴子中最傑出的頭腦缺失了一顆——但人類對宇宙的探尋卻不會結束。愛因斯坦出生、霍金逝世的3月14日,也是眾所周知的π日。圓周率永無止境,一如宇宙的真理。對時間和空間的終極追問,霍金並非第一人,也絕不會是最後一人。
江畔何年初見月?江月何年初照人?霍金逝去,時空永存。