據英國天空新聞等多家媒體3月14日消息,史蒂芬·霍金去世,享年76歲。
或許大多人都和大話君一樣,對於霍金的了解只是基於學校課本上的簡短介紹,但是我相信,對自然科學稍感興趣的同學,絕對會對他印象深刻。驚訝的不僅是他全身癱瘓,不能言語,只有三根手指可以動,更令人感嘆的,是他那僅有的「先知」一般的大腦,對宇宙科學的大膽探索和預測,一次次刷新著人類的宇宙觀。「宇宙之王」的稱號,當之無愧。
史蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking),1942年1月8日出生於英國牛津。出生當天正好是伽利略逝世300年忌日。
霍金畢業於牛津大學(University of Oxford)和劍橋大學(University of Cambridge),並獲劍橋大學博士學位。
1963年,21歲的他不幸被診斷患有肌肉萎縮性側索硬化症即運動神經細胞病。當時,醫生曾診斷身患絕症的他只能活兩年,可他一直堅強地活了下來。
1965年,23歲時他取得了博士學位留在劍橋大學進行研究工作。
霍金的研究領域是引力與黑洞,他主要有兩個貢獻:奇點定理(1970)與霍金輻射(1974)。霍金的主要工作都作於上世紀60年代末70年代初黑洞研究大發展時期,霍金(與G. Ellis)的專著《時空的大尺度結構》(1973)也成書於這一時期。霍金的早期工作是當時引力與黑洞領域非常重要的進展,對這一領域也起到了非常大的促進作用,但是還談不上最重大(更談不上偉大)。相較於前面提到的兩個貢獻,霍金被引用最多的工作可能是「貝肯斯坦-霍金熵」公式,但很可惜,這個工作不是霍金先做出來的。
而從70年代到現在30多年時間裡,引力與黑洞領域研究取得了長足的進展。霍金的貢獻可以位列其中,但是並不是唯一和最重大的。另一個例子是宇宙學。雖然公眾對霍金的印象是霍金在研究宇宙,但是有趣的是,如今專業的宇宙學研究論文裡幾乎不會出現霍金的名字。至於霍金的《時空的大尺度結構》,雖然這本書在引力研究領域名氣很大,但是今天做宇宙學研究的人可能大部分都沒看過,因為他們有別的合適得多的參考書籍。
作為一位70歲的老人(霍金生於1942),霍金仍然在搞科研。但是和所有已經功成名就的大科學家一樣,科研基本上止於姿態,對主流科學界基本沒有什麼影響。
奇點定理:Roger Penrose(彭羅斯,似乎更牛) 一起開創性地運用拓撲學的方法,證明廣義相對論方程導致奇點解,間接地證明了大爆炸奇點的存在。
霍金輻射:受Bekenstein熵的啟發下,運用彎曲時空背景下的量子場論方法,證明黑洞像熱力學黑體一樣對外輻射。這是廣義相對論和量子力學相結合的第一個典範,具有特殊的重要性。
霍金的主要工作都作於上世紀60年代末70年代初黑洞研究大發展時期,他的早期工作對引力與黑洞領域起到了非常大的促進作用。其證明了廣義相對論的奇性定理和黑洞面積定理,提出了黑洞蒸發現象和無邊界的霍金宇宙模型。在統一20世紀物理學的兩大基礎理論——愛因斯坦創立的相對論和普朗克創立的量子力學方面走出了重要一步。
公眾對霍金的印象是一個宇宙科學家,他的研究對象是宇宙,但其實他對觀測天文並不感興趣,只有幾次用望遠鏡觀測過。他的研究方式主要是通過猜想和理論相結合做出預言性結論(這或許是令很多人不能信服的原因吧)。
霍金認為他一生的貢獻是,在經典物理的框架裡,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裡,他指出,黑洞因輻射而越變越小,大爆炸的奇點不但被量子效應所抹平,而且整個宇宙正是起始於此。
霍金作為當代理論物理的代言人,對於在公眾面前宣傳理論物理作用是極大的。這一影響力應該無人能出其左右。
當然,霍金在學術界的名氣是與其貢獻相稱的。同行們將霍金視為上世紀70年代以來在引力和黑洞領域作出傑出貢獻的眾多學者之一。而並沒有把他擺在諸如牛頓、愛因斯坦,等人之上。但是,他在公眾面前的名氣令人匪夷所思。其一方面來自其研究領域的普遍吸引力——你很難找到比諸如時空、宇宙這樣更吸引大眾的主題了,何況研究領域涉及到拿愛因斯坦這樣的大牛。傳言,也因為劍橋大學霍金團隊以及出版商的運作,將他包裝成了「偉大」的科學明星。
其代表作《時間簡史》(1988),探索著宇宙的起源,憑藉豐富的想像,精妙的構思,字字珠璣,闡釋宇宙未來之變,神奇而美妙。這本書至今累計發行量已達2500萬冊,被譯成近40種語言。
霍金在學術界的名氣是與其貢獻相稱的。他的理性的同行們將霍金視為上世紀70年代以來在引力和黑洞領域作出傑出貢獻的眾多學者之一,而並沒有把他擺在諸如牛頓、愛因斯坦,甚至費曼、楊振寧的位置上。至於霍金在公眾面前的名氣則多少有些匪夷所思。其一方面來自其研究領域的普遍吸引力——你很難找到比諸如時空、宇宙這樣更吸引大眾的主題了,何況還可以拿愛因斯坦打廣告;一定程度上也是劍橋大學霍金團隊以及出版商的運作,否則你很難理解為何一個科普作家被包裝成了「偉大」的科學明星。
《果殼中的宇宙》是霍金繼《時間簡史》後最重要的著作。霍金在書中,再次把我們帶到理論物理的最前沿,用通俗的語言向我們解釋宇宙的原理,誰也無法想像果核與宇宙的聯繫,而霍金正向我們生動,形象地講述這些神奇。和《時間簡史》一起成為全世界最暢銷的科普著作之列,影響力可見一斑!
霍金在科學上的成就和楊振寧、溫伯格、施溫格、費曼有差距,除了健康因素外(當然這個因素非常重要),很大程度是因為,比他們晚了一代。
你看楊振寧他們比海森堡狄拉克晚了一代,海森堡狄拉克們又比愛因斯坦和波爾晚了一代。「一代不如一代」。
我相信,如果霍金沒有得那個怪病,而且生在相對論和量子力學誕生的年代的話,他會出現在索爾維會議的那張照片上。
當然啦,作為一位大半生困在輪椅上人,霍金至今仍然在堅持科研和寫作,身殘志堅,與命運抗爭,這種精神絕對稱得上偉大。