轮椅巨人——霍金,本文主要内容关键词为:霍金论文,轮椅论文,巨人论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
2002年8月19日,在国际数学家大会开幕之前,江泽民主席会见了参加国际弦理论会议的著名科学家霍金、丘成桐、威顿、格罗斯和斯特罗明格等人,会见期间,江泽民主席高度称赞霍金倾毕生精力为科学、为人类作出的巨大贡献。霍金说,在未来的发展中,中国要保持和发扬重视基础科学的传统,因为激励年轻人投身科学研究要靠基础科学。
从今年的8月9日起,霍金先后在上海、杭州、北京访问,所到之处,受到公众的热烈欢迎,甚至受到国宾级的礼遇(如游览长城时等等),他在杭州、北京的公众讲演也引起了强烈的反响。
艰难与精彩
8月18日,霍金在北京国际会议中心向公众做了题为“膜的新奇世界”的讲演。荣获菲尔兹奖的首位美籍华裔数学家丘成桐院士首先向听众介绍了霍金的成就。他说,霍金在微分几何上的贡献胜过其他微分几何学家,霍金提出的黑洞辐射理论是对爱因斯坦理论的第一个重要突破。
霍金的讲演方式在全世界是最独特的。他已经丧失了说话能力,只能靠还能动的手指按动遥控器通过语音合成器来“说话”。霍金的手指开始按动,"Can you hear me?"(你们能听到我说话吗?)霍金就以这样的方式开始了他的讲演,把全场听众带到一个新奇的世界——我们其实生活在一张膜上,或者只不过是在一张全息图上。在这个膜的世界中,我们生活的膜的近邻还有另一张“影子”膜。因为光只能平行地在膜上穿行,而不能在两张膜之间传播,所以我们不能看到影子世界。
霍金在讲演中提到了M理论。弦论学家威顿自称他对弦论发展的新思路为弦论的“M理论”,它是对升华后的“超弦理论”的再次升华。
霍金说,在M理论的网络中,时空具有10维或11维,而我们则自以为生活在3维空间中,加上时间也不过是4维,其余6个或7个额外维全都被卷曲得非常微小,它们就像人的头发,用肉眼就只能看到一根,但如果透过放大镜来看,就能看到头发的粗细。时空可能也是类似的,它在人体、原子甚至核物理的尺度下,显示为4维,并且几乎平坦,如果我们用极高能的粒子探测非常短的距离,我们应该看到时空是10维或11维的。
霍金还谈到了“黑洞”。他说,他在若干年前发现了黑洞不完全是空的,它们会发射出所有种类的粒子和辐射,就像热的物体那样。此外,黑洞还发射引力波,这些引力没有被限制在膜上,还传播到额外维中去。如果黑洞是巨大的并且是饼状的,引力波就会停留在膜的附近。这表明,黑洞将会以我们在4维时空中预料的速率丧失能量。因此,黑洞会慢慢蒸发并且缩小尺度。引力在额外维中散开,意味着我们生活在其中的膜上的长距离引力会变弱。
霍金还幽默地说:“微小的黑洞不会吃掉地球,不像报纸上绘声绘色的恐怖故事所讲的那样。相反,黑洞会在‘霍金辐射’中‘啪’地一声消失,而我则将获得诺贝尔奖……”
霍金为这次讲演做了精心的准备,不仅准备了字幕,而且配置了精美、直观的图片,如莫奈、梵高的美术作品等。在讲演中,还插播了一段科幻片,内容是霍金与牛顿、爱因斯坦一起打沙蟹(一种扑克游戏),结局“当然”是霍金赢了。霍金说,这是《星际航行》中的一集,在这一集中,我和爱因斯坦、牛顿处在一张全息图中,我们生活在3维空间、1维时间中,自以为一清二楚,其实我们不过是一丛篝火在我们存在的洞穴的墙上投下的影子而已。
在全场听众的如潮掌声中,霍金发出了他富有感召力的结语:加油,让我们去发现一个膜的新世界!
讲演结束后,丘成桐院士呼吁,全社会应形成一种景仰伟大科学家的风气。霍金、威顿、纳什等科学家这次来华访问引起了轰动,这不仅是由于公众渴望探索宇宙或事物的奥秘,而且是由于人们受到科学大师高尚精神与美丽心灵的震撼。尽管听众对讲演内容的理解程度深浅不一,但大师对科学孜孜不倦追求的精神对听众的启迪和影响是长远的、难以估量的。长期以来,霍金的健康有严重的缺陷,但他至今仍然在为科学进步做艰苦的努力,我们这些健康人还有什么理由不尽力拼搏呢?
国际弦理论会议是2002年国际数学家大会的众多卫星会议之一。可以说,霍金的讲演是为第三天开幕的国际数学家大会奏响的最动听的前奏曲。
坐在轮椅上的霍金,不仅在国际弦理论会议上发表了演讲,而且还认真听取了会议的全部报告。8月19日中午会议闭幕。在当天上午的会场上,我有幸与霍金有一段为时不短的近距离接触。霍金的助手尼尔向我介绍了霍金轮椅上的电脑所用的两个软件。霍金在听取报告时,正是借助配备了这两个软件的电脑与身旁的著名弦理论学家施特罗明格交流对报告的看法。我在轮椅旁目睹了霍金通过遥控器在电脑屏幕上选择单词变成词组再变成句子的全过程。看到他全神贯注地醉心于科学王国的神态,我对他的崇高敬意再次油然而生,同时也打消了原来想向他提问的念头,而是改向施特罗明格及霍金的随行人员提问,由他们回答了我的几个相关问题。
霍金的弟子吴忠超说,霍金现象正如宇宙本身一样,是惟一的,不可重复的,他在执著地探究着困扰人类几千年之久的宇宙从何而来的问题,而他的研究结果又是在自己徘徊于地狱的大门口时获得的。丘成桐院士称霍金为在世的最伟大的科学家,是活着的爱因斯坦。
霍金为人们所公认的两大研究成果,是在20世纪60年代下半期和70年代上半期取得的。一个成果是他与彭罗斯共同证明了著名的奇性定理,并以此获得1978年的爱因斯坦奖和1988年的沃尔夫物理奖。这个定理证明,黑洞和宇宙大爆炸必然存在奇点,而在奇点处所有的定律和可预见性都将失效。另一个成果是,在经典物理学中,黑洞是空间中连光线都无法逃逸出来的区域,但霍金在将量子效应考虑进去以后发现,“黑洞并非想象中那么黑”,它也有辐射,即“霍金辐射”。
霍金后来回忆说:‘这个成果大大超出了我在1982年首次打算写一本有关宇宙的通俗读物时所预料的。首先我要向人们解释,在理解宇宙方面我们已经走得有多么遥远,距离找到描述宇宙中万物的完整理论也许已经非常接近了。
大师的轨迹
霍金于1942年1月8日出生在英国的牛津,这一天刚好是伽利略的300周年忌日。童年的霍金热衷于搞清楚一切事情的来龙去脉,因此当他看见一件新奇的东西时总喜欢把它拆开来,把每个零件的结构都弄明白——不过他往往很难再把它装回原样,因为他的手远不如头脑那样灵活,甚至写出来的字在班上也是出名的潦草。霍金的父亲是一位物理学家,希望他学习化学或物理,但霍金最喜欢的却是数学。霍金在17岁时进入牛津大学主修物理,但他不是一个很用功的学生。据他本人回忆,在牛津度过的3年中,他只在最后参加过一次毕业考试,大约总共只学习了1000个小时,也就是说平均每天只学1小时。但他确实是十分聪明的。据他的同学回忆,他们上电磁学课的时候,有一次导师给他们留了13个作业题,让他们尽量完成。他们尝试了一下以后,发现每一道题都很难做。最终总算解出了其中的一道半题时,他们就有些洋洋自得了,但霍金只用了一个上午就解出了前面的10道题,他们觉得霍金就像是一个外星人。1962年,霍金被确诊为卢伽雷氏症,他当时以为活不到完成毕业论文了,但是经过与命运的抗争,他最终成为探索宇宙奥秘的先锋。
1979年,霍金开始担任著名的卢卡斯讲座人。1985年,他丧失了说话的能力。1988年,霍金以他的研究成果为基础写作了《时间简史》一书,此书至今在全世界已发行了1000万册以上,创造了科技著作的一个奇迹。1989年10月,霍金曾在西班牙做过一次讲演,题目是“公众的科学观”。他谈到:“现今公众对待科学的态度相当矛盾。人们希望科学技术的新发展继续使生活水平稳定提高,另一方面却又由于无法理解而不相信科学……但是,公众对科学,尤其是对天文学兴趣盎然,这从诸如电视系列片《宇宙》和科幻作品对大量观众的吸引力一望即知。”为了向公众传播科学,霍金克服常人难以想象的困难,写出了《时间简史》等科普著作。
在杭州时,一位记者问霍金,除了获取科学成功的快乐之外,您最大的快乐是什么?霍金听懂了记者的提问。在一阵电脑键盘的敲击声之后,答案从扬声器里发出:我热爱生活,享受生活,我从音乐和家庭中获得巨大的快乐。浙江大学为他安排了一场文艺演出,霍金坐着轮椅去了。他完全陶醉在音乐里,在《黄河协奏曲》的乐曲声中,霍金的双眼充满了泪水。
霍金坚持由自己操纵轮椅,在北京做讲演时也是如此。霍金一行虽然提前到达了会场,但讲演却于稍晚才开始。原来,霍金自己能干的事,他就不麻烦别人,他执意独自操纵轮椅“登上”讲台。