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回顧霍金傳奇的一生,雖然霍金有身體上的缺陷,可他頭腦卻聰明絕頂!

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2018年3月14日,史蒂芬·霍金去世了,享年76歲。 斯蒂芬·威廉·霍金,英國劍橋大學利用數學及理論物理學系教學,當代最主要的狹義絕對論和宇宙論家,是當今享有國際盛譽的巨人之一,被稱為在世的最偉大的科學家,還被稱為“宇宙之王”。他走後,從此世間少了一個能看見宇宙的人
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霍金的生平

 

史蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking)早年並不容易,1942年1月8日出生於英國牛津。出生的時候正好是伽利略逝世300年的忌日,一般說在名人忌日出生的人都不平凡,霍金也就證實了這句不靠譜的老話。

 

史蒂芬·威廉·霍金的生平是非常富有傳奇性的,在科學成就上,他是有史以來最傑出的科學家之一,他因為在21歲時不幸患上了會使肌肉萎縮的盧伽雷氏症,所以被禁錮在輪椅上,只有三根手指可以活動,疾病已經使他的身體嚴重變形,頭只能朝右邊傾斜,肩膀左低右高,雙手緊緊並在當中,握著手掌大小的擬聲器鍵盤,兩腳則朝內扭曲著,嘴已經歪成S型,只要略帶微笑,馬上就會現出“呲牙咧嘴”的樣子。

 

這已經成為他的標誌性形象。1985年,因患肺炎做了穿氣管手術,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。當時醫生預測他最多活兩年,但他依然活著。被盧伽雷氏症禁錮在輪椅上20年之久的情況下,他仍能做出巨大的科學貢獻,這是真正的空前絕後,而且對於人類的觀念有深遠的影響,所以媒體早已有許多關於他如何與全身癱瘓作搏鬥的身殘志堅故事。

 

霍金是英國人,現如今是英國劍橋大學應用數學、理論物理學系教授。他出生於1942年1月8日。這一天恰好是意大利物理學家、近代物理學的奠基人伽利略逝世300週年的紀念日,幾天前還是牛頓的生日:1643年1月4日。當然,這並不意味著,呱呱墜地的小霍金頭上罩上了金色的光環。用霍金自己的話說:"我估計大約有二十萬個嬰兒在同日誕生"。

 

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霍金的童年故事

 

小霍金也像普通的小孩一樣,喜歡玩具,著迷於玩具火車,甚至自己花錢買來了電動火車。十幾歲時,霍金還喜歡製作飛機模型和輪船模型,甚至嘗試發明一些遊戲,比如製作不同顏色零件的工廠、運送產品的公路和鐵路,以及股票市場。霍金和一個同學負責編制遊戲的規則。

 

在編制這些遊戲時,小霍金的目標是"建造我能控制的可以開動的模型","這些遊戲及製作都來自於探究事物並且進行控制的要求"。這種要求一直驅動霍金去"探究事物",甚至在後來的宇宙學研究中仍在起作用。

 

上學期間,霍金分在一個很好的班,儘管他的成績名次從未進過前一半,但仍受到同學的尊敬,同學為他起了一個"外號"—愛因斯坦。霍金在班上有一些要好的同學,他們喜歡聽音樂,特別是古典音樂,如莫扎特、馬勒、貝多芬,也到音樂廳去聽音樂。他們還經常討論一些科學和宗教問題,例如宇宙的起源和宇宙的運行是否需要上帝的作用。

 

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中學時代的霍金

 

在中學時代的後兩年,班上來了一位數學教師。他的教學富於啟發,這激發了霍金對數學和物理學的興趣。儘管父親也鼓勵他學習科學,但希望他攻讀與父親的專業相近的生物學。回憶起中學的學習,霍金談道:"在我幼年時,我對所有科學都一視同仁。十三、四歲後我知道自己要在物理學方面做研究,因為這是最基礎的科學,儘管我知道中學物理學太容易太淺顯,所以太枯燥。

 

化學就好玩得多了,不斷發生許多意料之外的事,如爆炸等等。但是物理學和天文學有望解決我們從何處來和為何在這裡的問題。我想探索宇宙的底蘊。"由此可見,少年的霍金的志向雖算不上遠大,"想探索宇宙的底蘊"對他後來的研究肯定是有影響的。

 

中學畢業,霍金考入牛津大學,並如父親的希望,取得了獎學金。學習物理學對霍金並不費力,後來他又考上劍橋大學理論物理專業的博士研究生。為什麼要選取理論物理專業呢?霍金後來說:"理論物理中有兩個領域是基本的,……一個是研究非常大尺度的,即宇宙學;另一個是研究非常小尺度的,既基本粒子。

 

“這就是說,理論物理聯繫著"至大"的宇宙和"至小"的基本粒子。最後,他確定要研究宇宙學,這是因為"在宇宙學方面已有一個定義完好的理論,即愛因斯坦的廣義相對論"。廣義相對論是研究宇宙學的理論基礎。

 

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霍金身殘志堅的故事

 

在研究學習期間,霍金得了一種怪病,是一種運動神經細胞病。這種病使行為本來就不靈活的霍金更加笨拙,而且這種病迅速惡化。霍金非常苦惱,以至於他認為自己活不了多久了。然而,霍金並未放棄正常人的工作學習和生活,而且他在這時結婚了,5年後他成了3個孩子的父親。

 

患病的霍金依然如故,甚至更加勤奮。他曾夢到自己被處死了,由此他希望,"如果我被赦免,我還能做許多有價值的事"。他認為,"我要犧牲自己的生命來拯救其他人",要做點兒善事,以回報社會對他的恩惠。勤奮的工作使霍金取得了很大的成績,他以黑洞的研究成名於物理學界。黑洞是一種體積很小、質量很大的天體,也就是說,它的密度很大。

 

這種天體是一種從理論上推測出來的天體。早在200年前,一位法國科學家提出了黑洞的問題。他認為,滿足一定條件的恆星,在引力的作用下會吸住自身發出的光線,而使我們看上去它是"黑暗的一團"。然而,這種科幻般的預言並未受到人們的重視。

 

愛因斯坦建立廣義相對論時,一位德國科學家借助廣義相對論重新預言了黑洞的存在。他發現,質量等於太陽質量大小的黑洞,其直徑只有2.95千米;而相當於地球質量的黑洞,直徑只有0.9厘米了。到20世紀30年代末,一位美國科學家研究恆星演化時,再次研究黑洞問題。他認為,在恆星燃盡時,在引力的作用下,恆星會無休止地坍縮下去,最終就形成了黑洞。

 

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霍金的科學成就

 

60年代,由於天文學的一系列新發現,激發了天體物理學的研究。霍金正逢其時,黑洞研究使他初露頭角。霍金將熱學引入黑洞的研究,這大大加深了對黑洞的認識。這時,霍金認為,可能存在一種"微型黑洞"。這種黑洞很小,有的會小到像質子或中子那樣的大小。

 

按照現代物理學的理論,當物體小到這樣的程度,它應服從量子力學的規律。霍金的進一步研究表明:黑洞可以蒸發;黑洞越小,它蒸發得越快。1個10億噸(個頭與質子大小相當)的黑洞要用100億年的時間才能蒸髮乾淨,而最後0.1秒內所釋放的能量相當於100萬顆百萬噸級的氫彈爆炸。

 

這就是說,我們是不是應該仔細地進行天文觀測,力圖在宇宙空間找到這種"微型黑洞"而加以利用呢?!霍金對大爆炸理論研究有很大貢獻。他認為,宇宙起源於一個"奇點","奇點"處的爆炸產生了粒子和能量,粒子間的作用產生了星雲,進而演化到我們今天的世界。今天的宇宙仍在膨脹著,將來的宇宙可能將繼續膨脹下去,也可能在膨脹到極限時轉而收縮至當初形成宇宙的那個"奇點"。

 

看上去這好像很有趣,然而,這就是今天人們對宇宙的認識水平。由於霍金在天體物理學研究上取得的成績,他獲得1978年的愛因斯坦獎。1980年他又當上了三一學院盧卡斯講座的教授。牛頓曾經是該講座的教授。現在,霍金已快60歲了。儘管身體殘疾,他仍經常旅行、演講、著述。他的《時間簡史》已發行幾千萬冊,被譯成40多種語種。

 

由於霍金那富於傳奇色彩的奮鬥經歷,他的《時間簡史》還被搬上銀幕。人們看到了黑洞和基本粒子的畫面,聽著霍金敲打計算機鍵盤和計算機合成後的聲音,人們為現代物理和宇宙理論的深奧所震懾,為人類的智慧所感嘆,並且更加佩服霍金在承受巨大的痛苦時仍在攀登科學高峰所表現出的偉大精神。

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