斯蒂芬·霍金

李淼

作為一名物理學(xué)家，斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）在世界范圍內(nèi)擁有超高的知名度。有一種觀點(diǎn)說，霍金是繼愛因斯坦之后最偉大的科學(xué)家。我不太贊同這樣的評(píng)價(jià)。更準(zhǔn)確的說法應(yīng)當(dāng)是，霍金是繼愛因斯坦之后最具公眾影響力的科學(xué)家。

眾所周知，霍金身體狀況不佳，但他沒有自棄，而是憑借卓絕的科學(xué)洞見，探索宇宙的終極秘密。作為人類堅(jiān)毅品格的象征，他鼓舞了世界各地?zé)o數(shù)人。

科學(xué)家，2018年3月18日逝世，享年76歲

霍金于1942年1月8日出生在英國(guó)牛津。父母均在牛津接受教育，霍金自幼聰穎，被朋友們稱為小“愛因斯坦”。他17歲進(jìn)入牛津大學(xué)讀書，畢業(yè)后前往劍橋大學(xué)攻讀宇宙學(xué)的研究生，于1966年完成關(guān)于宇宙中的奇點(diǎn)的博士論文。

早在過完21歲生日后不久，霍金便被診斷患上“漸凍癥”。一度十分痛苦和沮喪，但他沒有消沉。此后，霍金有生之年都在不懈探索著宇宙的奧秘，取得了許多重大成就。31歲時(shí)，他與艾利斯合作完成《時(shí)空的大尺度結(jié)構(gòu)》，此書成為霍金最重要的學(xué)術(shù)代表作之一，幾代物理學(xué)家從中受益匪淺。也是在這一年，霍金完成他一生的重要成果——發(fā)現(xiàn)黑洞不黑。

根據(jù)霍金這一理論，黑洞會(huì)發(fā)光——輻射幾乎所有的基本粒子，此現(xiàn)象被稱為“霍金蒸發(fā)”。但是，宇宙中的黑洞都很大，其質(zhì)量動(dòng)輒達(dá)到太陽的好幾倍，天文學(xué)家?guī)缀醪豢赡苡^測(cè)到這種輻射。因?yàn)?，根?jù)霍金的研究，每一個(gè)黑洞的輻射都有一個(gè)溫度，黑洞的質(zhì)量越大，溫度就越低。一個(gè)質(zhì)量數(shù)倍于太陽的黑洞，溫度只有千萬分之一度（絕對(duì)溫度），遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于無所不在的微波背景輻射的溫度。只有當(dāng)黑洞的溫度高于微波背景輻射，才可能被觀測(cè)到。于是，霍金就設(shè)想了一種可能，也許在宇宙大爆炸剛剛發(fā)生之后，產(chǎn)生過一些質(zhì)量比較小的黑洞。因?yàn)椴粩嗾舭l(fā)，它們的質(zhì)量小到可以輻射X射線，或者能量更高的射線。當(dāng)然，天文學(xué)家還沒有觀測(cè)到這種輻射。因此，霍金最為重要的研究并沒有足夠的事實(shí)作為支撐。

霍金的另一項(xiàng)貢獻(xiàn)在于，他和彭羅斯一起證明了“奇點(diǎn)定理”。按照這一理論，宇宙一定起源于一個(gè)奇點(diǎn)，在這個(gè)奇點(diǎn)上，空間和時(shí)間消失，物質(zhì)密度無限大。當(dāng)然，這個(gè)結(jié)論是基于愛因斯坦的廣義相對(duì)論。在一個(gè)奇點(diǎn)上，物理學(xué)定律不再適用，包括廣義相對(duì)論。物理學(xué)家企圖找到一個(gè)更好的理論取代廣義相對(duì)論，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的努力，目前距離這個(gè)物理學(xué)圣杯還很遠(yuǎn)。

霍金還有一項(xiàng)重要研究，不見得站得住腳，是關(guān)于宇宙的量子起源。該理論認(rèn)為，宇宙不需要設(shè)定原始狀態(tài)，宇宙是通過量子漲落蹦出來的。這個(gè)理論叫“無界理論”。

記得我1985年第一次見到霍金，當(dāng)時(shí)心情忐忑地向他和其他科學(xué)家報(bào)告了我們?cè)跓o界理論中計(jì)算宇宙早期黑洞生成率的結(jié)果。他有些懷疑，但在看過我的計(jì)算草稿后，貌似打消了疑慮。若干年后，我才明白霍金當(dāng)時(shí)為何有所疑慮，因?yàn)槲覀兊慕Y(jié)果似乎可以從他早期的一個(gè)計(jì)算得到，但我們的解看上去與他們的解沒有關(guān)系。其實(shí)，直到今天我也不知道兩者之間是否存在任何關(guān)系，因?yàn)槲也辉趺聪嘈潘臒o界理論了。

如前所述，霍金能成為一位社會(huì)影響力極大的科學(xué)家，除了學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)外，也離不開他激人奮進(jìn)的傳奇經(jīng)歷，以及在科普方面所做的明星級(jí)的工作。

霍金最著名的科普作品是《時(shí)間簡(jiǎn)史》，英文版出版于1988年。這本書用盡可能通俗的語言來闡釋復(fù)雜的科學(xué)原理，但仍被視作最為難懂和晦澀的書之一，許多并無深厚科學(xué)背景的讀者聽聞其名而購回，卻讀不下去，更顯得其神秘，至今已在全球售出超過2500萬冊(cè)。

霍金不認(rèn)同媒體對(duì)他的一些溢美之詞，認(rèn)為“霍金是第二個(gè)愛因斯坦”這類說法實(shí)在言過其實(shí)。

在回憶錄中，霍金表達(dá)了他對(duì)物理學(xué)的最初印象：“上學(xué)時(shí)，物理學(xué)永遠(yuǎn)都是最枯燥的一門課。因?yàn)樗v的東西毫無難度。”但霍金畢生研究著這門學(xué)問，多數(shù)時(shí)間還是在患病的狀態(tài)下，因?yàn)椤把芯课锢砗吞煳膶W(xué)，人類才有希望理解我們的過去和現(xiàn)在”。霍金的偉大之處或許正在于這種超越性的精神力量。

（作者為中山大學(xué)天文與空間科學(xué)研究院院長(zhǎng)）