霍金：宇宙奧秘的探索者

邵紅能

勤學(xué)好問，興趣廣泛

1942年1月8日，霍金出生于英國牛津市的一個(gè)知識分子家庭，這一天正好是伽利略逝世300周年?；艚鸬母改妇厴I(yè)于牛津大學(xué)，而且很注重霍金的教育，這對他的成長有很大的影響。

霍金少年時(shí)期成績就很突出，但卻在13歲那年的拉德雷特考試時(shí)，因病未能進(jìn)入更好的西敏公學(xué)，而是繼續(xù)留在圣奧爾本斯公校就讀。在這里，他有很多摯友，他們一起玩圖版游戲，制造爆竹、模型飛機(jī)和模型船艇，以及討論有關(guān)基督教和超感官知覺的問題。15歲時(shí)，霍金學(xué)習(xí)到宇宙正在膨脹的理論，這使他非常驚訝。靜態(tài)宇宙似乎那么合乎自然，永遠(yuǎn)持續(xù)地存在；而膨脹宇宙會(huì)隨著時(shí)間流逝而擴(kuò)張，最后形同真空，這概念似乎很不合理。

剛開始，雖然霍金被同學(xué)們親切地稱為“愛因斯坦”，但他在學(xué)術(shù)上的成績卻不盡如人意。在中學(xué)時(shí)代的后兩年，班上來了一位數(shù)學(xué)教師—迪克嵐·撻塔。在他的啟發(fā)下，霍金對數(shù)學(xué)和物理學(xué)產(chǎn)生了濃厚興趣?；貞浧鹬袑W(xué)的學(xué)習(xí)，霍金說道：“在少年時(shí)，我對所有科學(xué)都一視同仁。十三四歲后我知道自己要在物理學(xué)方面做研究，因?yàn)檫@是最基礎(chǔ)的科學(xué)。盡管我知道中學(xué)物理課內(nèi)容太容易、太淺顯，但物理學(xué)和天文學(xué)有望解決我們從何處來和為何在這里的問題。我想探索宇宙的底蘊(yùn)?！?959年，17歲的霍金順利考入牛津大學(xué)，并于三年后畢業(yè)。后來他又進(jìn)入劍橋大學(xué)理論物理專業(yè)讀研究生。

1963年，21歲的他不幸被診斷出患有肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥（即運(yùn)動(dòng)神經(jīng)細(xì)胞?。?，醫(yī)生斷言身患絕癥的他最多只能活兩年。于是，他更加努力，想用僅剩的短暫時(shí)間做點(diǎn)有價(jià)值的事。在醫(yī)生宣判的死期臨近時(shí)，霍金的廣義相對論學(xué)習(xí)有了點(diǎn)眉目，而就在這時(shí)，他遇見了彭羅斯。1965—1970年，霍金和彭羅斯組成一個(gè)有關(guān)黑洞和嬰兒宇宙的研究小組，兩人一道將奇點(diǎn)的存在性證明推廣到更加一般的情況，包括早期宇宙?；艚鸷芸飚厴I(yè)了，他同時(shí)成功申請了一筆獎(jiǎng)金用于學(xué)術(shù)研究。接下來是和心愛的簡結(jié)婚，而那個(gè)宣判霍金死刑的醫(yī)生再也沒聯(lián)系他?；艚鸬牟∑孥E般地好了起來。

化繁為簡，致力科普

1973年，霍金考察黑洞附近的量子效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)黑洞會(huì)像天體一樣發(fā)出輻射，其輻射的溫度和黑洞質(zhì)量成反比，這樣黑洞就會(huì)因?yàn)檩椛涠冃。鴾囟葏s越變越高，最后以爆炸而告終。1974年2月14日晚，32歲的霍金向科學(xué)界的同行報(bào)告他一生中最重要的發(fā)現(xiàn)—黑洞不黑，它也能向外界輻射能量。這種輻射后來被命名為“霍金輻射”。黑洞輻射或霍金輻射的發(fā)現(xiàn)具有重大的意義，它不僅將廣義相對論、量子場論和熱力學(xué)統(tǒng)一，而且將量子力學(xué)引入由引力理論主宰的黑洞研究的產(chǎn)物。這個(gè)理論雖然迄今尚未被證實(shí)，卻為研究黑洞提供了更多的可能。

1973年以后，他的研究轉(zhuǎn)向了量子引力論。1980年以后，霍金的興趣轉(zhuǎn)向了量子宇宙論，提出了能解決宇宙第一推動(dòng)問題的無邊界條件。

1988年，在霍金46歲的時(shí)候，他與彭羅斯一起獲得了沃爾夫物理獎(jiǎng)。同一年，他的著作《時(shí)間簡史》在美國出版，之后的數(shù)十年間，這本書的銷量超過了千萬冊。美國版封面上，編輯精選了一張霍金坐在輪椅上的凄慘照片，據(jù)說，這會(huì)使那本書的銷量至少增加一倍；而霍金也精選了愛因斯坦的那個(gè)著名公式寫進(jìn)書中，據(jù)說，這會(huì)使書的銷量減少一半。

2001年10月，霍金的又一部巨作《果殼中的宇宙》出版發(fā)行。該書是《時(shí)間簡史》的姐妹篇，以相對簡化的手法及大量圖解，訴說宇宙起源。2006年，他在中國香港透露正與女兒合寫一套類似于《哈利波特》的作品，但主題是理論物理學(xué)而非魔法的小說。

霍金的中國情緣

霍金與中國有著密切的關(guān)系。1985年，霍金第一次來中國，就在中國科技大學(xué)的水上報(bào)告廳中做了有關(guān)天體物理的學(xué)術(shù)報(bào)告。2002年，霍金第二次來中國，在北京做了主題為“膜的新奇世界”的科普報(bào)告，向公眾闡釋他的關(guān)于天體演化的“M理論”。2006年，霍金第三次來中國，他帶來的仍然是自己關(guān)于宇宙學(xué)最新的研究—分別在香港科技大學(xué)和北京人民大會(huì)堂講述了《宇宙的起源》。

霍金說：“一個(gè)人身體殘疾了，決不能讓精神也殘疾?！币淮位艚鹧葜v結(jié)束后，一位女記者沖到演講臺前問到：“病魔已將您永遠(yuǎn)固定在輪椅上，你不認(rèn)為命運(yùn)讓你失去太多了嗎？”霍金臉上充滿了笑意，用他還能活動(dòng)的3根手指，艱難地叩擊鍵盤后，顯示屏上出現(xiàn)了四句文字：“我的手指還能活動(dòng)；我的大腦還能思維；我有終生追求的理想；我有愛我和我愛的親人和朋友?！痹诨卮鹜昴莻€(gè)記者的提問后，他又艱難地打出了第五句話：“對了，我還有一顆感恩的心！”現(xiàn)場頓時(shí)爆發(fā)出了雷鳴般的掌聲。

霍金的“蟲洞”理論

提到時(shí)光機(jī)，霍金強(qiáng)調(diào)其關(guān)鍵點(diǎn)就是所謂的“四度空間”，科學(xué)家將其命名為“蟲洞”。他指出，宇宙萬物非平坦或固體狀，貼近觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)一切物體均會(huì)出現(xiàn)小孔或皺紋，這就是基本的物理法則，而且適用于時(shí)間。時(shí)間也有細(xì)微的裂縫、皺紋及空隙，比分子、原子還細(xì)小的空間則被命名為“量子泡沫”，“蟲洞”就存在于其中。

霍金是當(dāng)今世界最知名的物理學(xué)家，同時(shí)也是天才的科普作家。他既能研究高深莫測的宇宙物理學(xué)，又能把這些高深的理論寫得深入淺出。霍金憑著堅(jiān)毅不屈的意志，戰(zhàn)勝了疾病，創(chuàng)造了一個(gè)奇跡。他對生命的熱愛和對科學(xué)研究的熱忱，是值得我們學(xué)習(xí)的。