余馳疆
著名物理學(xué)家。1942年出生于英國(guó)牛津。1963年患上肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥,全身癱瘓。病中,他在劍橋大學(xué)證明了奇點(diǎn)存在和黑洞蒸發(fā),獲得巨大聲譽(yù)。1988年,出版《時(shí)間簡(jiǎn)史》,累計(jì)銷量達(dá)2500萬冊(cè)。2018年3月14日去世。
霍金喜歡打賭,可惜運(yùn)氣都不大好。從1991年到1997年,他與物理學(xué)家基普·索恩有兩次著名賭局,賭天鵝座X-1是否為黑洞,以及裸奇點(diǎn)是否存在。結(jié)果都以霍金慘敗告終。
2002年,他又下注100美元和“上帝粒子”之父彼得·希格斯打賭,斷言希格斯粒子不會(huì)在任何對(duì)撞機(jī)上被發(fā)現(xiàn),讓希格斯一度惱羞成怒,對(duì)記者發(fā)牢騷:“霍金由于其特殊性獲得了本不該有的、信手拈來的權(quán)威性。”
賭局的結(jié)果是2012年7月,歐洲核子研究中心宣布在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很有可能是“上帝粒子”的新粒子,霍金爽快地給希格斯寄去100美元支票——又輸了。
不僅和同行賭,霍金還和世界賭。2009年6月28日,他舉辦了一場(chǎng)無人派對(duì),以驗(yàn)證“時(shí)間旅行是不可能的”。
那晚,他請(qǐng)家人擺好美食香檳,掛上“歡迎時(shí)間旅行者”的條幅,在輪椅上靜靜等待。按照霍金的計(jì)劃,他會(huì)在6月29日0點(diǎn)過后發(fā)出邀請(qǐng)函,寫明時(shí)間、地點(diǎn)——如果真有時(shí)間旅行者,應(yīng)該會(huì)在看到邀請(qǐng)后穿越而來。
然而等到12點(diǎn),沒有人出現(xiàn),霍金默默把派對(duì)視頻上傳至網(wǎng)絡(luò),并發(fā)出邀請(qǐng)函,寫道:“我等了很長(zhǎng)時(shí)間,但沒有一個(gè)人露面?!?/p>
這算是個(gè)無解的賭局。
在人生的最后階段,霍金和未來賭。從2011年到2017年11月最后一次公開演講,他多次預(yù)言:人類40年后就能進(jìn)駐火星,人工智能可能毀滅人類,地球在2600年會(huì)變成熾熱的火球……這些預(yù)言在網(wǎng)絡(luò)上廣泛流傳,但霍金的輸贏只能等到百年后才能揭曉了。
然而,賭了那么多回,霍金印象最深的是12歲那一次。
他的同學(xué)麥克萊納漢跟他打賭說:“霍金,你將來必定一事無成?!辟€注是一包糖?;艚鸷髞砘貞浲抡f:“不知道這個(gè)賭結(jié)束了沒,也不知道何時(shí)會(huì)有結(jié)果?!?/p>
2018年3月14日,霍金去世,全世界以刷屏之勢(shì)悼念,被引用最多的詞是“偉大”——12歲的那場(chǎng)賭局,霍金贏了。
作為霍金唯一的中國(guó)學(xué)生,吳忠超最后一次見到老師,是在去年7月3日。當(dāng)時(shí),霍金在劍橋大學(xué)舉辦生日慶祝會(huì),邀請(qǐng)了全球100多位物理學(xué)家和200多位好友?!八纳帐窃?月,但那時(shí)的劍橋太冷了,于是就把生日會(huì)挪到7月,因此許多參會(huì)者稱這是霍金75又1/2歲的生日?!眳侵页瑢?duì)《環(huán)球人物》記者說。
生日會(huì)分三部分,第一部分是霍金和其他3位科學(xué)家作報(bào)告?;艚鹧葜v的題目是《我的物理學(xué)生涯》,依然是熟悉的美國(guó)口音——他靠運(yùn)動(dòng)右臉頰肌肉在顯示屏上打字,但發(fā)聲系統(tǒng)由美國(guó)人打造,因此帶著明顯的美音。霍金講述了自己的研究經(jīng)歷,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有人說:“記住仰望星空,不要低頭只管腳下。保持好奇心,無論生活似乎多艱難,總有能勝任的事情。”
第二部分是“引力和黑洞物理”的科學(xué)會(huì)議,物理學(xué)家們各抒己見,探討最新宇宙發(fā)現(xiàn)?;艚痦槺恪皯弧绷艘煌ㄌ乩势眨骸拔覀儸F(xiàn)在正在接近全球變暖不可逆轉(zhuǎn)的臨界點(diǎn)。特朗普的決定(退出《巴黎協(xié)定》)可能把地球推過這個(gè)臨界點(diǎn),讓地球變得像金星一樣,溫度達(dá)到250攝氏度(事實(shí)上,金星表面溫度超過400攝氏度),天上下硫酸雨。”
之后便是宴會(huì),在劍橋大學(xué)三一學(xué)院的餐廳內(nèi)舉行。餐廳兩側(cè)的墻上掛滿學(xué)院名人的畫像,包括牛頓、拜倫、培根、麥克斯韋、湯姆遜、盧瑟福等,霍金就坐在英王亨利八世畫像下的高桌中央。吳忠超記得,那天所有人都開心地給他唱生日快樂歌,但霍金已經(jīng)做不出任何表情了?!耙郧耙娝?,他臉上還能表現(xiàn)出喜怒,但那一次,我看不到這些了。”
2018年1月,霍金76歲生日,家人為他燃放了煙花以示慶祝。末了,他將輪椅開到院子草坪上,在燃盡的煙花筒前停駐許久。
左圖為霍金12歲時(shí)照片,右圖為1962年霍金從牛津大學(xué)畢業(yè)。
身體已經(jīng)嚴(yán)重衰竭,但頭腦依然飛速運(yùn)轉(zhuǎn)。即便是去世前兩周,霍金依然在與同事探討新論文的撰寫。劍橋大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)與理論物理學(xué)系教授馬爾科姆·佩里對(duì)記者說,2月底時(shí),他還在與霍金探討“黑洞信息悖論”問題,準(zhǔn)備合著新的課題。當(dāng)時(shí)霍金的臉部肌肉已經(jīng)完全無法動(dòng)彈了,一小時(shí)只能打出零星幾個(gè)單詞,“但他的每一句話,都是有思考價(jià)值的”。
吳忠超和佩里都想到霍金可能要離去,但都沒想到這一天來得如此突然。佩里回憶,霍金生前說希望能與家人一起,欣賞瓦格納的音樂,在夏日的烈陽(yáng)下喝著香檳度過人生的最后一天?!氨M管最后一天并不是這樣,但至少這顆瘋狂運(yùn)動(dòng)的大腦,可以去太空度假了。”他說。
霍金去世的消息刷屏后,中山大學(xué)天文與空間科學(xué)研究院院長(zhǎng)李淼電話一直沒停過。他與霍金有過4次接觸,第一次是1985年霍金到中國(guó)科技大學(xué)訪問,李淼是中科大的研究生。第二次是1986年,李淼去劍橋大學(xué)作報(bào)告,霍金是臺(tái)下觀眾。最后兩次是上世紀(jì)90年代,李淼在美國(guó)加州大學(xué)任教,與霍金進(jìn)行學(xué)術(shù)上的探討。
李淼評(píng)價(jià)霍金是“愛因斯坦之后最有社會(huì)影響力的科學(xué)家”。在他看來,霍金的影響力是多方面相加而來的——科學(xué)成就、個(gè)人經(jīng)歷以及社會(huì)活動(dòng),共同打造了人們眼中的“偉大”。
李淼認(rèn)為,作為物理學(xué)家霍金的科學(xué)成就主要有三個(gè)方面。“第一,他證明了所謂奇點(diǎn)定理;第二大貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)黑洞不黑,也就是霍金蒸發(fā);第三是關(guān)于宇宙的量子起源的研究,雖然目前尚未得到物理學(xué)界普遍認(rèn)可,但影響力很大?!?/p>
“這三大成果,都是霍金在40歲之前的成就。”李淼對(duì)《環(huán)球人物》記者說,“在理論物理界,45歲以后依然想有所突破,是很難的。愛因斯坦、霍金都是如此?!?/p>
而這三大成果的誕生,既是霍金的科研史,也是他與命運(yùn)纏斗的歷史。1962年,牛津大學(xué)物理學(xué)資優(yōu)生霍金在理論粒子物理和宇宙學(xué)之間選擇了后者,因?yàn)樗X得粒子物理只有粒子,沒有理論,研究起來像植物學(xué);但宇宙學(xué)有廣義相對(duì)論,這種著重于思考和計(jì)算的研究方式更得霍金青睞。很快,他以本科畢業(yè)第一等的成績(jī),進(jìn)入宇宙學(xué)的領(lǐng)軍院?!?jiǎng)虼髮W(xué)。
1965年,患病的霍金與簡(jiǎn)·王爾德結(jié)婚。右圖為電影《萬物理論》劇照,電影中,英國(guó)演員埃迪-雷德梅恩飾演霍金,并獲得第八十七屆奧斯卡金像獎(jiǎng)最
盡管到了劍橋,但霍金并沒能被當(dāng)時(shí)最好的宇宙學(xué)老師霍伊爾選中,而是被分配給沒什么名氣的講師西阿瑪。今天看來,這也許是霍金的一大幸運(yùn)?;粢翣柺谴竺θ?,參加各種會(huì)議、活動(dòng),還是大爆炸宇宙學(xué)(認(rèn)為宇宙起源于一次大爆炸)的堅(jiān)定反對(duì)者——當(dāng)時(shí)穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué)(認(rèn)為宇宙一直存在)和大爆炸宇宙學(xué)是兩個(gè)吵得不可開交的理論。而西阿瑪是循循善誘的導(dǎo)師,他總是待在學(xué)校,隨時(shí)為學(xué)生提供各種幫助,對(duì)兩種理論沒有偏好,鼓勵(lì)學(xué)生自己去尋找答案。正因此,霍金才會(huì)逐漸深入研究宇宙大爆炸理論,才有了后來的奇點(diǎn)定理。若當(dāng)年師從名家,可能霍金的人生軌跡便會(huì)有所改變了。
眾所周知,也是在當(dāng)時(shí),霍金患上了肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥,俗稱“漸凍癥”。1963年,醫(yī)生對(duì)21歲的霍金說:“不幸的是,吃飯、走路、說話,都會(huì)漸漸不行,平均壽命是發(fā)病兩年后;幸運(yùn)的是,大腦不受影響?!?/p>
關(guān)于霍金病后如何消沉,又如何遇到好女孩簡(jiǎn)·王爾德后重新振作的故事,我們已經(jīng)在各種報(bào)道和電影《萬物理論》里看過無數(shù)遍了。但對(duì)于霍金在病后與羅杰·彭羅斯共同計(jì)算出的奇點(diǎn)定理,很少有人能說得清楚,許多人甚至都不知道這個(gè)“奇”是讀“qí”還是“jī”。
“奇點(diǎn),英文是‘singularity,奇異點(diǎn)的意思,所以應(yīng)該讀‘qí?!崩铐祵?duì)記者說,“這個(gè)理論基于愛因斯坦的廣義相對(duì)論,認(rèn)為宇宙起源于一個(gè)點(diǎn),在這個(gè)點(diǎn)上,空間和時(shí)間消失,物質(zhì)密度無限大。在奇點(diǎn)附近,物理學(xué)定律不再適用,包括廣義相對(duì)論?!?/p>
當(dāng)時(shí)許多物理學(xué)家不認(rèn)可奇點(diǎn),因?yàn)檫@個(gè)點(diǎn)無法用物理學(xué)解釋,也無法闡明宇宙的由來。但霍金不這樣想,他想做的就是證明奇點(diǎn)的存在。李淼解釋:“如果你把宇宙想象成一個(gè)球,它在不斷膨脹,那么在過去一定有個(gè)時(shí)刻,它是一個(gè)無限小的球面,這個(gè)無限小,就是奇點(diǎn)??雌饋砗芎米C明,但霍金要面對(duì)的是一個(gè)棘手的問題,因?yàn)橛钪娴呐蛎洸皇且粋€(gè)簡(jiǎn)單的球面,它是個(gè)非常復(fù)雜的過程,有行星,有恒星,有時(shí)間,有空間,甚至有黑洞,它需要龐大的數(shù)學(xué)計(jì)算和思考能力?!?/p>
在身體開始萎縮的那些年,霍金用強(qiáng)大的意志力完成了這個(gè)工程巨大的驗(yàn)證工作,以極其復(fù)雜的運(yùn)算過程,證明了奇點(diǎn)的存在。在這個(gè)過程中,他的人生有了許多改變:他愛上了瓦格納的音樂,“因?yàn)槟菢贩锏哪┤找馕读钊似胶汀?與簡(jiǎn)結(jié)婚、生子,愛情讓他學(xué)著扼住命運(yùn)的喉嚨,“我要證明醫(yī)生是錯(cuò)的,我要挑戰(zhàn)未來”;他也成名了,成為物理學(xué)界的神童,克服運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病,坐在輪椅上讓全世界為之震撼,贏得無數(shù)榮譽(yù)和獎(jiǎng)杯……
1970年,霍金又提出黑洞視界面積不減定理,認(rèn)為黑洞的視界(視界是指黑洞外的一個(gè)邊界,在此之內(nèi),任何東西都不可能越過到此邊界外)面積不會(huì)減小。接著以此為第二定律提出黑洞動(dòng)力學(xué)四定律,表明黑洞視界面積與熱力學(xué)熵的類似。1973年,他天才地將量子力學(xué)用于黑洞,證明黑洞會(huì)輻射粒子,因此黑洞質(zhì)量不斷減小,會(huì)導(dǎo)致黑洞蒸發(fā)——之前,人們認(rèn)為“黑洞沒有毛”,僅僅只是一個(gè)看不見的區(qū)域,任何東西都無法“逃”出黑洞。但霍金的發(fā)現(xiàn),完全顛覆了舊認(rèn)知,他認(rèn)為“黑洞不黑”,且黑洞是攜帶信息最多的天體。
上世紀(jì)80年代,吳忠超在劍橋大學(xué)做訪問學(xué)者,其博士論文指導(dǎo)就是霍金。
“黑洞不黑”成為震驚世界的理論,霍金聲名鵲起,人們將他的發(fā)現(xiàn)稱為“霍金輻射”。1975年,霍金成為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員,1979年又成為劍橋大學(xué)盧卡遜講座教授——這個(gè)職位,牛頓和狄拉克也曾擔(dān)任過。
1979年,中科大教員吳忠超受邀到劍橋大學(xué)作為高級(jí)訪問學(xué)者并攻讀博士,導(dǎo)師便是鼎鼎有名的霍金。
和《環(huán)球人物》記者說起與霍金的第一次見面,吳忠超記憶猶新?!拔覀?cè)陂_小組會(huì),聽見后面有震動(dòng)的聲音,一看是霍金坐著電動(dòng)輪椅過來了。那是我第一次看到電動(dòng)輪椅,也是第一次見到霍金,非常震撼?!?/p>
那時(shí)的霍金還能說話,但說的都是“霍金語”,是為了節(jié)省力氣而縮減的英語。吳忠超適應(yīng)了很久,才能逐漸聽懂他究竟在說什么。
霍金的小組是當(dāng)時(shí)世界上最權(quán)威的相對(duì)論研究團(tuán)隊(duì),一共只有五六位導(dǎo)師,剩下的全是學(xué)生,小巧精悍。小組在劍橋大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系和理論物理系所在的小樓,霍金只在一層活動(dòng),一個(gè)人一間辦公室,大概15平方米,早上10點(diǎn)多上班,晚上7點(diǎn)下班,只要他身體沒問題,基本就是這樣的作息。
在吳忠超看來,霍金的研究水平自不必說,但更令人印象深刻的是貼心。在霍金的小組,每到下午都會(huì)有一個(gè)茶會(huì),霍金組織導(dǎo)師、學(xué)生一起討論,其間還會(huì)講一些笑話。一次,霍金得知吳忠超家人要來英國(guó),主動(dòng)說要寫信給英國(guó)大使館,幫忙早點(diǎn)通過簽證。后來吳忠超博士畢業(yè),霍金也親自為他寫了推薦信。
由于霍金的第一任妻子簡(jiǎn)擁有1/8的中國(guó)血統(tǒng),霍金很早就對(duì)中國(guó)產(chǎn)生了興趣。在與吳忠超的交往中,他不止一次提到要去中國(guó)看看?!拔耶?dāng)時(shí)就推薦了我的母校中科大,1985年,霍金來到中國(guó),第一站訪問的學(xué)校就是位于合肥的中科大?!?/p>
那一次,霍金還去了北京。他希望能登上長(zhǎng)城看看,當(dāng)時(shí)身邊人考慮到他身體原因,沒有同意,誰知霍金以“自殺”威脅,大家只能抬著他登上長(zhǎng)城。2002年,霍金再次訪華,同樣要求登長(zhǎng)城,八達(dá)嶺管理處就為他特意改裝了登城纜車。
到達(dá)山頂后,霍金要求所有工作人員和他保持一定距離,一個(gè)人在長(zhǎng)城上眺望了許久。
在被問到“霍金為何偉大”時(shí),李淼和吳忠超給出了相似的答案:除了科學(xué)研究,霍金通過科普,讓全世界認(rèn)識(shí)了理論物理,看到了宇宙的魅力。李淼說:“霍金身上,有物理學(xué)家罕見的希望公眾聽到他的聲音的個(gè)性。不論歐美、中國(guó),極少有理論物理學(xué)家愿意去影響公眾,去做科普。從某些方面來說,霍金是很卓越的社會(huì)活動(dòng)家和作家,他通過這些方式讓一門艱澀的學(xué)科,成為被關(guān)注的焦點(diǎn)。”
1988年,《時(shí)間簡(jiǎn)史》出版,霍金深入淺出地向世人解釋了宇宙的起源,何為黑洞,宇宙怎樣膨脹。通過這本書,許多人第一次了解到遙遠(yuǎn)星河里的世界。自1988年首版以來,這本書已被翻譯成40種文字,累計(jì)銷售量達(dá)2500萬冊(cè),是史上最受歡迎的科學(xué)巨著。
為什么人們愛《時(shí)間簡(jiǎn)史》?李淼說:“因?yàn)榛艚饘懙糜葹橹庇^。”對(duì)于霍金來說,寫作、講話都是艱難的事情,所以他沒有辦法長(zhǎng)篇累牘地表述抽象的理論,他必須學(xué)著用最簡(jiǎn)單、清楚的詞來表達(dá)自己的思想。
這種特點(diǎn),造就了霍金文字里的幽默和親切。在提到“黑洞不黑”理論時(shí),霍金說:“物質(zhì)不但可以從黑洞逃脫,而且可能可以穿越到另外一個(gè)宇宙。”他接著解釋:“所以黑洞并不是它看起來的那么黑,并不是像我們?cè)?jīng)想象的那樣是一個(gè)終極地獄。就像抑郁癥,如果你覺得你在黑洞中,不要放棄——總會(huì)有出去的路的?!?/p>
“客觀地說,霍金的學(xué)術(shù)成就與愛因斯坦、牛頓比不在一個(gè)級(jí)別上,‘霍金輻射作為霍金一生最大的科學(xué)成就,因?yàn)樾?yīng)非常小,還不能得到實(shí)驗(yàn)證實(shí),因此也遲遲得不到諾貝爾獎(jiǎng)。但霍金的科普貢獻(xiàn)和社會(huì)影響力,足以擔(dān)當(dāng)‘偉大二字。”李淼說。
不論是與人打賭,還是錄制唱片,出演美劇,霍金在“好玩”的同時(shí),也打造出了人們心中樂觀、勵(lì)志的精神標(biāo)桿。
因此,英國(guó)皇家學(xué)會(huì)前主席、天體物理學(xué)家馬丁·里斯這樣評(píng)論:“我們稱頌霍金,稱頌他杰出的學(xué)術(shù)成就,稱頌他最受歡迎的著作《時(shí)間簡(jiǎn)史》。而在這一切之上,我們贊頌他戰(zhàn)勝軀體這副囚牢的壯舉?!?/p>
霍金去世后,他的勵(lì)志名言被頻頻提起:“在我21歲時(shí),我的期望值變成了零,自那以后,一切都變成了額外津貼”“一個(gè)人如果身體有了殘疾,絕不能讓心靈也有殘疾”“我的手指還能活動(dòng),我的大腦還能思維;我有終身追求的理想,我有愛和愛我的親人朋友;對(duì)了,我還有一顆感恩的心”……
在最禁錮的身體里,霍金自由地思考,堅(jiān)定地活著,并且始終善良。他用天才的智慧和“地才”的勤奮,賭贏了自己的一生。
還有什么,能比這些更值得我們銘記呢?