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  ALS/MND人物传及大记事

   
爱因斯坦后最伟大的理论物理学家——S. 霍金

chinaals 2008-7-7

 

    史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)‚英国理论物理学家‚世界公认的引力物理科学巨人‚当代最重要的广义相对论家和宇宙论家。在剑桥大学任牛顿曾担任过的卢卡逊数学讲座教授之职。他的黑洞蒸发理论和量子宇宙论不仅震动了自然科学界‚并对哲学和宗教也有深远影响。

    霍金1942年1月8日出生于英国牛津‚ 这一天刚好是伽利略300周年忌日。1963年‚霍金注意到自己变笨拙了‚有一两回没有任何原因地跌倒。一次‚他不知何故从楼梯上突然跌下来‚当即昏迷‚差一点死去。刚过完21岁生日的霍金在医院里住了两个星期‚经过各种各样的检查‚他被确诊患上了肌萎缩侧索硬化症(ALS)‚这种病在英国被称作运动神经元病(MND)‚在美国被叫做Lou Gerig病。大夫对他说‚他的身体会越来越不听使唤‚只有心、肺和大脑还能运转‚最后心和肺也会失效。霍金被"宣判"只剩两年的生命‚那是1963年。

    起初‚这种病恶化得相当迅速‚这对霍金的打击是可想而知的。他几乎放弃了一切学习和研究‚因为他认为自己不可能活到完成硕士论文的那一天。但1965年7月与简的结婚改变了一切‚这年霍金得到剑桥凯尔斯学院的一份研究奖学金。他们的第一个儿子罗伯特于1967年出生‚女儿露西于1970出生‚第二个儿子提莫西于1979年出生。然而‚霍金的病情仍在加重。

    霍金的研究对象是宇宙‚上世纪70年代‚他和彭罗斯一道证明了著名的奇性定理。然而‚霍金对观测天文从不感兴趣‚只有几次用望远镜观测过。与传统的实验、观测等科学方法相比‚霍金的方法是靠直觉。"黑洞不黑"这一伟大成就就来源于一个闪念。那是在1970年11月的一个夜晚‚在学术上声誉日隆的他已无法自己走动而开始使用轮椅‚在他慢慢爬上床时‚他思考着黑洞的问题。他突然意识到‚黑洞应该是有温度的‚这样它就会释放辐射‚也就是说‚黑洞其实并不那么黑。这一闪念在经过3年的思考后形成了完整的理论:黑洞附近的量子效应‚即黑洞辐射‚将引力、量子力学和统计力学统一在一起‚这可能解决牛顿以来一直困扰人类的“第一推力”问题。霍金的宇宙模型是一个封闭的无边界的有限的四维时空‚不需要上帝的第一推力‚宇宙的演化完全取决于物理定律。1973年‚他的首部著作《空时的大型结构》出版。1974年‚他正式向世界宣布‚黑洞不断地辐射出X光、伽马射线等‚这就是有名的"霍金辐射"。而在此之前‚人们一直认为黑洞是只吞不吐的。从宇宙大爆炸的奇点到黑洞辐射机制‚霍金对量子宇宙论的发展做出了杰出的贡献‚他成为英国皇家学会最年轻的会员‚并获得1988年的沃尔夫物理奖。此后他的研究转向量子引力论‚1979年出版了《广义相对论评述:纪念爱因斯坦百年诞辰》。1980年以后‚他的兴趣又转向量子宇宙论‚1981年出版无边界构想《超时空和超引力》。1985年‚因病情进一步恶化‚他做了气管造口术‚从此失去语言能力‚不得不使用带语音合成器的计算机。此时‚他几乎完全丧失了生活能力‚医生再次宣布他最多活两年。就是在这样的情况下‚霍金极其艰难地开始写作其著名的《时间简史》。1988年‚《时间简史:从大爆炸到黑洞》出版‚获沃尔夫基金奖。该书在全球的销量高达2500万册‚从1988年出版以来一直雄踞畅销书榜‚创下了畅销书的世界纪录。在此书中‚霍金力图以普通人能理解的方式来讲解黑洞、宇宙起源和命运、黑洞和时间旅行等。

    虽然身体的残疾日益严重‚霍金却力图像普通人一样生活‚完成自己所能做的任何事情。他甚至是活泼好动的──这听来有点好笑‚在他已经完全无法移动之后‚他仍然坚持用惟一可以活动的手指驱动着轮椅在前往办公室的路上"横冲直撞"; 在莫斯科的饭店中‚他建议大家来跳舞‚他在大厅里转动轮椅的身影真是一大奇景; 当与查尔斯王子会晤时‚他旋转自己的轮椅来炫耀‚结果轧到了查尔斯王子的脚趾头。当然‚霍金也尝到过"自由"行动的恶果‚这位量子引力的大师级人物‚多次在微弱的地球引力左右下跌下轮椅‚幸运的是‚每一次他都能够顽强地重新"站"起来。


             
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