“宇宙怪兽”霍金身患渐冻症 从未获得诺贝尔奖
[摘要]这位无所不能的“大神”去过南极洲、乘过潜水艇、预定了维珍航空的太空旅行、为平克弗洛伊德的专辑献声,另外,在大银幕上演自己,也是霍金的一大爱好。
霍金首次“触电”是在《星际迷航》中客串自己,与扮演牛顿、爱因斯坦的演员一起打牌。
“在我 21 岁时,我的期望值变成了零。自那以后,一切都变成了额外津贴”斯蒂芬霍金
霍金这句话说得没错,他不仅给自己,还给物理学界赢来了足够大的“额外津贴”。
除了为研究黑洞和宇宙起源提供理论基础,这位无所不能的“大神”还去过南极洲、乘过潜水艇、预定了维珍航空的太空旅行、为平克弗洛伊德的专辑献声。在大银幕上演自己,也是霍金的一大爱好。霍金首次“触电”,是在《星际迷航》中客串自己,与扮演牛顿、爱因斯坦的演员一起打牌;随后,他又在美剧《辛普森一家》和《飞出个未来》中本色出演物理学家。
在当红美国情景喜剧《生活大爆炸》中,霍金扮演的霍金出场,谢耳朵面对大神晕倒在地,霍金淡定地说:“又一个晕倒粉”。
今年,英国拍了一部传记电影《万物理论》,这部电影的另一个名字叫《少年霍金》,过了电影瘾的霍金,要看看别人怎么演绎他的人生了。如今,这部电影已经在美国公映了。
1942年1月8日,霍金出生于英国牛津,同一天是伽利略逝世300周年。霍金17岁入读牛津大学,毕业后进入剑桥大学继续深造,从事宇宙学的研究和学习。进入剑桥大学的第一年,21岁的霍金被诊断出患有肌萎缩性侧索硬化症(俗称“渐冻症”)。霍金与第一任妻子简,相识于剑桥大学。
已在美国上映的《万物理论》就是从霍金的剑桥时期开始,讲述了霍金患病前后与简相遇、结为夫妻的经历。霍金在求学期间,身体已经出现了僵硬等症状,但是,简陪伴他完成了博士学业,并坚持与他结婚。这段婚姻给霍金带来了3个孩子。在1970年,第二个孩子女儿露西出生时,霍金已经开始使用轮椅。
由于渐冻症,霍金被禁锢在轮椅上40多年,不过,身体的问题没有阻止霍金成为物理界的超新星。在剑桥担任研究员期间,在关于宇宙起源的问题上,他提出了宇宙之始是“无限密度的一点”的著名理论。1974年,他宣布发现黑洞辐射,同年成为英国皇家学会会员。
1979年,霍金任卢卡斯讲座数学教授,该教授席位可算是学术界最负盛名的教授名衔,在霍金之前,巴洛和牛顿等科学巨匠也曾担任过这一教授职位。
1970年代,霍金与罗杰彭罗斯一起,证明了著名的“奇性定理”。霍金在研究爱因斯坦的广义相对论时发现,空间和时间存在着奇点,时空被高度弯曲畸变,广义相对论暗示了空间和时间是从大爆炸奇点处开始而至黑洞结束。由于证实了“奇性定理”,1988年霍金与彭罗斯共同获得了沃尔夫物理奖。
1980年代,霍金开始研究量子宇宙论。他因患肺炎而接受气管穿刺手术,从此再不能说话。丧失语言能力后,霍金赖于表达思想的唯一工具,就是一台电脑声音合成器。他用仅能活动的几个手指操纵一个特制的鼠标器,在电脑屏幕上选择字母、单词来造句,然后通过电脑播放声音,这种声音据说是类似金属般的电子音。
此外,霍金眼镜上方还装了红外线发放及侦测器,只要他移动眼球,红外线侦测器就可捕捉到信息,反馈到电脑屏幕上,供霍金选择。
1988年,霍金出版了《时间简史》,将高深的理论物理通俗化,从研究黑洞出发,探索了宇宙的起源和归宿。这本书成为全球科学著作的里程碑,它被翻译成40种文字,畅销全球。
在当红美国情景喜剧《生活大爆炸》中,霍金扮演的霍金出场,谢耳朵面对大神晕倒在地,霍金淡定地说:“又一个晕倒粉”。
霍金被不少粉丝称为“宇宙怪兽”,40年间他每次提出的新理论从“霍金辐射”到“信息守恒”,再到“没有黑洞”,每每都能引发物理界的震动。
1976年,霍金宣布,自己通过计算得出结论,黑洞在形成过程中,其质量减少的同时还不断以能量的形式向外界发出辐射。这就是著名的“霍金辐射”理论。但是,理论中提到的黑洞辐射中,并不包括黑洞内部物质的任何信息,一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后,其中的所有信息就都随之消失了。这便是所谓的“黑洞悖论”。
这种说法与量子力学的相关理论出现相互矛盾之处,因为现代量子物理学认定,物质信息是永远不会完全消失的。近30年来,霍金试图以各种推测来解释这一自相矛盾的观点。霍金曾表示,黑洞中的量子运动是一种特殊情况,由于黑洞的引力非常强烈,量子力学在此时已不再适用了。但是,霍金的这种说法并没有得到科学界众多持怀疑态度者的认可。
霍金本人未获得过诺贝尔物理奖,很大程度上是由于诺贝尔物理奖的颁奖对象是实验物理学家,而非理论物理学家。霍金目前提出的各种理论,尚未被证实,还停留在理论阶段。当年爱因斯坦获得诺贝尔奖,也并非因为相对论,而是用实验完整证明了光电效应理论。而霍金早年提出的部分理论,还在被他自己不断推翻。
2004年7月21日,在爱尔兰都柏林举行的“第17届国际广义相对论和万有引力大会”上,霍金宣布了他对宇宙黑洞的最新研究成果,他表示,自己原来的观点错了,信息应该守恒:黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样,对其周遭的一切“完全吞食”,事实上,被吸入黑洞深处的物质的某些信息,可能会在某个时刻释放出来。
2014年1月,霍金在提供学术文章在线发表的服务器arxiv上,发表了一篇题目古怪的论文《信息保存和黑洞天气预报》,这篇论文是根据2013年8月他通过Skype在加利福尼亚圣芭芭拉市凯维里理论物理研究所的一次会议上发表的讲话整理而成的。
在这篇论文中,霍金推翻了“事件视界”的概念。所谓“事件视界”,是被认为包覆于每个黑洞周围的不可见的边界。一旦进入了这个边界,包括光在内的一切都将永无逃离之日。霍金在他这次惊世骇俗的主张当中,以温和得多的“表观视界”代替了“事件视界”的提法。“表观视界”只会暂时地禁锢物质和能量,最终还是会把它们释放出来,尽管已是面目全非。
关于黑洞的经典理论认为,什么都不能从黑洞中逃脱,然而,量子理论却意味着能量和信息能够逃离黑洞。霍金承认,人们需要一个能将引力和其他基本自然力统一起来的理论。这个答案仍然是不解之谜,已经令物理学家上下求索了接近一个世纪。
现在,霍金提出了新的观点。量子力学和广义相对论依然完好无损,但黑洞不再拥有一个火爆的“事件视界”。他观点的核心是,量子效应在黑洞周围造成了狂暴的时空涨落,以至于无法存在一个平滑的边界面。
如果“表观视界”才是黑洞真正的边界,那么没有“事件视界”意味着没有黑洞假如我们将黑洞理解为光线永远无法逃脱的区域。
《自然》杂志就霍金的新观点采访了曾与霍金合作过的加拿大物理学家、黑洞专家唐佩奇(Don Page),他认为霍金设想的情形是可以接受的,虽然这样否定“事件视界”的存在非常激进。还有多数科学家对霍金的新观点持谨慎态度。
不过曾经师从霍金的加州大学伯克利分校理论物理学家拉斐尔布索(Raphael Bousso)说:“现在距离霍金发表他第一篇关于黑洞和信息的论文已经有40年了,但我们仍然对于这些问题讨论不止,这一事实也足以证明他的新观点意义重大”。
