斯蒂芬·威廉·霍金,1942年1月8日出生于英国牛津,出生日正好是伽利略逝世300年忌日;逝世于2018年3月14日,这一天又正巧是爱因斯坦的诞辰;三人同为伟大的物理学家,同为人类认识宇宙做出了划时代的贡献。这样的巧合被许多人视为冥冥中的天意。
“小爱因斯坦”
霍金出身并不显赫,祖上一直是佃农,到他父亲这一辈家境才开始好转。他父亲是家族中的第一个大学生。
童年时的霍金学习成绩并不突出,但他喜欢设计复杂的玩具。在数学老师的帮助下,他曾用废弃闹钟、电话上的一些部件组装出一台简单的计算机器。这件事在当地曾引起轰动。
也正是在那位数学老师的启蒙下,霍金爱上了数学,并表现出很高的数学天赋,在学校里被人称为“小爱因斯坦”。他立志上大学要学数学。他对物理也很感兴趣,不过,他觉得物理太简单,仅仅因为对理解数学有用才值得一学。
霍金父亲是学医的,毕业于牛津大学。他希望儿子继承自己的衣钵,认为学数学不容易找到工作。他还希望霍金能上他的母校。但那时的牛津没数学专业,所以中学毕业时霍金只好改报物理和化学。1959年,他顺利通过了牛津大学的入学考试,并获得奖学金。
大学期间,霍金一点都不用功,大部分时间都用于玩上。他自己说,他用于学习的时间平均每天不到1小时。但最后他还是以优异的成绩毕业。
突如其来的打击
1962年,霍金来到剑桥大学做研究生。他本想师从霍伊尔(著名天文学家、稳恒态宇宙模型的提出者),但霍伊尔似乎不喜欢他,结果改投丹尼斯·席艾玛门下。席艾玛培养学生的方式是“放养”,即让学生自己找课题,自己研究。刚开始,霍金很失望,但渐渐地发现这样的“放养”最适合自己。席艾玛虽然自己成就不大,但善于引导学生。他会组织学生坐几百里的火车,赶往另一座城市听一个重要人物的演讲;当学生在研究中遇到困难时,虽然他也不一定能解决,但他善于帮他们找到最合适的指导者。此外,席艾玛对物理学的前沿了如指掌。在导师的激励下,霍金对宇宙学和粒子物理产生了浓厚的兴趣。当时粒子物理学领域人才济济,而宇宙学却长期被忽视,对广义相对论的研究正方兴未艾,吸引了一批青年才俊。霍金抓住机遇,投身这项事业中。
可是正当他准备一展宏图的时候,一场突如其来的打击降临到他头上。
还在牛津的最后一年,霍金就注意到自己的手脚越来越笨拙了,时常不知缘由地跌跤。一次,他从楼梯上摔下来,造成暂时的记忆力轻微丧失;去看医生,医生只是警告他“不要贪杯”。到了剑桥,状况更加恶化。21岁生日后不久,在一次滑冰中摔伤,伤势久久不见好转。父母带他去看医生,诊断结果是他患上了罕见的肌萎缩性脊髓侧索硬化症(即渐冻症)。医生预言,他最多只能活两年。
与疾病抗争
霍金一时陷入绝望。尽管医生建议他继续从事研究,但他觉得那已经没多大意义。不过,病情的发展似乎比预料的要缓慢得多。这让他重燃对生活的希望。“既然人都是要死的,不管如何,死之前总应该做点有意义的事情。”他后来回忆说。在导师和爱人的鼓励下,霍金终于又回到工作中。1964年在一次讲演中,霍金因大胆挑战霍伊尔的“稳恒态宇宙模型”而在剑桥崭露头角。此后,受彭罗斯关于黑洞奇点研究成果的启发,霍金把彭罗斯的思想推广到整个宇宙,证明宇宙大爆炸之初必定存在一个奇点。此项成果让他在学术界声誉鹊起。
20世纪60年代,霍金逐渐失去写字能力,在纸上演算已不可能,在这种情况下,他发展出一种更多依赖直觉的思考方式。这种思维方式赋予霍金超乎常人的洞察力,包括黑洞面积定律、霍金辐射在内的一批重大发现都是其成果。在这一点上,有人认为霍金可以与莫扎特相媲美,莫扎特也是直觉思维的“大师”。
霍金的声誉日隆,健康却在持续恶化,到了20世纪70年代后期,只剩下家人或密友能够听得懂他的话。1979年,霍金荣获剑桥大学卢卡斯数学教席,历史上牛顿和狄拉克(英国物理学家,因预言反物质粒子而获诺贝尔奖)也曾获此殊荣。
到20世纪80年代中期,霍金彻底失去了发声的能力。他被禁锢在轮椅上,只有三根手指和两只眼睛可以活动。传达信息必须让人拿着字母卡,逐个字母地指,指到对的字母,他扬扬眉毛表示同意。读文献时,必须让人将每一页平摊在一张大办公桌上,然后驱动轮椅如蚕吃桑叶般逐页阅读。后来,电脑专家为他设计了一台语音合成器。每一次演讲前,他都会事先准备好讲义,然后用语音合成器把内容播出来。
2005年后,霍金开始使用脸颊肌肉的运动来控制他的通讯设备,每分钟大约可以输出一个字……
创造生命的奇迹
就是这样一位病恹恹、时刻命悬一线的人,却创造了多项生命的奇迹:医生预言他最多只能再活两年,他却顽强地多活了53年;他虽身陷轮椅,连说话都费劲,思想却天马行空,无拘无束,执著于思考黑洞、宇宙等深奥的课题,并取得丰硕的成果;他不但是享誉世界的科学家,还是一位优秀的科普作家,他的《时间简史》是有史以来卖得最好的科普书籍;他幽默、达观,客串过多部电影,在《星际迷航》中,他真人出镜,与“牛顿”“爱因斯坦”一起打牌。
有记者问霍金:你靠什么创造奇迹?霍金答:坚持。他说:“一个人必须足够成熟才会认识到,人生是不公平的。不管你的境遇如何,你只能全力以赴。”
斯人已逝,风范长存。爱因斯坦在悼念居里夫人时说:“在像居里夫人这样一位崇高人物结束她的一生的时候,我们不要仅仅满足于回忆她的工作成果对人类已经做出的贡献。第一流人物对于时代和历史进程的意义,在其道德品质方面,也许比单纯的才智成就方面还要大。”这段话同样适用于霍金。
摘自《科学之谜》2018年第5期 岑夫子