輪椅上的物理學巨擘去世:世間再無霍金,時間永留簡史

根據BBC等多家權威媒體報道,劍橋大學著名理論物理學家斯蒂芬·霍金今天去世了。這位身體囿於輪椅55年,思想卻始終遨遊在宇宙最深處的老人,終究歸於“星辰宇宙”。中午小編刷著微博上滿屏的相關新聞報道和附帶“R.I.P.”字樣的追思和感慨,這一刻感覺整個世界都與霍金有關,他贏得了所有人的尊敬!

輪椅上的物理學巨擘去世:世間再無霍金,時間永留簡史

斯蒂芬·威廉·霍金

相比於其他傑出的物理學家,霍金身上無疑更具傳奇性色彩,而這種傳奇性大概源於這樣兩點:一是他自年輕時起便罹患罕見病漸凍症,以及其在深奧神秘的宇宙學領域做出的巨大貢獻之間的反差;另一個則自然與其全球銷售過千萬冊的科普暢銷書如《時間簡史》等有關,他對於激發大眾對宇宙的興趣始終樂在其中。

輪椅上的巨人

霍金從小出生在一個家境良好的家庭,父親是研究熱帶疾病的醫學研究員,母親是物理學家的女兒。他們都畢業於牛津大學,為霍金及其兄妹提供良好學習環境。

霍金的前半生一帆風順,他17歲獲得牛津大學獎學金。入學後堅定了自己在數學和物理方面的興趣,並很快嶄露頭角,第二年便獲得牛津大學物理獎——布萊克威爾·布克物理學習優秀獎。

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青年的霍金

轉折出現在他年僅21歲那年,他患上了被醫生認為是絕症的“運動神經元病”,這是肌肉系統退化的紊亂狀態,又稱肌萎縮性(脊髓)側索硬化(ALS)症。醫生認為,他的身體會迅速退化,雖然大腦不會受到影響,但估計存活期僅有兩年半。

1965年7月,過了醫生預計生存年限的霍金還結婚了。病中的霍金活動僅限在輪椅上,說話的能力也在不斷退化,但他每天從劍橋校園附近租的房子到學校去學習。以病殘之軀堅持研究,並有著驚人的學術生命期,也更令他受到普遍的尊重。

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霍金第一次結婚

霍金最著名的工作是有關黑洞的研究,主要有兩大理論貢獻,一個是“奇點理論”,另一個則是“黑洞輻射”。前者是從廣義相對論出發,在彭羅斯通過數學理論推導得出黑洞中心存在時間-空間奇異點的觀點啟發下,提出整個宇宙也存在一個理論上的奇異點,而宇宙大爆炸正是誕生於此,這一觀點霍金在其24歲時的博士畢業論文《宇宙膨脹的性質》中首次提出。黑洞輻射則是霍金歷史性地將廣義相對論和量子力學相結合,做出的驚人預測,他預言黑洞並非如往常所認為的僅僅吸收物質和光線,它同時也會像熱物體那樣發出輻射。他在《時間簡史》一書中,還頗為得意地提到,“儘管我們還沒能設法找到一個原初黑洞,但比較一致的共識是,如果找到了,黑洞必然在發出大量的伽馬射線和X射線。如果我們確實找到了一個,我將會獲得諾貝爾獎”。

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霍金的博士畢業論文《宇宙膨脹的性質》

《時間簡史》怎樣讀才最好懂

儘管霍金在理論物理學領域取得過豐碩的成果,但他真正為大眾熟知還是得益於他的一系列科普著作,其中最為知名的當屬《時間簡史》。

《時間簡史》初版於1988年,很快成為風靡全球的暢銷書。迄今為止,它被譯成四十多種語言,全球總銷售量超過2500萬冊,僅簡體中文版就超過100萬冊。事實上,在這本書出版之前,出版商、代理人和霍金自己都未曾預料到會這麼暢銷。

但正如霍金在這本書的序言中所說,“《時間簡史》的成功表明,人們對於重大問題有廣泛興趣:諸如我們從何而來?宇宙為何是這樣子?”

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演講中的霍金

《時間簡史》的暢銷既令人欣慰,也讓人疑惑不解。因為只要翻開這本書認真閱讀就會發現,儘管霍金儘量迴避高深的物理概念和數學公式,以第一人稱敘述的口吻增添可讀性,並且時不時穿插一些科學史上的人物和故事,但要真正理解其真實內涵,閱讀的門檻並不低。

僅僅知道粗淺的狹義相對論和薛定諤方程是不夠的,還必須知道廣義相對論以及後來在量子理論的基本概念等等。即便是最淺顯的第一章,也不是那麼易於理解。例如多數讀者不會明白霍金對托勒密天文學所做的濃縮性描述:“托勒密模型為預言天體在天空中的位置提供了相當精密的系統。但為了正確地預言這些位置,托勒密必須假定月亮軌道有時候離地球比其他時候要近一倍,這意味著月亮有時看起來要比其他時候大一倍”。這話是什麼意思,只有對托勒密理論的細節有相當瞭解的人才能明白。尤其重要的是,書中涉及到的當代物理學的最新進展大多屬於純粹的理論和假設,並未經過實驗和觀測證實。此外,在談到黑洞、蟲洞、時間旅行等最吸引讀者的內容部分時,也許是為了考慮大多數讀者的理解能力,霍金並沒有深入展開,而是以精煉的語言加以概述。

綜上種種,對於沒有接觸過物理學前沿的大多數普通讀者來說,想真正讀懂這本書,享受這本書帶給我們的廣闊的宇宙和黑洞的魅力,小編建議大家不妨先讀這本《圖解時間簡史》。

《圖解時間簡史》以霍金《時間簡史》為藍本,以圖文註釋、添加背景知識的形式對原書做了儘可能的通俗化解讀,讓人人都能讀懂霍金。比如在第二章論述時間和空間的關係,介紹愛因斯坦狹義相對論時,本書就“動尺收縮”問題作了詳細而嚴密的圖文解說,只需要初中物理最粗淺的知識就能輕鬆理解。對於廣大的文科生群體或者疏離大學物理多年的理科生來說,這本書對於他們理解霍金對宇宙和未來的深刻認識,簡直是再好不過的禮物。

輪椅上的物理學巨擘去世:世間再無霍金,時間永留簡史

《圖解時間簡史》由北京聯合出版公司出版,北京紫圖圖書有限公司出品。


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