霍金,再见!走完传奇一生,他回到了自己喜欢的宇宙星球

我们看到的从很远星系来的光

是在几百万年之前发出的

在我们看到的最远的物体的情况下

光是在80亿年前发出的。

这样当我们看宇宙时,

我们是在看它的过去。

——霍金 《时间简史》

霍金21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症(卢伽雷氏症),全身瘫痪,不能言语,手部只有三根手指可以活动;43岁因肺炎做手术,又丧失语言能力。他曾说:身体虽然残障了,不要在精神上残障。他撰写的《时间简史》,成为对大众极具吸引力的宇宙学著作。让我们来回顾一下霍金传奇的一生。

斯蒂芬·威廉·霍金

少年霍金 被同学成为“爱因斯坦”

霍金1942年1月8日在英国牛津出生。父亲法兰克是毕业于牛津大学的热带病专家,母亲伊莎贝尔1930年于牛津研究哲学、政治和经济,可以说霍金从小就生活在一个学术家庭。

童年霍金(左)

虽然出身书香门第,但霍金小时候学习成绩并不是太好,他很晚才学会阅读,上学后在班级里的成绩从来没有进过前10名,而且因为作业总是“很不整洁”,老师们觉得他已经“无可救药”了,同学们也把他当成了嘲弄的对象。虽然没有傲人成绩,但是他却有突出的聪明才智,大家给他起的绰号是“爱因斯坦”。

随着年龄渐长,小霍金对万事万物如何运行开始感兴趣起来,他经常把东西拆散以追根究底,但在把它们恢复组装回去时,他却束手无策,不过,他的父母并没有因此而责罚他,他的父亲甚至给他担任起数学和物理学“教练”。

霍金的启蒙学校是拜伦贵族学校,不过貌似霍金本人对于这所学校的“进步教学法”颇有微词,理由竟然是学校没有好好培养他的阅读能力。8岁时,霍金转学到圣奥尔本斯女子学校,后来又转学到拉德雷特公校读了一年。1952年9月,霍金进了圣奥尔本斯公校。霍金的父母十分重视教育。父亲希望霍金可以考进广受好评的西敏公学,但是13岁的霍金在奖学金考试当天生病了,没有奖学金也没有助学金,父母无法负担昂贵的学费,所以霍金留在了圣奥尔本斯中学。

从1958年起,在数学老师Dikran Tahta的指导下,霍金和小伙伴们利用时钟零件、旧电话交换机和其它回收零件制作电脑,霍金在科学方面的天赋逐渐突出。1959年,17岁的霍金进入了牛津大学主修物理和化学。受到研究热带病的父亲带来的影响,霍金认为自己作科学研究是非常自然的。“最聪明的孩子学数学和物理,不太聪明的学生物学。”尽管霍金认为学校里物理是枯燥的学科,化学有趣得多,“但是物理学和天文学给了我们理解我们从何而来和我们为何在此的希望。”

从此,霍金开始了真正的科学探索。

21岁发病 医生说最多再活2年

霍金的大学经历就比较丰富,傲人的天资让他与众不同。1959年,17岁的霍金入读牛津大学的大学学院攻读自然科学。刚进大学时霍金觉得无聊寂寞,他的年纪比其他同学小,却觉得大学的功课“荒谬的简单”。

大二大三的时候,霍金变得活泼幽默,人气飙增,对古典音乐和科幻小说产生了浓厚的兴趣。他的大变身很大部分是因为参加了学院的划艇会。虽然霍金的大学三年没有成为学霸,但他的计划非常明确,就是进入剑桥大学研究院读宇宙学。他用了很少时间而得到牛津大学一等荣誉学位,随后转读剑桥大学研究宇宙学。

牛津大学毕业时的霍金

早在霍金在牛津大学读书的最后一年,他发现自己的动作越来越笨拙,时常不知缘由地摔跤,划船也变得力不从心。有一次,他还从楼梯上摔下来,头先着地,造成暂时的记忆力轻微丧失。在剑桥大学时,状况更加恶化,他的讲话有些含糊不清。霍金的父母亲也注意到他的健康问题,带他去看专科医生,当时的霍金,只有21岁。在看过医生之后,他被诊断出有肌肉萎缩性侧索硬化症(卢伽雷氏症),当时医生就跟他说:“你快不行了,最多再活两年。”


21岁意识到自己患了不治之症的霍金,也经过一阵子消极的日子。他觉得自己可能都活不到完成毕业论文了,他在《我的简史》里承认,在其病症还未得到诊断前,他对生活极为厌倦,总觉得似乎没有什么事情值得去做。“我患病的一个后果就是把一切都改变了。当你面临夭折时,你就意识到生命是值得过的,因为有很多事情等你去做。”

邂逅爱情 人生若只如初见

霍金就读剑桥大学研究院时期,在1963年的新年派对里,霍金遇到了朋友的妹妹简·怀尔德,当时当时怀尔德正准备进入伦敦大学的洁恩·怀尔德,霍金正在剑桥大学读研究生,怀尔德,她被霍金的风趣幽默与独立性格所吸引。那时,霍金的身体已出现了渐冻症的症状,虽然尚未确诊,由于渐冻症无药可治,患者通常只能活两到三年。但是爱情的力量是伟大的,1964年10月,霍金与怀尔德定终身。霍金后来感言,这改变了他的人生,给予他生活的动机。

在婚后,霍金才开始在学术方面突飞猛进,其宇宙学研究,特别是关于黑洞辐射机制的研究成果也开始受到关注。让世人知道霍金的宇宙学著作《时间简史:从大爆炸到黑洞》,也是在婚后完成的。

霍金和简有三个孩子,大儿子Robert在1967年出生,女儿Lucy在1970年出生,小儿子Timothy在1979年出生。由于霍金行动不便,简必须承担全家大小事,这也让霍金有更多的时间研究物理。

1977年,霍金与家人在一起

但可想而知,简一个人照顾一个大家庭不是一件简单的事。1975年霍金从加州回到剑桥,有了学生助手的帮助,简的负担大大减轻,她有了更多的时间从事自己的爱好,比如唱歌。1977年12月简在教堂的诗歌班认识了管风琴演奏家强纳森·琼斯,随后琼斯和霍金一家越走越近。1980年中期,琼斯和简产生对彼此产生了好感,据简所说,霍金接受了这个状况,但简和琼斯决定不能让家庭破碎,于是保持了很长时间的柏拉图关系。


霍金的病情慢慢恶化,需要护士24小时轮班护理,其中一个护士便是霍金随后的第二任妻子伊莲·梅森。那时霍金和简的婚姻已经紧张了很多年,必不可少的护士和助手不可避免地打扰了他们的家庭生活。霍金明星般的地位对家人和同事来说也有一定的挑战性,在一次采访中,简描述道,她的角色只是简单地告诉霍金他不是上帝。除此之外,霍金对信仰的看法与简的基督教信仰也有明显的差异。

霍金和简的婚姻从一开始就不容易,到后来也更加艰难,可惜他们无法“且行且珍惜”。在1980年晚期,霍金与护士伊莲·梅森关系渐渐亲密,1990年2月霍金离开了家庭,1995年春天与简离婚,同年9月与伊莲结婚。

在霍金的第二次婚姻后,他的家人和朋友觉得被霍金排斥在外,他们越来越担心他会被虐待,随后警方介入调查。但由于霍金拒绝控告,案件只好终结。在2006年,霍金和伊莲平静地离婚,之后霍金与简合好,重新与孩子和孙子生活。很难说霍金的爱情故事是否算是美好的结局,家庭生活的苦甜辛酸也只有身在其中才能体会。

三次中国行 不到长城非好汉

霍金曾三次来中国,给爱好自然科学的国人带来丰富的知识盛宴,点燃了无数学子攀登科学高峰的激情。

1985年,第一次来中国——

在中科达,霍金作了两个报告,一个是专业的,一个是公众性的。前者是黑洞形成的理论,后者是“Why does time go forward ?”( 为什么时间总是向前?),更通俗一点解释就是“为什么不能返老还童?”

随后,霍金坐火车北上,来到北京师范大学,当时北师大研究黑洞理论的老师还是比较多的,霍金在北师大的四百座(即钟敬文讲堂)做了一次讲演。

那时候的霍金还能说话,被北京师范大学相对论组的研究生们抬着,爬上了长城。霍金说:“不到长城非好汉!我宁愿死在中国,也要爬一爬这万里长城!

2002年,第二次来中国——

2002年,霍金第二次来中国,参加了当时在北京召开的国际数学家大会,并在浙江和北京作了主题为“膜的新奇世界”科普报告。

霍金的这次演讲主要讲的是膜宇宙理论,向公众阐释他的关于天体演化的“M理论”。

他心目中的宇宙:我们自以为生活在三维空间中,加上时间也不过是四维,但世界可能是十维或十一维的,其余六个或七个维非常小;就像人的头发,用肉眼只能看到一根线,但透过放大镜来看,就能看到头发是三维的。霍金自豪地谈到了“黑洞”,黑洞会变小,最后消失。

霍金的学术报告究竟讲的是什么呢?他在投影屏幕上打出三个问题:“康德问:在宇宙开始之前为什么有无限的时间?在所有这些时候里面宇宙在做什么呢?宇宙为什么现在不处于热平衡状态?”

霍金认为,人类可能生活在一个更大空间的膜上。在霍金和他的同事罗杰·彭罗斯的宇宙模型里,宇宙大爆炸是真实存在的。宇宙大爆炸是一切的起点,开启了时间,而时间的终点则在黑洞。在宇宙大爆炸之前,或是在黑洞里,爱因斯坦的广义相对论失效。

2006年,第三次来中国——

2006年6月19日上午,2006年国际弦理论大会在北京召开,史蒂芬·霍金第三次来中国,并且在北京和香港做了关于宇宙起源的演讲。所到之处刮起一阵阵强劲的“霍金旋风”。

在香港演讲,蒂芬·霍金预测,很快人类将不得不寻找新的生活家园来代替地球。

霍金认为,目前地球面临着许多意外的危险,其灭亡可能是相当突然的,为了生存人类必须要在宇宙中寻找新的家园。而解决上述问题的主要办法是尽快开发太阳系的其他星球。他指出,人类20年后可能会在月球建立永久基地,同时未来40年内将在火星建立移民地。霍金称:“假如我们不到其他的星系,我们不会找到类似于地球的星球。如果近100年内人类不会灭亡,他们也应该可以寻找到宇宙移民地。”

在北京演讲时,人民大会堂有6300多名听众,大家虚心静听,长达半个多小时演讲里里鸦雀无声。

“宇宙有无起点?宇宙是否永恒?”这些问题一直困扰着人类中的智者。针对这个问题,霍金说:“爱因斯坦的理论不能预言宇宙如何起始,它只能预言宇宙一旦起始后如何演化。爱因斯坦的广义相对论将时间和空间统一成时空。但是时间仍和空间不同,它像一个通道,要么有开端和终结,要么无限地伸展出去。为了理解宇宙的起源,我们必须把广义相对论和量子理论相结合。”

他想像中的宇宙起源有点像沸腾水中的“泡泡”。他说:“宇宙的开端,可能出现了许多‘小泡泡’,然后消失。‘泡泡’膨胀的同时,会伴随着微观尺度的坍缩。一些坍缩的‘泡泡’由于不能维持足够长的时间,来不及发展成星系和恒星,更不用说智慧生命了。但一些‘小泡泡’膨胀到一定尺度,就可以安全地逃离坍缩,继续以不断增大的速率膨胀,形成了我们今天看到的宇宙。我们已经观察到,宇宙的膨胀在长期变缓后,再次加速,现有的理论仍不能很好地解释这个现象。宇宙学是一个非常激动人心的学科。我们正接近回答古老的问题:我们为何在此?我们从何而来。”

最后的中国演讲——

在时隔11年后,2017年11月5日,在腾讯we大会上,霍金虽然没有亲自到中国,但是以视频演讲的方式向人们阐释了“未来之光”。这也是霍金生平最后一次的中国演讲。

霍金认为今天的世界很像1492年的欧洲,当时人们坚信哥伦布探险注定是徒劳无功,然而新世界的发现为旧世界带来深远影响,新世界成了他们的乌托邦。今天人类向太空扩展探索甚至会产生更深远的影响,它不会让我们着眼于更广阔的空间,而不是当下。

霍金称,当我们进入太空,是会发现新生命,还是其他,都说不准。宇宙是无限的,我们还是可以假设,生命会在某处出现。在太阳系中,月球和火星的移民显而易见,木星和土星的一些卫星也有可能,星际航行必经过长期时间,这个长期是指未来二百年及更长。

最后霍金提出一个”突破射星“的概念,认为这在未来可能会使人类的星际旅行变成事实。“人类作为独立物种,大概已经存在了两百万年。如果人类想延续下一个一百万年,就要勇敢前行。”

史蒂芬·威廉·霍金的生平是非常富有传奇性的,在科学成就上,他是有史以来最杰出的科学家之一,他的贡献是在他被卢伽雷氏症禁锢在轮椅上50年之久的情况下做出的。他的贡献对于人类的观念有深远的影响,所以媒体早已有许多关于他如何与全身瘫痪作搏斗的描述。

在富有学术传统的剑桥大学里他拥有几个荣誉学位,是最年轻的英国皇家学会会员。在公众评价中,被誉为是继阿尔伯特·爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家。他提出宇宙大爆炸自奇点开始,时间由此刻开始,黑洞最终会蒸发,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论方面走出了重要一步。

他因患肌肉萎缩性侧索硬化症,禁锢在轮椅上达50年之久,却身残志坚,克服了残疾之患而成为国际物理界的超新星。他不能书写,甚至口齿不清,但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”——无边界条件。尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却使人们遨游到广袤的时空,渐渐解开宇宙之谜。

从21岁患病觉得上天不公,到结了两次婚,有三个漂亮并卓有建树的孩子,还有成功的科学生涯,他认为自己的残疾在某些方面反而是财富,可以使自己不用分心地投入研究,“我的一生是充实而满足的。”

霍金四大经典语录:

一:“外星人”在看着你

霍金说:“在无限的茫茫宇宙中,一定存在着其它形式的生命。”他说:“或许外星生命会正盯着我们看呢。” “不管最终地外智慧生命到底存在还是不存在,现在该是有人正式投入进来。这个问题,我们必须要弄个明白。”

二:千年内人类须移民外星 否则“灭绝”

霍金在美国洛杉矶发表演讲时称,他认为,未来1000年内,基本可以确定的是地球会因某场大灾难而毁灭,如核战争或者温室效应。因此,他强调人类必须移居其它星球。美国航空航天局局长格里芬也表示,单独一颗行星上的物种,是不可能永久生存下来的。

霍金表示:“人类灭绝是可能发生的,但却不是不可避免的,我是个乐观主义者,我相信科学技术的发展和进步最终可以带人类冲出太阳系,到达宇宙中更遥远的地方。”

三:智能机器是真正人类“终结者”

霍金多次表示,“彻底开发人工智能可能导致人类灭亡”。按照霍金的说法,人工智能科技在初级发展阶段的确为人类生活带来便利,但是,机器将可能以不断加快的速度重新设计自己。

而人类则受制于生物进化速度,无法与其竞争,最终被超越。科学界把这种人工智能超越人类智慧的转折点命名为“奇点”。

四:“黑洞”不存在?只有“灰洞”?

在一篇《黑洞的信息保存与气象预报》的论文中,霍金指出黑洞其实是“不存在”的,不过“灰洞的确存在”,再次震惊物理学界。

霍金1976年提出著名的“霍金辐射”理论,即黑洞在形成中质量减少的同时,还不断在以能量形式向外界发出辐射。但一旦黑洞浓缩并蒸发消失后,其中所有信息就随之消失,与量子力学认定该类物质信息永不会完全消失的理论相矛盾。这就是所谓的“黑洞悖论”。

30多年来,霍金试图以各种推测来解释这一矛盾观点。现在看来,他给了一个更具说服力的答案。霍金承认,自己最初有关黑洞边界“视界”的认识是有缺陷的,光线其实是可以穿越视界的。他称,黑洞从来都不会完全关闭自身,物质和能量在被黑洞困住一段时间以后,又会被重新释放到宇宙中。