輪椅上的不朽 ——紀念霍金先生
2018年3月14日,星期三,早春時節的寒氣依然駐留在英倫三島。這天凌晨,網上公布的一條訃告讓這個本應平淡的日子變得不再平靜:
「We are deeply saddened that our beloved father passed away today」
(我們為我們所摯愛的父親於今日過世感到無比悲傷)
訃告的發布者,是三個分別叫Lucy, Robert 和Tim的人,他們有一個共同的姓氏,叫霍金。而他們所悼念的,正是名滿天下的天才物理學家和宇宙學家:史蒂夫·霍金。
這位科學泰斗,思想巨人,以76歲的年紀離世,讓世人在震驚與惋惜之餘,又心生無限的感慨。
這真是一位極富傳奇性的人物。在20世紀的後半葉,他能夠蜚聲海內,備受矚目,不僅僅是因為他以病殘之軀,思考著宇宙的過去與未來,也不僅僅是他在輪椅上表現出的驚人毅力,更有他在構築自己的理念時所表現出的對世間萬物那種異於常人的熱忱。
史蒂芬·霍金(Stephen Hawking),1942年1月8日出生於英國的牛津,當時二戰歐陸戰場激戰正酣,霍金的父母原本居住在倫敦(具體位於倫敦北部的高門Highgate),為了躲避德軍日以繼夜的狂轟濫炸,夫婦倆輾轉來到牛津,在那裡生下了霍金。
霍金可謂出生於書香門第,他的父母都曾就讀於牛津大學,父親早年就讀於醫學院,而母親則主修哲學和政治經濟學。二人之後又同在一家醫學研究所任職。不知是巧合還是命運的安排,霍金出生的那一天,正好是義大利天文學家伽利略去世300年紀念日。當然,對當時仍然在戰爭的血與火中掙扎的英國人而言,這個日子只是一個與硝煙戰火相伴的普通一日。
年幼的霍金在這個學術氣氛濃郁的書香之家成長,耳濡目染,自幼學習優異,且好奇心異常強烈。1959年,年僅17歲的霍金進入牛津大學攻讀自然科學,三年後以一等榮譽學位(first class honours degree,即三年平均成績皆在70分以上,為英國本科學位等級最高者)畢業。對於這三年,霍金曾評價道,學校的課業簡直簡單到可笑。
正是在本科學習階段,霍金對宇宙學的興趣與日俱增,從牛津畢業之後,1962年他便轉去劍橋大學三一學院攻讀宇宙學。師從現代宇宙學奠基人丹尼爾·夏馬(Dennis W. Sciama)。就在霍金還在糾結為何導師不是著名的天體物理學家弗雷德·霍伊爾(Fred Hoyle)時,1963年,年僅21歲的霍金被診斷患上了肌肉萎縮性側索硬化症(Amyotrophic lateral sclerosis,也被稱為motor
neurone disease,即運動神經細胞病,霍金日後身體癱瘓,就源自該病),這種病症在今天的中國,被稱為「漸凍人症」,這是一種不治之症,患者的上,下運動神經元會逐步退化並死亡,肌肉逐步萎縮,最終大腦完全喪失隨意運動的機能,身體完全癱瘓,且正常的說話,吃飯與呼吸都會越來越困難。當時,作為天之驕子的霍金,剛剛為自己打開了一扇通往學術的大門,便被劈頭蓋臉的砸上了這麼一個噩耗。命運的作弄是那麼的殘酷與不堪。這樣沉重的打擊令年輕的霍金有很長時間都沉浸在極度抑鬱當中。
當然,他超強的學習能力與對宇宙學強烈的好奇心是不允許他裹足不前的。1965年,年僅23歲的霍金取得博士學位,他的畢業論文《宇宙膨脹的性質》(Properties of expanding universes)發展並完善了宇宙大爆炸理論,憑藉該篇頗具開創性的論文,霍金獲得了一筆豐厚的獎學金,並留校任教,全面開展自己的宇宙學研究。而就在第二年,他的文章《奇點與時空幾何》(Singularities and the Geometry of
Space-Time)又為他奪得了當年英國的亞當斯獎(Adams Prize,英國劍橋大學設立的數學獎項),尤其奠定了他在學界的地位。他的導師夏馬在看到自己的得意門生在這麼短的時間內取得如此矚目的學術成就,甚至激動的表示霍金的學術成就堪與艾薩克·牛頓相媲美。儘管當時的主治醫生預測霍金只有兩年的壽命,但不知是頑強的毅力感動上蒼,還是旺盛的求知慾抵禦了病魔的侵蝕,兩年的時間過去了,雖然病情依舊在發展,但霍金依然堅強地活著,並將自己的學術生涯推向了一個全新的高度。
在之後的幾十年里,霍金的才華在為他在宇宙學領域贏得了一次有一次舉世矚目的成就的同時,也將人類的視角引入到深度的空間與時間之中,時空大尺度理論(The large Scale Structure of
Space-Time)與奇點定理(也被稱為彭羅斯-霍金奇點定理,Penrose Hawking singularity theorems,最初由霍金提出,並由倫敦伯克貝克學院的彭羅斯證明)的提出與完善,極大地拓展了人類對廣義相對論的認知廣度,而他之後提出的霍金輻射理論(Hawking radiation)不僅進一步推動了人類探索黑洞的進程,由此引出的「黑洞信息悖論」(Black hole information paradox)更是開啟了一場學界關於黑洞悖論的長久論戰,這場論戰在霍金與美國理論物理學家倫納德·薩斯坎德(Leonard Susskind)和荷蘭理論物理學家傑拉德·特·胡夫特(Gerard t Hooft),激烈的學術論戰之外,三個世界級學術大咖之間的惺惺相惜更是被傳位學界的一段美談((這場曠日持久的學術辯論亦被稱為「黑洞大戰」,得名自後來薩斯坎德出版的同名著作)。在不知疲倦地發表論文,專著中,在演講和辯論闡明論證觀點中,霍金逐漸聲名鵲起,1979年,年僅33歲的霍金更是贏得了盧卡斯數學教授職位(Lucasian Chair of Mathematics,是劍橋大學授予物理學家的最高榮譽職位),而霍金的導師夏馬在那一年對霍金的讚頌也最終一語成讖——艾薩克·牛頓本人就是歷史上第二位獲得盧卡斯數學教授職位的科學家。而與霍金在宇宙探索中自由翱翔形成鮮明對比的是,霍金身體狀況逐漸惡化,隨著病情日漸加重,霍金剛開始只是日常行走需要藉助拐杖,30多歲時便不得不開始藉助輪椅。而到了不惑之年,霍金語言機能的退化亦越發明顯,開始只是說話含混不清,之後他語言表達就只能有親近的人才能聽懂,這不但讓霍金永久失去了獨立站在講台上傳道授業的機會,更對他的科研事業造成了不小的障礙與困擾。終於,在1985年的一次赴歐洲的學術旅行期間,因為嚴重的肺炎,加之病魔對語言機能的致命損傷,霍金永久失去了正常的語言表達能力,在之後一段時間裡,霍金甚至只能藉助字母卡片,一字一字拼出自己所有表達的辭彙,艱難地維持與外界的交流,一直到1986年霍金得到了美國電腦專家,Words Plus總裁華特·沃特斯(Walter Woltosz)所開發的「平等者」(Equalizer)電腦程序,與外界的交流才逐漸變得順暢起來。
與我們印象里,高居在象牙塔頂端,高深莫測而又不食人間煙火的科學家不同,霍金的工作重心不僅僅只在嚴謹的科研上,還將相當多的精力投向大眾科普。1988年,霍金的第一本科普讀物《時間簡史:從大爆炸到黑洞》(A Brief History of Time: from the
Big Bang to Black Holes)出版,在書中霍金以相對簡明又不失生動的文筆闡述了深奧的黑洞與大爆炸理論,這本書一經面世就成為了最暢銷的科普作品,儘管簡明生動的語言掩蓋不住深奧理論的晦澀難懂,該書還一度被戲稱為「讀不來的暢銷書」(Unread Bestseller),但《時間簡史》還是極大地激發了普通讀者探索未知世界的慾望,那個年代,不知道有多少對浩瀚宇宙著迷的年輕學子受到這本書的感染而投入到探索宇宙的事業中。有了《時間簡史》的成功,霍金再接再厲,又連續出版了多部科普著作,如《站在巨人肩膀上》(On The Shoulders Of Giants. TheGreat Works of Physics And Astronomy),《果殼中的宇宙》(The Universe in a Nutshell),《喬治的宇宙三部曲》等等,延續之前以生動風趣的語言講述深奧理論的風格,再次獲得讀者的強烈反響。科研工作之外的霍金,雖然因為疾病,不能正常進行語言表達,甚至不能正常表達自己的喜怒哀樂,但熱衷於社會活動的他更像是一個童心未泯的老頑童。他曾經說過:「Although I cannot move and I have to
speak through a computer, in my mind I am free」(儘管我不能活動,說話也要藉助電腦,但我的心卻是自由的),工作之餘,他不光經常接受各國政要的接見,與各行各業的人物接觸,不間斷參與電視節目錄製,還在影視劇里客串過角色,最廣為人知的就是在電影《星際迷航:下一代》中客串自己,和在美劇《生活大爆炸》與崇拜他的謝耳朵同台亮相。此時的霍金,相比於他物理學家的身份,更像是生活在我們身邊的一位慈祥而又健談的老大爺。命運雖然對霍金的前半生是如此殘酷,在忍受病痛折磨的同時,還經歷了兩段失敗的婚姻。但令人欣慰的是,霍金與第一任妻子生養的三個孩子Lucy, Robert 和Tim身體都非常健康,生活美滿事業有成,尤其是他的大女兒Lucy,現在是知名的科普作家,她與父親合作完成了多部科普著作,霍金身上那種對科學探索的強烈好奇心,很幸運地被後代所傳承。
今天,霍金先生已經離開了我們,雖然令人扼腕嘆息,但霍金的一生應該說是完滿的,他憑藉堅強的意志力與病魔和命運抗爭,又以旺盛的求知慾,堅定的探索精神和過人的才智,在科研領域為後來人開拓出一塊又一塊寶貴的處女地,同時又以他獨有的魅力,不斷激發著普通人對宇宙探索的求知慾。隻言片語的蓋棺定論未必能精準概括他傳奇的一生,但他確實在輪椅上,完成了屬於自己的不朽史詩!
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