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斯蒂芬·威廉·霍金

1 個人簡介

  中文名:斯蒂芬·威廉·霍金

  外文名:Stephen William Hawking

  國籍:英國

  出生地:英國牛津

  出生日期:1942年1月8日

  職業:科學家物理學家

  畢業院校:牛津大學、劍橋大學

  主要成就:

  總統自由勳章(2009年)

  科普貢獻獎(2006年)

  阿斯圖里亞斯王子獎(1989年)

  沃爾夫物理獎(1988年)

  代表作品:《時間簡史》、《果殼中的宇宙》、《大設計》等

  研究領域:量子物理學、量子色動力學、量子引力學等

  任職於:劍橋大學圓周理論物理研究系(之前1980~2009曾擔任英國劍橋的盧卡斯數學教授職位。)

  著名理論:黑洞、霍金輻射

2 生平經歷

  

霍金1942年出生於英國牛津,出生當天正好是伽利略逝世300年忌日,父親弗蘭克是畢業於牛津大學的熱帶病專家,母親伊莎貝爾1930年代於牛津研究哲學、政治和經濟。1942年1月,納粹德軍轟炸英格蘭,倫敦遭受幾乎夜夜不停的空襲。這迫使霍金一家搬離海格特的家園,遷到牛津避難。他們在霍金誕生後又回到了倫敦。童年時的霍金,學業成績並不突出,但喜歡設計極為複雜的玩具,據說他曾用一些廢棄用品做出一台簡單的電腦。

  1959年,17歲的霍金入讀牛津大學的大學學院攻讀自然科學,用了很少時間而得到一等榮譽學位,隨後轉讀劍橋大學研究宇宙學,1963年被診斷患有肌肉萎縮性側索硬化症,即運動神經病,當時醫生診斷他只能活兩年,他雖然活下來,但在往後數十年逐漸全身癱瘓並失去了說話能力。霍金曾澄清自己當時並無酗酒,只感到自己有「悲劇性格」,並使自己沉醉於瓦格納的音樂里。直至他遇上了首任妻子珍·王爾德(Jane Wilde),兩人結婚後育有3名子女。23歲時,他取得了博士學位,留在劍橋大學進行研究工作。

2.1 早期經歷 

  

霍金1942年出生於英國牛津,出生當天正好是伽利略逝世300年忌日,父親弗蘭克是畢業於牛津大學的熱帶病專家,母親伊莎貝爾1930年代於牛津研究哲學、政治和經濟。

  1942年1月,納粹德軍轟炸英格蘭,倫敦遭受幾乎夜夜不停的空襲。這迫使霍金一家搬離海格特的家園,遷到牛津避難。他們在霍金誕生後又回到了倫敦。童年時的霍金,學業成績並不突出,但喜歡設計極為複雜的玩具,據說他曾做出一台簡單的電腦。

  1959年,17歲的霍金入讀牛津大學的大學學院攻讀自然科學,用了很少時間而得到一等榮譽學位,隨後轉讀劍橋大學研究宇宙學,1963年被診斷患有肌肉萎縮性側索硬化症,即運動神經元病,當時醫生診斷他只能活兩年,他雖然活下來,但在往後數十年逐漸全身癱瘓並失去了說話能力。

  霍金曾澄清自己當時並無酗酒,只感到自己有「悲劇性格」,並使自己沉醉於瓦格納的音樂里。直至他遇上了首任妻子珍·王爾德(Jane Wilde),兩人結婚後育有3名子女。23歲時,他取得了博士學位,留在劍橋大學進行研究工作。

2.2 學術之路

  

  少年時霍金並不好學,他是患病後開始發奮讀書的。1970年代初,霍金與彭羅斯合作發表論文,指出如果廣義相對論是正確,宇宙大爆炸前必然有奇點存在,成為首篇重要文章,隨後成為少數認真看待黑洞的學者,他結合了量子力學及廣義相對論,於1974年3月1日,霍金在《自然》提出黑洞發出一種能量,最終導致黑洞蒸發,該能量被命名為霍金輻射,引起全球物理學家重視。霍金的新發現,被認為是多年來理論物理學最重要的進展。該論文被稱為「物理學史上最深刻的論文之一」。

  這數年的研究,令他迅速蜚聲學術界。1975至1976年間,先後獲得倫敦皇家天文學會的埃丁頓勳章、梵蒂岡教皇科學學會十一世勳章、霍普金斯獎、 美國丹尼歐海涅曼獎、馬克斯賴克獎和英國皇家學會的休斯勳章,1978年再獲阿爾伯特·愛因斯坦獎。自1979年他被聘用為劍橋大學應用數學和理論物理學院的盧卡斯教授,牛頓於1663年亦曾出任這榮譽職位。2006年11月底更獲英國皇家學會頒授科普利獎章(Copley Medal),與愛因斯坦及達爾文齊名。

  1983年,霍金和吉姆·和特勒(Jim Hurtle)進一步提出「宇宙無邊界」(No Boundary Proposal),改變了當時科學家對宇宙的看法。他還建立了非常美的科學的宇宙模型。

2.3 大眾明星

  1988年,霍金的科普著作《時間簡史:從大爆炸到黑洞》發行,從研究黑洞出發,探索了宇宙的起源和歸宿,該書被譯成40餘種語言,出版逾1000餘萬冊,但因書中內容極其艱深,在西方被戲稱為「讀不來的暢銷書」(Unread Bestseller),有學者曾指這種書之所以仍可以如此暢銷,是因為書本嘗試解答過去只有神學才能觸及的題材:時間有沒有開端,空間有沒有邊界。

  2001年10月又一部作品《果殼中的宇宙》出版發行。該書是《時間簡史》的姐妹篇,以相對簡化的手法及大量圖解,訴說宇宙起源。

  2006年,他在香港透露正與女兒合撰一套類似《哈里波特》,但主題是理論物理學而非魔法的小說:《勇闖宇宙三部曲》

  霍金亦試圖通過通俗演講,將自己的思想與整個世界交流,除了常在英國及美國發表演說,他90年代曾兩次到訪日本,2002年8月曾到訪杭州發表《膜的新奇世界》(Brane New World),2006年6月在香港科技大學發表《宇宙的起源》時,轟動一時,被戲稱受到「搖滾巨星」級的接待。霍金的聲望,令他多次獲邀到外地演說,常獲國家元首接見。

  霍金曾指,大眾會好奇一位殘障人士,為何會想到這麼多宇宙論,令他成了大眾媒體的寵兒。事實上,他在「星際旅行」中的電視系列劇「下一代」飾演過自己,與愛因斯坦及牛頓一起打橋牌;他亦曾在美國卡通片《辛普森一家》中演出,拯救劇中的女孩;他亦於2012年4月份在美國情景喜劇《生活大爆炸》第5季第21集中客串並飾演自己。

  2012年8月29日,霍金參與2012年夏季殘奧會開幕式演出。

3 作品介紹

  《時間簡史續編》是宇宙學無可爭議的權威,霍金的研究成就和生平一直吸引著廣大的讀者,《時間簡史》是為想更多了解霍金教授生命及其學說的讀者而編的。該書以睿智真摯的私人訪談形式,敘述了霍金教授的生平歷程和研究工作,展現了在巨大的理論架構後面真實的人性。該書本來就不是一部尋常的口述歷史,而是對二十世紀人類最偉大的頭腦之一的極為感人又迷人的畫像和描述。對於非專業讀者,本書無疑是他們絞盡腦汁都無法真正理解的,只能當科幻小說看。《霍金講演錄——黑洞、嬰兒宇宙及其他》,是由霍金1976-1992年間所寫文章和演講稿共13篇結集而成。討論了虛擬空間、有黑洞引起的嬰兒宇宙的誕生以及科學家尋求完全統一理論的努力,並對自由意志、生活價值和人的生存方式及進化原理作出了獨到的見解。

  《時間簡史》中,霍金念念不忘的就是大統一理論,這是愛因斯坦未盡的夢想。霍金在本書中坦言,不能用單獨的美妙的公式描述和預測宇宙的每一件事情,因為量子理論的測不準原理決定了宇宙是不確定性和確定性統一的。在本書中,霍金通過地圖模型來說明宇宙的多樣性可能需要一組理論來進行描述。這本著作還是當今中小學生最喜愛的閱讀物。

  《時空本性》80年前廣義相對論就以完整的數學形式表達出來,量子(他個人認為這只是研究理論物理目前的最小單位)理論的基本原理在70年前也已出現,然而這兩種整個物理學中最精確、最成功的理論能被統一在單獨的量子引力中嗎?世界上最著名的兩位物理學家就此問題展開一場極端與極端的辯論。本書是基於霍金和彭羅斯在劍橋大學的6次演講和最後辯論而成。

  《未來的魅力》本書以斯蒂芬·威廉·霍金預測宇宙今後十億年前景開頭,以唐·庫比特最後的審判的領悟為結尾,介紹了預言的發展歷程,及我們今天預測未來的方法。該書文字通俗易懂,作者在闡述自己觀點的同時,還穿插解答了一些饒有有趣的問題。

  《果殼中的宇宙》該書是霍金教授繼《時間簡史》後最重要的著作。霍金教授在這本書中,再次把我們帶到理論物理的最前沿,在霍金教授的世界裡,真理和幻想有時只是一線之差。霍金教授用通俗的語言解釋提示我們對宇宙的展開充分的想像,並以他獨特的熱情,邀請我們一起展開一場非凡的時空之旅。《時間簡史——從宇宙空間大爆炸到黑洞》(1988年撰寫)這本書是霍金的代表作。作者想像豐富,構思奇妙,語言優美,字字珠璣,更讓人咋驚,"世界"之外,未來之變,是這樣的神奇和美妙。這本書至今累計發行量已達2500萬冊,被譯成近40種語言。

  第二講將解釋牛頓和愛因斯坦的兩種引力理論何以得出這樣的結論——宇宙不可能是絕對靜止的,它不得不或是膨脹,或是收縮。而這又意味著,在前200億年到前100億年之間,必定有某一時刻,那時宇宙的密度為無窮大或是脫離了某個空間,這就產生了所謂的大爆炸。它極可能就是宇宙的開端。

  第三講將談談黑洞。黑洞是當某個巨大的星球,或者更大的天體,受其自身引力吸引而自行塌縮(塌陷並緊縮)時形成的(另一種猜測:黑洞是脫離了某個集合空間中的某一元素)。綜合感性的哲任何事物在時間和空間的洗禮下必將從一個極端走向另一個極端」,這可能正是白洞產生的原因。根據愛因斯坦的廣義及狹義相對論,宇宙中可能存在無數黑(白)洞,(也可能我們存在的世界正是黑(白)洞的某一分支)。而有關他們的歷史,可能是某一領域的終結,也或許只是一個新的開始,因為知學理論,「識領略得越多,越發現自己知道的只不過是冰山一角。廣(狹)義相對論是經典理論(因為這個世界不存在絕對的理想狀態),包括量子力學的不確定原理。

  第四講將講述量子力學如何允許能量從黑洞泄漏出來。黑(白)洞並不像人們所描繪的那樣可怕。

  第五講將把量子力學思想應用於大爆炸和宇宙的起源。這就得出了這樣的設想:時空可能在範圍(維)上有限,但沒有邊緣。這或許類似於地球表面,但它多了兩維。

  第六講將說明這個新的邊界條件如何能用現有的知識結構解釋這個問題:儘管物理學定律是時(空)間對稱的,但根據化學理論中的微觀粒子守恆,任何物質(包括真空狀態等),即使是「最」穩定的,也會在本質上發生「相對微小」的變化(具體解釋請見化學領域的微觀粒子(帶電粒子的繞核「行星」運轉)。

  最後,第七講將講述我們正如何試圖找尋一種統一的理論,如何能把involve量子力學、引力(etc.)的物理學及其他學科(「包括」很智慧地談到「人」有不滅靈魂的宗教學)真正大一統地聯繫成一「片」知識的「海洋」。如果我們做到了這一點,我們也許就能真正理解了宇宙(involve natural power),以及我們在其中的位置。

  《喬治開啟宇宙的秘密鑰匙》中文版發行於2008年年初,這本書由斯蒂芬·霍金、其女兒露西·霍金、其學生克里斯托弗·加爾法德所著,是斯蒂芬·霍金的「兒童」時期「科普三部曲」之一,這本書當中論黑洞以及很多部分都簡述了霍金的新想法,這本書在國內外好評如潮。

4 成就榮譽

  ⒈1989年獲得英國爵士榮譽稱號

  ⒉是英國皇家學會學員和美國科學院外籍院士

  ⒊倫敦皇家天文學會的埃丁頓勳章

  ⒋梵蒂岡教皇科學學會十一世勳章

  ⒌霍普金斯獎

  ⒍美國丹尼歐海涅曼獎

  ⒎麥克斯韋獎

  ⒏英國皇家學會的休斯勳章

  ⒐1978年獲物理界最有威望的大獎—阿爾伯特·愛因斯坦獎

  ⒑與羅傑·彭羅斯共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎

  ⒒1988年,斯蒂芬·威廉·霍金的書《時間簡史:從大爆炸到黑洞》獲沃爾夫基金獎

  ⒓2009年8月12日,獲得自由勳章——由奧巴馬親自頒獎

5 情感經歷

  1990年,霍金與前妻簡(Jane)離婚,1995年迎娶私人看護伊萊恩。2004年初,英國有媒體指霍金遭到第二任妻子虐打,消息轟動全球。2004年1月,霍金透過劍橋大學兩度發表聲明,指責有關消息失實,並表示「我全心堅決駁斥說我遭到虐待的說法。媒體的報道純屬虛構,有人散播這樣不實的消息,令我感到失望。」珍(Jane)寫有《霍金:前妻回憶錄》(上)(下)。

  然而,外界傳出霍金身上出現多處神秘傷痕,手腕骨折,臉部和嘴唇有很深的切口,同年3月,英國警方正式向霍金問詢,了解有關情況,並查問部分霍金前護士索取資料,但由於霍金並未合作,英國警方最終未能起訴任何人。

  早在2000年,警方亦曾對霍金的意外受傷感到懷疑,但霍金當時拒絕配合,令調查終止。霍金的女兒露西·霍金在訪問中曾說,約20年已發現父親身上有傷痕,但是父親說是他不小心自己弄傷的,她未有在意。

  2006年10月19日,64歲的斯蒂芬·霍金正在與第二任妻子伊萊恩辦理離婚手續,他們已經共同生活了11年。

  2009年4月6日,霍金因病取消外訪,同月20日因病送院治理,情況欠佳。2012年1月傳出因臉部肌肉惡性萎縮,已嚴重影響其表達能力,並有可能使他無法發出獨特的「電腦聲」。

  霍金是在1985年因患上肌肉萎縮症喪失了說話能力,只能利用眼球的上、下、左、右移動發出指令,通過電腦語言合成器,發出獨具特色的「電腦聲」。

  據霍金助理稱,之前霍金通過其電腦系統,每分鐘能講出15個英語單詞,而如今因臉部肌肉惡性萎縮,每分鐘只能講出一個英語單詞。

  目前,有關專家正在嘗試採用新技術來改善這一狀況,以防止這位偉大的科學家喪失語言表達能力。

6 人物年表

  1942年1月8日出生於英國的牛津。

  1950年 舉家遷往聖奧爾本斯

  1959年 入英國牛津大學

  1962年 在牛津大學完成物理學學位課程,搬到劍橋大學攻讀研究生,

  1963年 霍金被診斷患有運動神經元疾病。

  1965年 進入劍橋大學岡維爾和凱厄斯學院任研究員,被授予博士學位。他的研究表明:用來解釋黑洞崩潰的數學方程式,也可以解釋從一個點開始膨脹的宇宙。/與珍·王爾德(簡·王爾德)結婚

  1967年 長子羅伯特出生

  1969年 起任岡維爾和凱厄斯學院科學傑出成就研究員

  1970年 霍金研究黑洞的特性。他預言,來自黑洞(現在叫霍金輻射)的射線輻射及黑洞的表面積永遠也不會減少。/女兒露西出生/開始使用輪椅

  1973年 首部著作《空時的大型結構》出版,發現霍金輻射

  1974年 被選為英國皇家學會會員。他繼續證明,黑洞有溫度,黑洞發出熱輻射,以及氣化導致質量減少。

  1975—1976年間 獲得倫敦皇家天文學會的埃丁頓勳章、梵蒂岡教皇科學學會十一世勳章、霍普金斯獎、美國丹尼歐海涅曼獎、馬克斯韋獎和英國皇家學會的休斯勳章6項大獎

  1977年 被任命為劍橋大學引力物理學教授

  1978年 獲世界理論物理研究的最高獎愛因斯坦獎

  1979年 次子蒂莫西出生/《廣義相對論評述:紀念愛因斯坦百年誕辰》出版

  1980年 任劍橋大學數學盧卡斯教授(艾薩克·牛頓曾任此職)。

  1981/1982年 參加梵蒂岡宇宙學大會,宣布無邊界構想/《超時空和超引力》出版/被授予大英帝國高級騎士

  1985年 在瑞士病倒/實行氣管造口手術從而失去語言能力,使用帶造音器的計算機。

  1988年 出版《時間簡史—從大爆炸到黑洞》,獲沃爾夫基金獎,成為關於量子物理學與相對論最暢銷的書。

  1989年 被授予大英帝國榮譽爵士

  1990年 與結婚25年之久的妻子簡·懷爾德離婚。

  1991年 《時間簡史》同名電影上映

  1993年 《「黑洞與嬰兒宇宙」及其他論文》出版

  1995年 9月16日,與他的護士伊萊恩·梅森結婚

  1996年 至今繼續在劍橋大學工作。

  2001年 10月又一部力作《果殼中的宇宙》出版發行

  2004年7月 霍金修正了自己原來的「黑洞悖論」觀點錯了,信息應該守恆。7月21日,在愛爾蘭都柏林舉行的「第17屆國際廣義相對論和萬有引力大會」上。

  2006年10月19日 64歲的斯蒂芬·霍金正在與第二任妻子伊萊恩辦理離婚手續,他們已經共同生活了11年。

  2006年,霍金第二次來中國,他帶來的仍然是自己關於宇宙學最新的研究,在香港科技大學體育館主持一個題為「宇宙的起源」的演講;在人民大會堂向北京的公眾講述《宇宙的起源》。

  2007年 霍金與露西吉高佛爾德合著的兒童科幻小說《喬治通往宇宙的秘密鑰匙》於9月6日率先在法國出版發行。這本書是霍金寫的第一本兒童讀物,霍金在書中向兒童解釋了自己關於時間和宇宙方面的學說。

  2009年8月12日 獲得自由勳章

7 精彩語錄

  ⒈當你面臨著夭折的可能性,你就會意識到,生命是寶貴的,你有大量的事情要做。

  ⒉是先有雞,還是先有蛋?

  ⒊宇宙有開端嗎?如果有的話,在此之前發生過什麼?

  ⒋宇宙從何處來,又往何處去?

  ⒌活著就有希望。

  ⒍時間有沒有盡頭?

  ⒎科學家和娼妓都是做他們喜歡的事賺錢。

  ⒏一個人如果身體有了殘疾,絕不能讓心靈也有殘疾。

  ⒐生活是不公平的,不管你的境遇如何,你只能全力以赴。

  ⒑我的手指還能活動,我的大腦還能思考;我有終身追求的理想,有我愛和愛我的親人和朋友;對了,我還有一顆感恩的心……(在一次新聞發布會上,一位女記者提出一個苛刻的問題,但霍金還是以恬靜的微笑這樣回答,霍金不僅以他的成就征服了科學界,也以他頑強搏鬥的精神征服了世界)。

  ⒒雖然我行動不便,說話需要機器的幫助,但是我的思想是自由的!

8 公開演說

  《霍金講演錄——黑洞、嬰兒宇宙及其他》霍金出版《時間簡史》後,多年來曾在英國、美國、日本、香港等地,向一般大眾發表多場公開演說,敘述時間起源、宇宙終結、時光旅行,演說時其受歡迎程度猶如「搖滾巨星」。部分演說目錄:

  宇宙的起源(中文)

  宇宙之始(英文)

  時間的開始(英文)

  太空及時間扭曲(英文)

  上帝擲骰子嗎(英文)

  宇宙中的生命(英文)

9 相關介紹 9.1 預言移民

  火星是最佳移民地

  英國廣播電台四台為慶祝霍金生日,推出 「問問霍金」電台節目,聽眾透過社交網站及電子郵件向霍金提問。有聽眾問:「你認為人類能否逃過所有災難,並最終在其他星球殖民?」霍金說:「人類可能會絕種。我幾乎肯定核戰和全球暖化之類的大災難,將於一千年內降臨地球。」

  但霍金指出人類滅絕並非無可避免,因為科技進步將帶領人類走出太陽系,到達宇宙的遠方:「我確信人類終將殖民太空,在火星及太陽系的其他星球上建立自給自足的殖民地,不過大概要一百年以後。」

  在太陽系中,火星是除地球之外可供人類居住的最佳選擇。儘管各國宇航局已經做好了對火星的載人探測任務準備,但是這類活動也要幾十年之後才能實施,而且探測一次往返大約需要450天。

9.2 學術賭注

  1 霍金除了喜愛看脫衣舞表演(據說是為了研究),他亦喜歡就一些科學命題,與其他學者開賭,一時成為科學界美談。

  2 霍金跟美國密歇根大學的戈登教授打了個賭:CERN不會發現希格斯玻色子。當時定下的賭金為100美元,歐洲核子研究中心(CERN)確認發現了希格斯玻色子,霍金看來不得不付給密西根大學的戈登教授100美元。

9.3 黑洞

  集一生精力研究黑洞的霍金,曾擔心黑洞可能只是理論上的概念,而現實中根本不存在。他為免到時自己變得一無所有,1975年他與另一名物理學家索恩(Kip Thorne)開賭:究竟黑洞是否存在。

  為了進行「對沖」,霍金押注黑洞不存在。如果他「不幸」贏了,霍金雖然一生心血被毀,但索恩要向他贈上專門踼爆英國皇室醜聞的《Private Eye》雜誌4年訂閱,如果霍金「幸運」輸了,他就要向索恩送贈色情雜誌《Penthouse》的一年贈閱。

  霍金在《時間簡史》(1988年)曾說:「當我們1975年打賭時,我們80%肯定天鵝座X-1是黑洞,現在我會說有95%肯定,但這場賭局仍未有結果。」

9.4 裸奇點

  1991年,霍金又要求開賭,今次索恩與他站在同一陣線,對賭一方是物理學家裴士基(John Preskill)。當時的命題是,奇點應該被黑洞圍繞,但沒有被黑洞包圍的「裸奇點」(naked singularities)是否存在。

  霍金與索恩押註:裸奇點並不存在,隨即與裴士基立下賭據,誰輸了要向對方送上一件用來「遮蔽裸體」的T恤衫,寫上適當的服輸字眼。霍金於1997年修正他的理論,指出裸奇點有可能存在。

9.5 黑洞賭局

  霍金在裸奇點的賭局輸了,但這位好賭成癮的物理學家即時要求再開賭。物理學家相信所有訊息一經出現,雖然會改變成不同形態,但本質上會「永恆」存在。

  霍金及索恩當時指出,任何物質掉進黑洞後將會消失,黑洞中產生的輻射是「全新製造」的,與掉進黑洞中的物質無關;這一項命題,違反了量子力學,若命題正確,量子力學要重寫。裴士基反駁這項命題,雙方於是開賭。

  2004年,霍金出席研究會時,承認賭輸了,要向對方賠上棒球百科全書《Total Baseball: the Ultimate Baseball Encyclopedia》。勝出的裴士基親身在學術會議上,高舉這本著作,霍金在台上只顧著笑。被問到為何挑選這套百科全書做戰利品時,裴士基事後說:「這本書重得像黑洞,亦要更長時間才可以趕走書中的資料,有如黑洞一樣。」

9.6 時序保護

  

宇宙學家斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen Hawking)試圖找到一條禁止時間旅行的新物理定律,以證明這是不可能的,他把這一定律稱作「時序保護猜想」(chronology protection conjecture)。不幸的是,在辛勤工作多年後,他未能證明這一原理。事實上,與之相反的是,物理學家們現在已經證明,禁止時間旅行的定律超出了當今數學的範疇。如今,由於沒有物理定律可以否定時間機器的存在,物理學家們不得不慎之又慎地對待時間機器存在的可能性。 9.7 移民太空

  斯蒂芬·威廉·霍金「在200年內,我們可能已經在月球建造永久基地,400年內可 能已經在火星建基地。但月球和火星都很細小,而且缺乏或完全沒有大氣層。我們不會找到像地球一樣美好的地方,除非我們離開太陽系。往太空擴展生存空間,對人類的生存很重要。地球上的生命受到災難滅絕的危機愈來愈大,如突然的全球溫室效應、核武戰爭、基因改造病毒、以及一些我們想像不到的災難。不過,如果人類能避免在未來數百年內自我毀滅,我們應該會在地球以外找到生存的居所。」(2006年訪問香港)

9.8 基礎研究

  「基礎科學研究應從科學考慮出發,並非由經濟主導,但基礎科學研究發展經常帶來經濟效益。如我的前輩、劍橋大學保羅·狄拉克的研究令晶體管的發展變成可能,而晶體管正是現代電子和電腦工業的基礎﹔另一位來自劍橋大學的佛朗西斯·克里克發現 DNA(脫氧核糖核酸)的結構,亦成為生物科技工業的基礎。」(2006訪問香港)

  回應香港一名叫斌仔(鄧紹斌)的癱瘓病人,公開要求安樂死合法化:「我認為他(斌仔)應該有權決定結束自己的生命,但這會是一個很大的錯誤。不論命運看似有多糟,你依然可以有所作為、有所成就。生命尚存,總有希望。」(2006年訪問香港)

9.9 神的存在

  「法國科學家拉普拉斯曾向拿破崙解釋,科學定律如何影響宇宙的演進。但拿破崙問,上帝在過程中扮演什麼角色呢﹖科學家的回答是,我並不需要這個假設。」(2006訪問香港)

  出版大眾文章:「有人告訴我,如果我在時間簡史之中每加入一條數學公式,這本書的銷量便會減半。」(1993年 德國首都柏林)

9.10 所謂常識

  「我們一世人被教導很多常識,但常識往往只是偏見的代名詞。」

9.11 關於核武

  「我們平均每個人擁有相當於四噸的烈性炸藥,但只要半磅炸藥就可以炸死一個人,所以我們擁有的核武器是所需的一萬六千倍。大家必須了解,我們並不是與蘇聯處於衝突的狀態,兩方面都很需要對方維持穩定。」

  對於外界將東方哲學與「黑洞」學說及「奇點定理」扯上關係:「這是趕時髦的胡扯。人們跌進了東方神秘主義,只因這是他們以前從未遇到過的東西。但是如果當做現實的描述,它們完全不能產生任何結果…如你熟悉東方神秘主義,會發現它們似乎使人聯想到近代物理或宇宙學,但我並不認為它們具有任何意義…假如當初俄文的「冷凍恆星」(黑洞最早的叫法)這個術語被廣泛接受,那麼這一部分東方神話就根本沒有意義。它們被命名為「黑洞」,是因為它們使人聯想到毀滅與被吞食的恐懼,所以在這層意義上就存在著一種聯繫。我沒有被拋進黑洞的恐懼,因為我了解它們。在某程意義上,我覺得我是它們的主人。」

9.12 黑洞不黑

  霍金的研究對象是宇宙,但他對觀測天文從不感興趣,只有幾次用望遠鏡觀測過。與傳統的實驗、觀測等科學方法相比,霍金的方法是靠直覺。

  「黑洞不黑」這一偉大成就就來源於一個閃念。在1970年11月的一個夜晚,霍金在慢慢爬上床時開始思考黑洞的問題。他突然意識到,黑洞應該是有溫度的,這樣它就會釋放輻射。也就是說,黑洞其實並不那麼黑。

  這一閃念在經過3年的思考後形成了完整的理論。1973年11月,斯蒂芬·威廉·霍金正式向世界宣布,黑洞不斷地輻射出X光、伽馬射線等,這就是有名的「霍金輻射」。而在此之前,人們認為黑洞只吞不吐。

  從宇宙大爆炸的奇點到黑洞輻射機制,霍金對量子宇宙論的發展做出了傑出的貢獻。霍金獲得1988年的沃爾夫物理獎。

10 延伸閱讀 10.1 信息守恆

  信息現代三定義。[2006年,醫學信息(雜誌),鄧宇等]

  信息是物質、能量、信息、屬性的標示。逆維納信息定義

  信息是確定性的增加。逆香農信息定義

  信息是事物現象及其屬性標識的集合。2002年

  信息守恆與轉換定律(基本信息方程序鄧宇等)的定義1:

  總的流進系統的信息必等於總的從系統中流出的信息,加上系統內部信息的變化;信息能夠轉換,從一種狀態轉變成另一種狀態;信息可以創造,可以失存。

  用公式表示為

  NQ= NW +ΔNU

  信息守恆定律是指「系統中儲存信息的增加等於進入系統的信息減去離開系統的信息」

  ΔNU= NQ-NW

  系統中儲存信息的變化=進入系統的信息-離開系統的信息

  =新創造的信息-失去(『消失』離開)的信息

  系統中儲存信息的變化=新創造的信息-失存的信息

  ΔNU =Ncre-Nlos

10.2 時間本質

  時間隨宇宙的變化而變。時間是因變數。——時間的本質,Deng"s時間公式

  t=T(U,S,X,Y,Z……)

  U-宇宙;S空間,XYZ,……事件,順序

  時間是宇宙事件秩序的計量。時間的本質。

  什麼是時間?時間是宇宙事件順序的度量。

  時間不是自變數,而是因變數,它是隨宇宙的變化而變化。

  t=(S1,S2,S3,…,Sn)

  Deng"s時間公式:世界事件發生次序的序列。其中,S是事件,S1,S2,S3,…,Sn是事件1,2,3,…..,n發生的順序,時間就是對這些事件發生順序的排序,標誌的計量。

  時間」是一個計量「事件過程的長短、次序」的「類別名詞」。

  可以說沒有了「事件」,也就沒有了時間(您可以試著舉出沒有事件還有時間的例子)

  時間在數學、物理上用坐標軸表示。「時間」時會出現什麼狀況?怎樣利用時間的本質來思考「衰老」的問題?下面開始細緻的分析,內容包括:為什麼有些「事件」可以「同時發生」,有些卻不能?時間與我們有什麼關係?

10.3 量子力學

  類似10維或11維的「弦論」=振動的弦、震蕩中的象弦一樣的微小物體。

  霍金膜上四維世界的量子理論的近代詮釋(鄧宇等,80年代):

  振動的量子(波動的量子=量子鬼波)=平動微粒子的振動;振動的微粒子;震蕩中的像量子(粒子)一樣的微小物體。

  不擲骰子的上帝-愛因斯坦,決定論量子論詮釋的解決方案、模板:微粒子振動+振動+平動的矢量和。

10.4 最新進展

  霍金希望解開宇宙誕生之時的奧秘,1970年代時,霍金將量子力學應用於解釋黑洞現象,但是在之後的30年中,用量子力學解釋整個宇宙已經變得更加困難了。霍金想找到一套可以完美解釋整個宇宙現象的理論來說明137億年誕生直到現在的宇宙,但是多年過去了就算無限接近他仍然沒有得出結論。按照他的量子力學理論,宇宙誕生是大爆炸產生的,這是一個被壓縮的無限小卻具有超大重力的物質(也可以理解成密度無限大)爆炸的產物。量子力學的理論範疇不能夠解釋這一個過程是如何進行?為什麼會這樣?霍金說「那必須有一套可以描述小規模重力的理論」。最新的科學突破是霍金的同事,倫敦瑪麗皇后學院的麥克·格林(Michael .Green)參與建構的超弦理論,簡稱為「弦論」,這理論指出所有粒子和自然力量,其實都是在震蕩中的像弦一樣的微小物體,解決了霍金一直想努力解答的重力問題,這個理論必須建立在宇宙必須有9、10甚至是大於11個的維度中,而我們身處的三維世界可能僅僅是真正的宇宙的其中一個膜…目前為數眾多的世界各地科學家正在太空和地球做相關的實驗來證明弦論以及從實驗來證明從而支持霍金的黑洞理論和量子理論。

10.5 時光機

  英國著名物理學家斯蒂芬·威廉·霍金繼日前承認外星人的存在後,又發表一個驚人論述:他聲稱帶著人類飛入未來的時光機,在理論上是可行的,所需條件包括太空中的蟲洞或速度接近光速的宇宙飛船。不過,霍金也警告,不要搭時光機回去看歷史,因為「只有瘋狂的科學家,才會想要回到過去『顛倒因果』。」

  據英國媒體報道,物理學家霍金在最近拍攝的一部有關宇宙的紀錄片時提到,人類其實能建造出接近光速的宇宙飛船,並且能夠進入未來。霍金甚至說,自己是因為擔心別人把他當成「怪人」,所以才不敢亂說話,也不願意多談有關時光機的東西,直到透過紀錄片後才敢大方討論。

10.6 時間縫隙

  至於時光機的關鍵點,霍金強調就是所謂的「4度空間」,科學家將其命名為「蟲洞」。霍金強調,「蟲洞」就在我們四周,只是小到肉眼很難看見,它們存在於空間與時間的裂縫中。

  他指出,宇宙萬物非平坦或固體狀,貼近觀察會發現一切物體均會出現小孔或皺紋,這就是基本的物理法則,而且適用於時間。時間也有細微的裂縫、皺紋及空隙,比分子、原子還細小的空間則被命名為「量子泡沫」,「蟲洞」就存在於其中。

10.7 回到過去

  而科學家們企圖穿越空間與時間的極細隧道或快捷方式,則不斷在量子天地中形成、消失或改造,它們連結兩個不同的空間及時間。部分科學家認為,有朝一日也許能夠抓住「蟲洞」,將它無限放大,使人類甚至宇宙飛船可以穿越;另外若動力充足加上完備科技,科學家或許也可以建造一個巨大的「蟲洞」。

  霍金指出,理論上時光隧道或「蟲洞」不只能帶著人類前往其他行星,如果蟲洞兩端位於同一位置,且以時間而非距離間隔,那麼宇宙飛船即可飛入,飛出後仍然接近地球,只是進入所謂「遙遠的過去」。因為在4度空間中,10分鐘也許是n小時。不過霍金警告,不要搭時光機回去看歷史。

10.8 飛去未來

  斯蒂芬·威廉·霍金表示,如果科學家能夠建造速度接近光速的宇宙飛船,那麼宇宙飛船必然會因為不能違反光速是最大速限的法則,而導致艙內的時間變慢,那麼飛行一個星期就等於是地面上的100年,也就相當于飛進未來。

  霍金舉人造衛星為例,指衛星在軌道運行時,由於受地球重力影響較小,衛星上的時間比地上時間稍快。由此,霍金就設想出一艘大型極速宇宙船,可在1秒內加速至時速9.7萬公里,6年內加速至光速的99.99%,比史上最快的宇宙船阿波羅10號快2000倍。船上的乘客就是變相飛向未來,作出名副其實的時間旅行。

10.9 4度空間

  即使是在太空中,萬物也都有時間的長度,在時間中漫遊,意味著穿越該「4度空間」。

  霍金舉例指出,開車直線行進等於是在「1度空間」中行進,而左轉或右轉等於加上「2度空間」,至於在曲折蜿蜒的山路上下行進,就等於進入「3度空間」。穿越時光隧道就是進入「4度空間」。

10.10 傳奇人生

  童年時代,霍金一直很笨拙。

  到牛津的第三年,霍金注意到自己變得更笨拙了,有一兩回沒有任何原因地跌倒。一次,他不知何故從樓梯上突然跌下來,當即昏迷,差一點死去。

  直到1962年霍金在劍橋讀研究生後,他的母親才注意到兒子的異常狀況。剛過完21歲生日的霍金在醫院裡住了兩個星期,經過各種各樣的檢查,他被確診患上了「盧伽雷氏症」,即運動神經細胞萎縮症。

  大夫對他說,他的身體會越來越不聽使喚,只有心臟、肺和大腦還能運轉,到最後,心和肺也會失效。霍金被「宣判」只剩兩年的生命。那是在1963年。

  起初,這種病惡化得相當迅速。這對霍金的打擊是可想而知的,他幾乎放棄了一切學習和研究,因為他認為自己不可能活到完成碩士論文的那一天。

10.11 時間簡史

  霍金的科普著作《時間簡史———從大爆炸到黑洞》在全世界的銷量已經高達2500萬冊,從1988年出版以來一直雄踞暢銷書榜,創下了暢銷書的一個世界紀錄。在這本書里,霍金力圖以普通人能理解的方式來講解黑洞、宇宙的起源和命運、黑洞和時間旅行等。

  在《時間簡史》一書的開頭,霍金指出:「有人告訴我,我在書中每寫一個方程式,都將使銷量減半。於是我決定不寫什麼方程。不過在書的末尾,我還是寫進一個方程,愛因斯坦的著名方程E=mc^2。我希望此舉不致嚇跑一半我的潛在讀者。」現在看來,霍金完全是多慮了。

10.12 外星人論

  從最初的《星際迷航》再到《飛向太空》再到最經典的《E.T》,人類對宇宙空間的探索一直沒有停止過,人們一直想要在外太空找到一絲生命的跡象,希望與之交流溝通,互惠互利。但是,近日物理學家霍金卻語出驚人稱,最好不要主動與外星人接觸。

  2010年4月26日,英國著名物理學家斯蒂芬·霍金在一部25日播出的紀錄片中說,外星人存在的可能性很大,但人類不應主動尋找他們,應盡一切努力避免與他們接觸。美國探索頻道25日開始播出系列紀錄片《跟隨斯蒂芬·霍金進入宇宙》。霍金在片中向觀眾介紹他對是否存在外星人等宇宙未解之謎的看法。英國《星期日泰晤士報》25日援引霍金的話報道,宇宙中存在超過1000億個星系,每個星系至少包含大量星球。僅僅基於這一數字就幾乎可以斷定外星生命的存在。「真正的挑戰是弄明白外星人長什麼樣,」霍金說。在他看來,外星生命極有可能以微生物或初級生物的形式存在,但不能排除存在能威脅人類的智能生物。「我想他們其中有的已將本星球上的資源消耗殆盡,可能生活在巨大的太空船上,」他說,「這些高級外星人可能成為游牧民族,企圖征服並向所有他們可以到達的星球殖民。」霍金認為,鑒於外星人可能將地球資源洗劫一空然後揚長而去,人類主動尋求與他們接觸「有些太冒險」。「如果外星人拜訪我們,我認為結果可能與克里斯托弗·哥倫布當年踏足美洲大陸類似。那對當地印第安人來說不是什麼好事。」霍金現年68歲,21歲時確診患上運動神經元疾病,幾乎全身癱瘓,依靠對話機和語言合成器與人交流。他以黑洞研究和量子宇宙論等享譽科學界,著有《時間簡史》《果殼中的宇宙》等科普著作。不知今後霍金的話又會在科學界引起怎樣的漣漪呢?我們拭目以待吧。

10.13 星際移民

  著名物理學家斯蒂芬·威廉·霍金日前在接受美國著名知識分子視頻共享網站BigThink訪談時,再曝驚人言論,稱地球將在200年內毀滅,而人類要想繼續存活只有一條路:移民外星球。

  霍金表示,人類如果想一直延續下去,就必須移民火星或其他的星球,而地球遲早會滅亡。至於這個時間期限,霍金預言:兩個世紀。霍金說:「人類已經步入越來越危險的時期,我們已經歷了多次事關生死的事件。由於人類基因中攜帶的『自私、貪婪』的遺傳密碼,人類對於地球的掠奪日盛,資源正在一點點耗盡,人類不能把所有的雞蛋都放在一個籃子里,所以,不能將賭注放在一個星球上。」

  但是,如何前往外星球?科學家估計,如果用化學燃料的飛行器,前往最近的適宜生活的星球要5萬年。如果想要在人類壽命期限內移民,我們必須研製出接近光速的飛行器,同時還要保持艙內的人們在飛行過程中能持續抵禦來自外太空的種種輻射。他在1月8日70歲生日來臨前又預言說,人類未來將移民到火星並最終征服宇宙。


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