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霍金：明星科学家是怎样炼成的
3月15日,物理学家斯蒂芬·霍金因病去世,享年76岁.霍金是英国剑桥大学著名物理学家,现代最伟大的物理学家之一,著有《时间简史》等书.约两周前,霍金参加节目,被问：“每个人都想知道,大爆炸前宇宙是什么样的？”他给出答案：“宇宙的边界就是它没有边界,大爆炸前宇宙什么都没有.”
人们只知道这个人写过《时间简史》———一本可能是世界上最难看懂的畅销书———全球销量几乎达到1000万册,但是却很少有人知道,他以“物理”的名义,卖出的书超过了麦当娜的写真集《性》.
无论如何,这是第一次,科学家的受欢迎程度击败了性感女星.这究竟是怎么回事呢？
普通的小时候
霍金的“传奇人生”可以追溯到他的出生日期：1942年1月8日,那天正是伽利略逝世300周年纪念日.霍金出生于一个典型的英国中产家庭,父母均为牛津大学毕业生,父亲是医生,母亲婚后做家庭主妇.
除了那个极具偶然性的出生日期,小时候的霍金从未表现过什么惊人的天赋.不过,因为分班测试时发挥超常,霍金去了一个很好的班级,结果,他的成绩在班级从未排名上游,一般是在20名上下.
小时候的霍金还有个比较像小天才的癖好,喜欢玩具火车、轮船和飞机,尤其喜欢把它们拆开,探究它们是怎样运行的.他自己认为：“这是来自我对探究事物和控制它们的渴望.”很多年后,他感慨,“从我开始攻读博士之后,这种渴求才在宇宙学研究之中得到满足.”然而,他无法否认的一点是,幼时的他只是经常把东西拆开以穷根究底,对再把它们组装回去却束手无策.
12岁时,两位朋友用一袋糖果打赌,说霍金永远不可能成才.当然,他们错了.不过,打赌正好也是霍金的爱好,但他经常输掉.他曾与某位科学家打赌：如果对方赢了,霍金替他订阅一年的《阁楼》；如果霍金赢了,对方替他订一年的《侦探》.16年后,赌局揭晓,霍金输了,他却很开心,因为打败他的,是自己的新理论.
最抽象的和最基本的
做医生的父亲希望霍金去学医,但他不喜欢生物学,因为那个学科不够抽象,“过于叙述性并且不够基础.”17岁那年,虽然“考得很糟”,他还是拿到了奖学金,进了牛津大学的大学学院.
大学学院不设数学专业,霍金申请了物理学,然而,仍然没有什么火花在霍金与物理的碰撞中产生.在牛津的岁月里,他仍然没有显现任何“成才”的迹象,他的人生,仍然只是马马虎虎.
在牛津的4年间,他总共用功1000小时,“平均每天1小时”.为了通过期终考,他选择了理论物理,他说,那是为了“避免记忆性的知识”,还在考试前夜因紧张而失眠.成绩不好,处于一等和二等的边缘,需要面试.面试时,一位考官问到未来计划,霍金回答：我要做研究.最后,他拿到了一等的毕业成绩.
霍金想研究的是宇宙学.在理论物理中,有两个领域是最抽象也最基本的,一个是看不见摸不着的基本粒子,另一个是庞大的宇宙,霍金觉得粒子物理不如宇宙学抽象,前者更像生物学,“科学家们能做的只不过是和植物学一样把各种粒子分门别类.”
所以,霍金去了剑桥,“当时的牛津没人研究宇宙学,而剑桥的霍伊尔却是英国当代最杰出的天文学家”———不仰望星空,只在纸上计算的宇宙学,在当时几乎还没有公开的合法地位.
迷茫
1960年代早期,主流物理学家倾向于认为,宇宙是个“稳恒态”,它就在那里,过去、现在、将来都是如此.而霍金最初申请的导师霍伊尔,正是“稳恒态”理论的主要捍卫者.他本能地不肯承认宇宙有个开端,那是个太令人不安的假设.
但在当时,霍金到剑桥后,因为霍伊尔的学生够多了,霍金又不是特别突出,就被改派给了西阿玛.西阿玛让霍金去研究“马赫原理”,霍金却觉得,“这个原理没有很好的定义”,他更感兴趣的是宇宙学和广义相对论,就每周跑去听课.
面对新的学科,霍金遇到的一个麻烦是：他的数学不够好,因为他在牛津的课程里没有数学课.刚开始学广义相对论时,“只能听懂它的语言和方程,并没有真正领会这门学科.”就在他犹豫是否要继续时,在一个非常冷的圣诞假期,一件改变他一生的事情发生了.
滑冰时,母亲发现,自己儿子在摔倒后要爬起来非常艰难.霍金住进了父亲的医院,住了3周,做各种检查,目睹对面床上一个男孩死于肺炎.医生告诉他,有一天,他会死于呼吸肌丧失功能,而他的寿命,也许只有两年了.
拿着医生开的维生素片,霍金回到学校,他觉得自己很倒霉,“也许已经活不到博士毕业了.”他做噩梦,听瓦格纳,“因为他和我的末日黑暗兴味相投”.浑浑噩噩中,霍金邂逅了一个叫简·瓦格纳的圆脸姑娘,并和她订了婚.
很多年后,有人问简,为什么要跟一个只有两年寿命的人订婚？她笑了笑,说：“那个年代,人人都说苏联的两年内就会打过来.”
转折
为了结婚,霍金需要工作；为了找到工作,他得拿到博士学位.于是,平生第一次,他开始用功.在医生宣判的死期临近时,霍金的广义相对论学习有了点眉目,而且,他遇见了彭罗斯.
彭罗斯比霍金大11岁,他有相当好的数学功底,当其他人正在费尽心思猜测求解方程时,他引进了一种新方法,不需要具体的求解方程,就能看出解的一些性质.
根据爱因斯坦的理论,万有引力与时空观紧密相关,在爱因斯坦看来,万有引力最恰当的解释不是传统的力,而是时间和空间的弯曲.当时空弯曲了,所有的物体走最短程的路径,这些短程路径看上去就像是引力作用在物体上而引起的.
黑洞就是时空弯曲的最有名的例子.在黑洞的周围存在一个曲面,在这个曲面之内,光线的最短程线不会到达黑洞的外部.而彭罗斯证明,在大质量天体塌缩成黑洞的过程中,必然存在一个点,所有的塌缩物质在这个点之后就没有了路径,用几何的语言来说,这是几何上的奇点.在普通人看来,这是毁灭之点,因为越靠近这个点,引力产生的拉扯力越大,最终归于毁灭.从物理学的角度来看,在这个点上,所有的物理学定律不再适用———这也就可以理解,很多物理学家讨厌这个点,不承认它的存在.
从1965直到1970年,霍金和彭罗斯组成一个黑洞和婴儿宇宙的研究小组,两人一道将奇点的存在性证明推广到更加一般的情况,包括早期宇宙.
看上去,他们成功了.在那个年代,编写“现代宇宙学编年史”时,克拉夫写道：“1960年代中期真是现代宇宙学的一个分水岭,我们观测到了大爆炸的遗迹———微波背景辐射（已获1978年度诺贝尔物理学奖）；也给出了大爆炸这一现象的理论支持.”
很快,霍金顺利毕业,申请到了学院的一笔研究奖金,跟简顺利结婚,还度了一周的蜜月.他再也没有联系那个判他死刑的医生,医生也没有联系他.而他的病,看上去也忘了他,恶化的速度一天天慢了下来.
到1979年,霍金生育了3个子女,还获得了卢卡斯教席———这是数学界最重要的一项教授名衔.
开始,也是结束
到了1982年,随着医疗费和子女的教育经费的节节攀升,又想不到其他赚钱法子,霍金开始打算发挥自己的专长去赚点钱.他想写本关于宇宙的小书,读者是广大公众,他要给那些对物理学和数学一窍不通的人解释宇宙学,而且要让书畅销.
一位纽约的文化经纪人接了兜售霍金写作计划的活儿,他对各大出版社说：“宇宙学以及霍金与疾病奋斗的故事是这本书畅销的两大保障.”最终,美国的矮脚鸡出版社用25万美金的预付款和丰厚的稿酬买走了霍金的故事.
1984年,矮脚鸡派了一个编辑与霍金合作这本书,霍金写一段草稿寄给编辑,编辑列出一长串的问题及修改意见,协助他把科学问题用通俗易懂的语言重写.
这本书写得很不容易,其间,霍金因为肺炎不得不切开气管,失去了说话能力,只能靠扬眉来进行交流.幸亏,很快就有人送了他一个协助沟通的计算机程序,让他可以继续写作.
1988年,在霍金46岁的时候,他与彭罗斯一起获得了物理沃尔夫奖,这本《时间简史》也终于在美国出版了.
美国版封面上,编辑精选了一张霍金坐在轮椅上的凄惨照片,据说,这会使那本书的销量至少增加一倍；相应地,霍金也精选了爱因斯坦那个著名公式写进书中,据说,这会使书的销量减少一半.
然后,霍金就出名了：《辛普森一家》把他画进了卡通片；亿万富翁出钱赞助他去体验无重力实验室；他的影响甚至超出了麻瓜世界,《哈里·波特》中,有魔法师在酒吧翻看《时间简史》,哈里·波特版维基指出：“那是一本由矮脚鸡出版社出版的,一个名叫霍金的麻瓜写的时间旅行的指南.”
随着《时间简史》的热销,霍金的婚姻也走到了尽头.1991年,霍金和简离婚.4个月后,霍金娶了自己的护士伊莱恩·梅森,后者的前夫正是替霍金在轮椅上装电脑和语言合成器的工程师.
2006年6月21日,科学大师斯蒂芬·霍金在北京友谊宾馆与中国公众见面,并回答提问.他说：“我是一个乐观、浪漫,而且顽固不化的人.我想做很多事情.如果一个人没有梦想,无异于死掉.”
宇宙,需要创造吗？
2005年接受采访时,霍金说：“我知道我的人生很难被描述为普通,但我确实觉得,在我心里,我就是个普通人.”但是,很少有人能听懂这个“普通人”的话,然而,这不妨碍人们喜欢这调调.科学家这个职业的从业者就该这样.
有专栏作家问：难道有谁看懂了《时间简史》吗？一位家长公开回应：“我认为,看不懂这本书的人该去补补基础物理知识.我17岁的儿子,一个物理成绩总是在90分以上的中学生,就觉得霍金这本书很容易理解,他认为霍金该在书里介绍些更难的物理,而不总是这些简单的东西.”
人们确实在读那本书.边读边讨论,这位研究宇宙的科学家究竟是否认同上帝创世.
最初,人们以为他是站在上帝一边的,《时间简史》的结尾,霍金说：若能知道宇宙如何开始,“将是人类理智的终极胜利———因为那时我们知道了上帝的精神.”然而,再细看,那本书里还藏着一句：“时空是有限而无界的可能性,就表明着没有开端、没有创生的时刻.”在去年的新书《大设计》中,这类表述被提到了显眼处,他说：“宇宙创造过程中,上帝没有位置.”
1632年,伽利略68岁,出版了《关于两种世界体系的对话》；2010年,霍金68岁,出版了新书《大设计》,并在一部纪录片中表示：不要跟外星人说话,他们也许并非善意.又说：我们应该相信存在外星人,而不是上帝.
(本文资料来源于霍金的《时间简史》《果壳里的30年》《大爆炸、婴儿宇宙及其他》,及BBC拍摄的纪录片等.)
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