正文 第3章憑激情和鬥誌攻克難關(2)(1 / 3)

堅強的物理學家——霍金

斯蒂芬·威廉·霍金,英國劍橋大學應用數學及理論物理學係教授,當代最重要的廣義相對論和宇宙論家,是當今享有國際盛譽的偉人之一,被稱為在世的最偉大的科學家,還被稱為“宇宙之王”。70年代他與彭羅斯一起證明了著名的奇性定理,為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。他因此被譽為繼愛因斯坦之後世界上最著名的科學思想家和最傑出的理論物理學家。他還證明了黑洞的麵積定理,即隨著時間的增加黑洞的麵積不減。2012年1月8日霍金預言,地球將在千年內麵臨核戰之類的大災難,人類隻有在火星或太陽係其他星球殖民,才能避免滅絕。

霍金,出生於1942年1月8日,這個時候他的家鄉倫敦正籠罩在希特勒的狂轟濫炸中。

霍金和他的妹妹在倫敦附近的幾個小鎮度過了自己的童年。多年以後,他們的鄰居回憶說,當霍金躺在搖籃車中時非常引人注目,他的頭顯得很大,異於常人——這多半是因為霍金現在的名聲與成就遠遠異於常人,鄰居不由自主地要在記憶裏重新刻畫一下天才兒童的形象。

不過霍金一家在古板保守的小鎮上的確顯得與眾不同。霍金的父母都受過正規的大學教育。他的父親是一位從事熱帶病研究的醫學家,母親則從事過許多職業。小鎮的居民經常會驚異地看到霍金一家人駕駛著一輛破舊的二手車穿過街道奔向郊外——汽車在當時尚未進入英國市民家庭。然而這輛古怪的車子卻拓展了霍金一家自由活動的天地。

霍金熱衷於搞清楚一切事情的來龍去脈,因此當他看到一件新奇的東西時總喜歡把它拆開,把每個零件的結構都弄個明白——不過他往往很難再把它裝回原樣,因為他的手腳遠不如頭腦那樣靈活,甚至寫出來的字在班上也是有名的潦草。

霍金在17歲時進入牛津大學學習物理。他仍舊不是一個用功的學生而這種態度與當時其他同學是一致的,這是戰後出現的青年人迷惘時期——他們對一切厭倦,覺得沒有任何值得努力追求的東西。霍金在學校裏與同學們一同遊蕩、喝酒、參加賽船俱樂部,如果事情這樣發展下去,那麼他很可能成為一個庸庸碌碌的職員或教師。然而,病魔出現了。

從童年時代起,運動從來就不是霍金的長項,幾乎所有的球類活動他都不行。

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裏住了兩個星期,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,隻有心髒、肺和大腦還能運轉,到最後,心和肺也會失效。霍金被“宣判”隻剩兩年的生命。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。霍金的病情漸漸加重。1970年,在學術上聲譽日隆的霍金已無法自己走動,他開始使用輪椅。直到今天,他再也沒離開它。

永遠坐進輪椅的霍金,極其頑強地工作和生活著。

1991年3月,霍金在一次坐輪椅回柏林公寓,過馬路時被小汽車撞倒,左臂骨折,頭被劃破,縫了13針,但48小時後,他又回到辦公室投入工作。

又有一次,他和友人去鄉間別墅,上坡時拐彎過急,輪椅向後傾倒,不料這位引力大師卻被地球引力翻倒在灌木叢中。

雖然身體的殘疾日益嚴重,霍金卻力圖像普通人一樣生活,完成自己所能做的任何事情。他甚至是活潑好動的——這聽來有點好笑,在他已經完全無法移動之後,他仍然堅持用唯一可以活動的手指驅動著輪椅在前往辦公室的路上“橫衝直撞”;在莫斯科的飯店中,他建議大家來跳舞,他在大廳裏轉動輪椅的身影真是一大奇景;當他與查爾斯王子會晤時,旋轉自己的輪椅來炫耀,結果軋到了查爾斯王子的腳趾頭。

當然,霍金也嚐到過“自由”行動的惡果,這位量子引力的大師級人物,多次在微弱的地球引力左右下,跌下輪椅,幸運的是,每一次他都頑強地重新“站”起來。

1985年,霍金動了一次穿氣管手術,從此完全失去了說話的能力。他就是在這樣的情況下,極其艱難地寫出了著名的《時間簡史》,探索著宇宙的起源。霍金取得巨大成功,但生活的現實取代了愛情的浪漫,他和簡的婚姻走到了盡頭。

霍金的研究對象是宇宙,但他對觀測天文從不感興趣,隻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。

斯蒂芬·威廉·霍金是本世紀享有國際盛譽的偉人之一,現在70歲,出生於伽利略逝世三百周年紀念日,劍橋大學數學及理論物理學係教授,當代最重要的廣義相對論和宇宙論家。榮獲英國劍橋大學盧卡斯數學教席,這是自然科學史上繼牛頓和狄拉克之後榮譽最高的教席。70年代他與彭羅斯一道證明了著名的奇性定理,為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。他因此被譽為繼愛因斯坦之後世界上最著名的科學思想家和最傑出的理論物理學家。他還證明了黑洞的麵積定理。

霍金的生平是非常富有傳奇性的,在科學成就上,他是有史以來最傑出的科學家之一。他擔任的職務是劍橋大學有史以來最為崇高的教授職務,那是牛頓和狄拉克擔任過的盧卡遜數學教授。他擁有幾個榮譽學位,是皇家學會會員。

霍金教授是現代科普小說家,他的代表作是1988年撰寫的《時間簡史》,這是一篇優秀的天文科普小說。作者想象豐富,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。1992年耗資350萬英鎊的同名電影問世。霍金堅信關於宇宙的起源和生命的基本理念可以不用數學來表達,世人應當可以通過電影——這一視聽媒介來了解他那深奧莫測的學說。本書是關於探索時間本質和宇宙最前沿的通俗讀物,是一本當代有關宇宙科學思想最重要的經典著作,它改變了人類對宇宙的觀念。本書一出版即在全世界引起巨大反響。《時間簡史》對我們這些喜用言語表達甚於方程表達的讀者而言是一本裏程碑式的佳書。她長於一個對人類思想有接觸貢獻者之手,這是一本對知識無限追求之作,是對時空本質之謎不懈探討之作。

不朽的科學家——愛因斯坦

愛因斯坦,美籍德裔猶太人,理論物理學家,相對論的創立者,現代物理學奠基人。1921年獲諾貝爾物理學獎,1999年被美國《時代周刊》評選為“世紀偉人”。1879年3月14日,阿爾伯特·愛因斯坦出生在德國烏爾姆小城。

愛因斯坦再偉大,也該感謝他的雙親。父親的數學天賦,母親的音樂天賦,恰到好處地合成出一個偉大的愛因斯坦。非凡的思維能力、豐富的想象能力,就是愛因斯坦繼承父母天賦的明證。

一個天才的童年,總會有些超乎尋常的故事。愛因斯坦剛出生時,後腦大得不同一般,而且頭骨呈棱角形,頭骨的這種異狀,後來永久性地成為愛因斯坦的特征。愛因斯坦的母親曾為頭胎兒子的異樣頭骨而受驚,愛因斯坦的祖母看到孫子,也低聲嘀咕:“太重了!太重了!”她不是說孫子的體重,而是孫子大而怪的頭形讓她不安,一個弱小的身軀,如何支撐得住這個碩大的腦袋?她們當然還不曾意識到:就是這個大而怪的頭腦,將滋生出多麼偉大的意識。

愛因斯坦的童年、少年時代,恰逢慕尼黑大發展時期,蓬勃向上的時代精神、開拓進取的人格意誌,通過各種渠道,浸潤著小愛因斯坦的心田。

慕尼黑郊外,遍布清新的田野和幽靜的森林。愛因斯坦一家的住處,位於慕尼黑郊區的林德林地區,濃蔭蔽地,綠茵環抱。天性浪漫的赫爾曼·愛因斯坦先生生意之餘,最愛做的事情就是帶領全家郊遊。小愛因斯坦似乎天生醉心於大自然,他常常瞪著兩隻好奇的眼睛,緊閉雙唇,默默地跟著父母,默默地注視著眼前的自然景色。自然界的美與神秘,一次次衝撞著愛因斯坦的心扉。大自然的靜謐養成愛因斯坦獨自沉思的生活、研究方式,也給了他無窮的靈感、啟迪,給了他排除人世紛繁煩惱的慰藉。直到以後,愛因斯坦也總是尋求遠離繁華都市的鄉村作為居住地。在柏林,他覺得住在哈裴爾河河畔最舒適。此外,他最喜愛的是北海群島和德國的東海海岸,尤其是阿倫斯霍卜和黑敦海島。流亡之後,他住在美國普林斯頓,住房四周就是一座大花園,住房像綠色海洋中的一個孤島。人們常以為這是愛因斯坦生性孤僻、不善交際的表現,其實不然,就文化背景來分析,愛因斯坦父子對慕尼黑郊外純樸、自然的風景的神往與欣賞趣味,有著濃鬱的時代感。

當然,童年時代的愛因斯坦還不可能向世人解釋自己個性的內涵。他獨來獨往,時常故意躲開小夥伴、同學,即使同親人在一起,他也隻是一個沉默的聽眾。誰要是破壞了他獨處的心境,一向沉靜的他會突然爆發出激烈的情緒。愛因斯坦的妹妹後來回憶說:“每逢那樣的時刻,他會變得臉色蒼白,鼻尖發白,不能自製。”有幾次,愛因斯坦竟向比自己小2歲的妹妹扔東西,大發脾氣。愛因斯坦5歲時,父母為他請了一個家庭女教師。第一次上課時,愛因斯坦大概發現自己將失去自由的個人世界,又一次大發脾氣,向老師扔椅子以示抗議,愛因斯坦的父母隻好結束這第一次還未開始的教育。不愛和人交往的小愛因斯坦偏喜愛那些需要耐心和堅韌的遊戲,比如用薄薄的紙片搭房子,不成功絕不罷休。

對於童年的愛因斯坦來說,獨立的個性還隻是一隻“空筐”,它需要充實精神、文化的內涵。第一個裝進這隻“空筐”的是什麼?是音樂。愛因斯坦3歲的時候,一天,母親波林坐在鋼琴旁,輕輕地撫弄琴鍵,優美動聽的旋律像潺潺溪水,從她的手指下流出。忽然,她覺得背後有人,她回頭一看,小愛因斯坦正歪著腦袋,全神貫注地傾聽美妙的樂聲。年輕的母親高興了,她說:“瞧你一本正經的,像個大教授!哎,親愛的,怎麼不說話呀?”愛因斯坦沒有回答,他隻有3歲,還無法說清激起心靈感應的音樂到底是什麼,他那對亮晶晶的、棕色的大眼睛中卻又分明閃爍著快樂的光輝。琴聲又響了,是貝多芬的奏鳴曲。小愛因斯坦邁著搖晃的步子,無聲地撲向一個新的世界,那裏隻有美麗、和諧和崇高。

不愛說話的小愛因斯坦對音樂入迷了,6歲起練習拉小提琴。幾年後,愛因斯坦唯一的消遣就是音樂,在母親的伴同下,他很快就能演奏莫紮特和貝多芬的奏鳴曲了。

音樂以它那溫柔而深邃的懷抱接納了愛因斯坦,讓他吸吮著人類文化最甘甜的乳汁,給他一個安寧的精神家園,也給了他日後作為一代物理學大師的超凡想象力。1931年,愛因斯坦在《論科學》一文中說:“音樂和物理學領域中的研究工作在起源上是不同的,可是被共同的目標聯係著,這就是對表達未知的東西的企求。它們的反應是不同的,可是它們互相補充著。至於藝術上和科學上的創造,那麼,在這裏我完全同意叔本華的意見,認為擺脫日常生活的單調乏味,和在這個充滿著由我們創造的形象的世界中尋找避難所的願望,才是它們的最強有力的動機。這個世界可以由音樂的音符組成,也可以由數據的公式組成。我們試圖創造合理的世界圖像,使我們在那裏麵就像感到在家裏一樣,並且可以獲得我們在日常生活中不能達到的安定。”

科學和藝術的互補性與統一性,使音樂成為愛因斯坦的“第二職業”。不管旅行到哪裏,他總是身不離提琴,甚至參加柏林科學院的會議,也要隨身帶著琴盒,以便會後拜訪普朗克、玻爾時,能在一起拉拉彈彈。在緊張思索光量子假說或廣義相對論的日子裏,愛因斯坦一旦遇到困難,思索陷入困頓時,他就會不由自主地放下筆,拿起琴弓。那優美、和諧、充滿想象力的旋律,會在無形中開啟他對物理學的思路,引導他在數學王國作自由、創造性的遐想。音樂往往催化出愛因斯坦的科學創見和思維火花。在音樂的自由流淌中,深奧的理論物理學有了美妙的旋律。

愛因斯坦的小提琴演奏水平很高,還能彈一手好鋼琴。他與同時代的物理學家們有過許多理論上的爭吵,也有深厚的並肩戰鬥的友誼。在他們的交往中,音樂常常起到妙不可言的作用。愛因斯坦和荷蘭萊頓大學物理學教授埃倫費斯特是終身摯友,但在相對論問題上,又總是爭論不休。從1920年起,愛因斯坦接受荷蘭的邀請,成了萊頓大學的特邀教授,每年都來幾個星期,住在埃倫費斯特家裏,討論、爭論自然是免不了的事。埃倫費斯特思維敏捷又心直口快,批評意見尖刻、毫不留情。這點恰好與愛因斯坦棋逢對手,唇槍舌劍之後,能統一觀點自是皆大歡喜。遇到無法統一的爭論,兩個好朋友會自動休戰。埃倫費斯特是位出色的鋼琴家,他喜歡替愛因斯坦伴奏。愛因斯坦則隻要埃倫費斯特伴奏,那提琴演奏定是光彩四溢。有時,一支樂曲奏到一半愛因斯坦會突然停下,用弓敲擊琴弦,讓伴奏停止演奏。或許是一段優美的旋律觸動了靈感爭論又開始了。爭著、爭著,愛因斯坦又會突然停下,徑直走到鋼琴邊,用雙手彈出三個清澈的和弦,並強有力地反複敲打這三個和弦。