霍金 明星科學(xué)家是怎樣煉成的
2011-01-18   作者:  來(lái)源:南方人物周刊
 
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    霍金的走紅是因為他那顆充分發(fā)達的大腦加上一具迅速衰敗的軀體,正好符合人類(lèi)對那種叫科學(xué)家的“異類(lèi)同胞”的想象。
    2005年的紀錄片里,霍金的輪椅被推著(zhù)從劍橋西路5號的家中出發(fā),經(jīng)過(guò)美麗的劍河、古老的國王學(xué)院,駛過(guò)一個(gè)斜坡,來(lái)到銀街的應用數學(xué)和理論物理系的辦公室。一塊黑布條繞過(guò)霍金的額頭,把那顆珍貴的大腦袋固定在輪椅靠背上以防晃動(dòng)。
  一些人說(shuō):這個(gè)大腦比這個(gè)星球上大部分同類(lèi)更了解宇宙,卻不能在這個(gè)星球表面上隨意走動(dòng);另一些人則認為:這根本不可能是我們的同類(lèi),他應該是個(gè)外星人。
  然而,這個(gè)大腦做了什么?
  同行們說(shuō),他提出了大爆炸可能開(kāi)始于一個(gè)奇點(diǎn),還發(fā)現了黑洞不黑,也有輻射。前者為霍金捧得了1988年的物理學(xué)沃爾夫獎;而對后者,《連線(xiàn)》雜志認為,那是足以得諾貝爾獎的研究,可那只是媒體的說(shuō)法,并沒(méi)有專(zhuān)業(yè)人士那么說(shuō)過(guò)。
  普通公眾也許絲毫不知道這些,他們只知道這個(gè)人寫(xiě)過(guò)《時(shí)間簡(jiǎn)史》——一本可能是世界上最難看懂的暢銷(xiāo)書(shū)——全球銷(xiāo)量幾乎達到1000萬(wàn)冊。以“物理”的名義,霍金賣(mài)出的書(shū)超過(guò)了麥當娜的寫(xiě)真集《性》。
  某些“有識之士”認為,那本書(shū)是另一種形式的“迷信之書(shū)”,評論家指責那本書(shū)的出版商“無(wú)恥地利用了霍金的殘疾”。一位專(zhuān)欄作家甚至曾懸賞14.99英鎊(《時(shí)間簡(jiǎn)史》的售價(jià))來(lái)購買(mǎi)“這本書(shū)暢銷(xiāo)的合理理由”;艚鹱约阂矒,很多人買(mǎi)他的書(shū),不讀,而是將其放在書(shū)架或者咖啡桌上炫耀。
  無(wú)論如何,這是第一次,科學(xué)家的受歡迎程度擊敗了性感女星。這究竟是怎么回事呢?

  普通的小時(shí)候

  霍金的“傳奇人生”可以追溯到他的出生日期:1942年1月8日,伽利略逝世300周年紀念日;艚鸪錾谝粋(gè)典型的英國中產(chǎn)家庭,父母均為牛津大學(xué)畢業(yè)生,父親是醫生,母親婚后做家庭主婦。
  但這并不能說(shuō)明什么。從衣缽上講,霍金繼承的不是把望遠鏡對準星空的伽利略——作為一個(gè)理論型的宇宙學(xué)家,他尤其不熱衷天文觀(guān)測;艚鸶嗟厥抢^承了愛(ài)因斯坦廣義相對論的研究。
  除了那個(gè)極具偶然性的出生日期,小時(shí)候的霍金從未表現過(guò)什么驚人的天賦。不過(guò),因為分班測試時(shí)發(fā)揮超常,霍金去了一個(gè)很好的班級,結果,他的成績(jì)在班級從未排名上游,一般是在20名上下。
  小時(shí)候的霍金還有個(gè)比較像小天才的癖好,喜歡玩具火車(chē)、輪船和飛機,尤其喜歡把它們拆開(kāi),探究它們是怎樣運行的。他自己認為:“這都來(lái)自我對探究事物和控制它們的渴望!焙芏嗄旰,他感慨,“從我開(kāi)始攻讀博士之后,這種渴求才在宇宙學(xué)研究之中得到滿(mǎn)足!比欢,他無(wú)法否認的一點(diǎn)是,幼時(shí)的他只是經(jīng)常把東西拆開(kāi)以窮根究底,對再把它們組裝回去卻束手無(wú)策。
  12歲時(shí),兩位朋友用一袋糖果打賭,說(shuō)霍金永遠不可能成才。當然,他們錯了。不過(guò),打賭正好也是霍金的愛(ài)好,但他經(jīng)常輸掉。他曾與某位科學(xué)家打賭:如果對方贏(yíng)了,霍金替他訂閱一年的《閣樓》;如果霍金贏(yíng)了,對方替他訂一年的《偵探》。16年后,賭局揭曉,霍金輸了,他卻很開(kāi)心,因為打敗他的,是自己的新理論。

  最抽象的和最基本的

  做醫生的父親希望霍金去學(xué)醫,但他不喜歡生物學(xué),因為那個(gè)學(xué)科不夠抽象,“過(guò)于敘述性并且不夠基礎!17歲那年,雖然“考得很糟”,他還是拿到了獎學(xué)金,進(jìn)了牛津大學(xué)的大學(xué)學(xué)院。
  大學(xué)學(xué)院不設數學(xué)專(zhuān)業(yè),霍金申請了物理學(xué),然而,仍然沒(méi)有什么火花在霍金與物理的碰撞中產(chǎn)生。在牛津的歲月里,他仍然沒(méi)有顯現任何“成才”的跡象,他的人生,仍然只是馬馬虎虎。
  1950年代末,極端厭學(xué)的情緒籠罩著(zhù)牛津,學(xué)生們“對一切完全厭倦,覺(jué)得沒(méi)有任何值得努力追求的東西”。而且,這幫年輕的聰明人鄙視用功,“靠用功而得到好分數被認為是灰人,那是最壞的諢名!碑敃r(shí)的霍金,看上去并沒(méi)有要打破這種氛圍的意圖。在牛津的4年間,他總共用功1000小時(shí),“平均每天1小時(shí)”。為了通過(guò)期終考,他選擇了理論物理,他說(shuō),那是為了“避免記憶性的知識”,還在考試前夜因緊張而失眠。成績(jì)不好,處于一等和二等的邊緣,需要面試。面試時(shí),一位考官問(wèn)到未來(lái)計劃,霍金回答:我要做研究。最后,他拿到了一等的畢業(yè)成績(jì)。
  霍金想研究的是宇宙學(xué)。在理論物理中,有兩個(gè)領(lǐng)域是最抽象也最基本的,一個(gè)是看不見(jiàn)摸不著(zhù)的基本粒子,另一個(gè)是龐大的宇宙,霍金覺(jué)得粒子物理不如宇宙學(xué)抽象,前者更像生物學(xué),“科學(xué)家們能做的只不過(guò)是和植物學(xué)一樣把各種粒子分門(mén)別類(lèi)!
  所以,霍金去了劍橋,“當時(shí)的牛津沒(méi)人研究宇宙學(xué),而劍橋的霍伊爾卻是英國當代最杰出的天文學(xué)家”——不仰望星空,只在紙上計算的宇宙學(xué),在當時(shí)幾乎還沒(méi)有公開(kāi)的合法地位。
  我們的宇宙為什么是這樣?有一種說(shuō)法是:我們就在這里,所以,我們看到的宇宙是這樣。但這個(gè)答案不能讓霍金滿(mǎn)意,他想要知道更多。

    迷茫
 
   1960年代早期,主流物理學(xué)家傾向于認為,宇宙是個(gè)“穩恒態(tài)”,它就在那里,過(guò)去、現在、將來(lái)都是如此。而霍金最初申請的導師霍伊爾,正是“穩恒態(tài)”理論的主要捍衛者。他本能地不肯承認宇宙有個(gè)開(kāi)端,那是個(gè)太令人不安的假設。
  在霍金并不喜歡的一部以他為主角的電影中,霍伊爾對年輕的霍金說(shuō):“物理量無(wú)窮大,物理定律全部失效?那里是給宗教或上帝準備的。那不是科學(xué)!
  但在當時(shí),霍金到劍橋后,因為霍伊爾的學(xué)生夠多了,霍金又不是特別突出,就被改派給了西阿瑪。西阿瑪讓霍金去研究“馬赫原理”,霍金卻覺(jué)得,“這個(gè)原理沒(méi)有很好的定義”,他更感興趣的是宇宙學(xué)和廣義相對論,就每周跑去聽(tīng)課。
  面對新的學(xué)科,霍金遇到的一個(gè)麻煩是:他的數學(xué)不夠好,因為他在牛津的課程里沒(méi)有數學(xué)課。剛開(kāi)始學(xué)廣義相對論時(shí),“只能聽(tīng)懂它的語(yǔ)言和方程,并沒(méi)有真正領(lǐng)會(huì )這門(mén)學(xué)科!本驮谒q豫是否要繼續時(shí),在一個(gè)非常冷的圣誕假期,一件改變他一生的事情發(fā)生了。
  滑冰時(shí),母親發(fā)現,自己兒子在摔倒后要爬起來(lái)非常艱難;艚鹱∵M(jìn)了父親的醫院,住了3周,做各種檢查,目睹對面床上一個(gè)男孩死于肺炎。醫生告訴他,有一天,他會(huì )死于呼吸肌喪失功能,而他的壽命,也許只有兩年了。
  拿著(zhù)醫生開(kāi)的維生素片,霍金回到學(xué)校,他覺(jué)得自己很倒霉,“也許已經(jīng)活不到博士畢業(yè)了!彼鲐瑝(mèng),聽(tīng)瓦格納,“因為他和我的末日黑暗興味相投”。渾渾噩噩中,霍金邂逅了一個(gè)叫簡(jiǎn)·瓦格納的圓臉姑娘,并和她訂了婚。
  很多年后,有人問(wèn)簡(jiǎn),為什么要跟一個(gè)只有兩年壽命的人訂婚?她笑了笑,說(shuō):“那個(gè)年代,人人都說(shuō)蘇聯(lián)的核武器兩年內就會(huì )打過(guò)來(lái)!

  轉折

  為了結婚,霍金需要工作;為了找到工作,他得拿到博士學(xué)位。于是,平生第一次,他開(kāi)始用功。在醫生宣判的死期臨近時(shí),霍金的廣義相對論學(xué)習有了點(diǎn)眉目,而且,他遇見(jiàn)了彭羅斯。
  彭羅斯比霍金大11歲,他有相當好的數學(xué)功底,當其他人正在費盡心思猜測求解方程時(shí),他引進(jìn)了一種新方法,不需要具體的求解方程,就能看出解的一些性質(zhì)。
  根據愛(ài)因斯坦的理論,萬(wàn)有引力與時(shí)空觀(guān)緊密相關(guān),在愛(ài)因斯坦看來(lái),萬(wàn)有引力最恰當的解釋不是傳統的力,而是時(shí)間和空間的彎曲。當時(shí)空彎曲了,所有的物體走最短程的路徑,這些短程路徑看上去就像是引力作用在物體上而引起的。
  黑洞就是時(shí)空彎曲的最有名的例子。在黑洞的周?chē)嬖谝粋(gè)曲面,在這個(gè)曲面之內,光線(xiàn)的最短程線(xiàn)不會(huì )到達黑洞的外部。而彭羅斯證明,在大質(zhì)量天體塌縮成黑洞的過(guò)程中,必然存在一個(gè)點(diǎn),所有的塌縮物質(zhì)在這個(gè)點(diǎn)之后就沒(méi)有了路徑,用幾何的語(yǔ)言來(lái)說(shuō),這是幾何上的奇點(diǎn)。在普通人看來(lái),這是毀滅之點(diǎn),因為越靠近這個(gè)點(diǎn),引力產(chǎn)生的拉扯力越大,最終歸于毀滅。從物理學(xué)的角度來(lái)看,在這個(gè)點(diǎn)上,所有的物理學(xué)定律不再適用——這也就可以理解,很多物理學(xué)家討厭這個(gè)點(diǎn),不承認它的存在。
  從1965直到1970年,霍金和彭羅斯組成一個(gè)黑洞和嬰兒宇宙的研究小組,兩人一道將奇點(diǎn)的存在性證明推廣到更加一般的情況,包括早期宇宙。
  看上去,他們成功了。在那個(gè)年代,編寫(xiě)“現代宇宙學(xué)編年史”時(shí),克拉夫(Helge Kragh)寫(xiě)道:“1960年代中期真是現代宇宙學(xué)的一個(gè)分水嶺,我們觀(guān)測到了大爆炸的遺跡——微波背景輻射(已獲1978年度諾貝爾物理學(xué)獎);也給出了大爆炸這一現象的理論支持!
  很快,霍金順利畢業(yè),申請到了學(xué)院的一筆研究獎金,跟簡(jiǎn)順利結婚,還度了一周的蜜月。他再也沒(méi)有聯(lián)系那個(gè)判他死刑的醫生,醫生也沒(méi)有聯(lián)系他。而他的病,看上去也忘了他,惡化的速度一天天慢了下來(lái)。
  到1979年,霍金生育了3個(gè)子女,還獲得了盧卡斯教席——這是數學(xué)界最重要的一項教授名銜;艚鹫f(shuō):“因為我在系里辦公室的門(mén)上貼不干膠字條,系主任很生氣,便推選我作盧卡斯教授,好讓我搬到另外一間辦公室去!笔聦(shí)上,認識他的人都知道,這段話(huà)只是一個(gè)牛津學(xué)生在假裝不在乎榮譽(yù),事實(shí)上,霍金對這個(gè)位置非常在意,他記得自牛頓以來(lái)300年間所有擔任過(guò)盧卡斯教授的人的名字。

  開(kāi)始,也是結束

  到了1982年,隨著(zhù)醫療費和子女的教育經(jīng)費的節節攀升,又想不到其他賺錢(qián)法子,霍金開(kāi)始打算發(fā)揮自己的專(zhuān)長(cháng)去賺點(diǎn)錢(qián)。他想寫(xiě)本關(guān)于宇宙的小書(shū),讀者是廣大公眾,他要給那些對物理學(xué)和數學(xué)一竅不通的人解釋宇宙學(xué),而且要讓書(shū)暢銷(xiāo)。
  霍金先把想法告訴了劍橋出版社一個(gè)出版過(guò)他學(xué)術(shù)著(zhù)作的編輯,并明確表示,這本書(shū)的版稅可以再談,但希望能有一筆預付款。編輯允諾了霍金1萬(wàn)英鎊的預付款,在劍橋出版社,這已經(jīng)是最高標準了,但對霍金而言,顯然不夠。
  一位紐約的文化經(jīng)紀人接了兜售霍金寫(xiě)作計劃的活兒,他對各大出版社說(shuō):“宇宙學(xué)以及霍金與疾病奮斗的故事是這本書(shū)暢銷(xiāo)的兩大保障!弊罱K,美國的矮腳雞出版社用25萬(wàn)美金的預付款和豐厚的稿酬買(mǎi)走了霍金的故事。
  1984年,矮腳雞派了一個(gè)編輯與霍金合作這本書(shū),霍金寫(xiě)一段草稿寄給編輯,編輯列出一長(cháng)串的問(wèn)題及修改意見(jiàn),協(xié)助他把科學(xué)問(wèn)題用通俗易懂的語(yǔ)言重寫(xiě)。
  這本書(shū)寫(xiě)得很不容易,其間,霍金因為肺炎不得不切開(kāi)氣管,失去了說(shuō)話(huà)能力,只能靠揚眉來(lái)進(jìn)行交流。幸虧,很快就有人送了他一個(gè)協(xié)助溝通的計算機程序,讓他可以繼續寫(xiě)作。
  1988年,在霍金46歲的時(shí)候,他與彭羅斯一起獲得了物理沃爾夫獎,這本《時(shí)間簡(jiǎn)史》也終于在美國出版了。
  美國版封面上,編輯精選了一張霍金坐在輪椅上的凄慘照片,據說(shuō),這會(huì )使那本書(shū)的銷(xiāo)量至少增加一倍;相應地,霍金也精選了愛(ài)因斯坦那個(gè)著(zhù)名公式寫(xiě)進(jìn)書(shū)中,據說(shuō),這會(huì )使書(shū)的銷(xiāo)量減少一半。
  然后,霍金就出名了:《辛普森一家》把他畫(huà)進(jìn)了卡通片;億萬(wàn)富翁出錢(qián)贊助他去體驗無(wú)重力實(shí)驗室;他的影響甚至超出了麻瓜世界,《哈里·波特》中,有魔法師在酒吧翻看《時(shí)間簡(jiǎn)史》,哈里·波特版維基指出:“那是一本由矮腳雞出版社出版的,一個(gè)名叫霍金的麻瓜寫(xiě)的時(shí)間旅行的指南!
  據說(shuō),宇宙的難以理解之處就在于它居然是可以理解的;而霍金的書(shū)令人難以理解的地方則在于,難以理解的它居然賣(mài)出去了,還很暢銷(xiāo)。人們批評出版社無(wú)恥地利用了疾病,責備那個(gè)輪椅上的人是可恥的同謀,居然允許把照片印到封面上;艚鹱约赫f(shuō):“我曾經(jīng)鼓動(dòng)過(guò)矮腳雞出版社在英國版中用一張好的照片,把美國版的那張凄慘的過(guò)時(shí)照片換下來(lái)。但他們堅持原封不動(dòng),據說(shuō),美國公眾已經(jīng)把它和我的書(shū)劃了句號!
  這確實(shí)是件很無(wú)奈的事情,一個(gè)充分發(fā)達的大腦加上一具迅速衰敗的軀體,正好符合人類(lèi)對種群中那種名叫“科學(xué)家”的異類(lèi)同胞的想象。
  隨著(zhù)《時(shí)間簡(jiǎn)史》的熱銷(xiāo),霍金的婚姻也走到了盡頭。與他結婚25年的簡(jiǎn)認為,她正在失去自我,“每次到了正式場(chǎng)合,我就只是個(gè)站在他身后的人!奔藿o霍金后,為了擺脫這種感覺(jué),簡(jiǎn)曾很努力地拿到過(guò)一個(gè)中世紀歐洲文學(xué)博士,甚至在劍橋大學(xué)拿到過(guò)一個(gè)教書(shū)的職位。然而,在春風(fēng)得意的霍金看來(lái),與宇宙相比,那些人類(lèi)編出來(lái)的東西,實(shí)在不算什么。
  在一部紀錄片中,篤信天主教的簡(jiǎn)批評霍金,“他要做上帝!薄l(shuí)都不知道,這句批評是出自一個(gè)被忽略的妻子還是一個(gè)虔誠的天主教徒。
  1991年,霍金和簡(jiǎn)離婚。4個(gè)月后,霍金娶了自己的護士伊萊恩·梅森,后者的前夫正是替霍金在輪椅上裝電腦和語(yǔ)言合成器的工程師。

  宇宙,需要創(chuàng )造嗎?

  2005年接受采訪(fǎng)時(shí),霍金說(shuō),“我知道我的人生很難被描述為普通,但我確實(shí)覺(jué)得,在我心里,我就是個(gè)普通人!泵枋鲎约旱墓ぷ髁鞒,他說(shuō):“首先是尋求優(yōu)雅而協(xié)調的數學(xué)模型,然后提出理論,利用理論作出可被觀(guān)測驗證的預言。如若觀(guān)測和預言一致,也不能說(shuō)明理論被證明了,只不過(guò)說(shuō)明該理論有資格存活,以作下一步預言,新預言又要由觀(guān)測來(lái)驗證。如果觀(guān)測與預言不符,那么就拋棄你的理論!
  很少有人能聽(tīng)懂這個(gè)“普通人”的話(huà),然而,這不妨礙人們喜歡這調調?茖W(xué)家這個(gè)職業(yè)的從業(yè)者就該這樣。
  人們是那么喜歡他。在中國,一手《時(shí)間簡(jiǎn)史》、一手《金剛經(jīng)》是作家王朔某段時(shí)間的經(jīng)典形象。在美國,一個(gè)加油站服務(wù)員得知服務(wù)對象是科學(xué)家時(shí),就說(shuō)自己最崇拜的英雄就是霍金;艚鹫f(shuō),“人們喜歡遵循這樣的公式:史蒂芬·霍金患了很?chē)乐氐牟?他被禁錮在輪椅上,不能言語(yǔ),只能挪動(dòng)X(jué)根手指。然而,他寫(xiě)了這部關(guān)于大問(wèn)題的書(shū):我們從何處來(lái)往何處去……”
  在美國,有專(zhuān)欄作家問(wèn):難道有誰(shuí)看懂了《時(shí)間簡(jiǎn)史》嗎?一位家長(cháng)公開(kāi)回應:“我認為,看不懂這本書(shū)的人該去補補基礎物理知識。我17歲的兒子,一個(gè)物理成績(jì)總是在90分以上的中學(xué)生,就覺(jué)得霍金這本書(shū)很容易理解,他認為霍金該在書(shū)里介紹些更難的物理,而不總是這些簡(jiǎn)單的東西!
  人們確實(shí)在讀那本書(shū)。邊讀邊討論,這位研究宇宙的科學(xué)家究竟是否認同上帝創(chuàng )世。
  最初,人們以為他是站在上帝一邊的,《時(shí)間簡(jiǎn)史》的結尾,霍金說(shuō):若能知道宇宙如何開(kāi)始,“將是人類(lèi)理智的終極勝利——因為那時(shí)我們知道了上帝的精神!比欢,再細看,那本書(shū)里還藏著(zhù)一句:“時(shí)空是有限而無(wú)界的可能性,就表明著(zhù)沒(méi)有開(kāi)端、沒(méi)有創(chuàng )生的時(shí)刻!痹谌ツ甑男聲(shū)《大設計》中,這類(lèi)表述被提到了顯眼處,他說(shuō):“宇宙創(chuàng )造過(guò)程中,上帝沒(méi)有位置!
  1632年,伽利略68歲,出版了《關(guān)于兩種世界體系的對話(huà)》;2010年,霍金68歲,出版了新書(shū)《大設計》,并在一部紀錄片中表示:不要跟外星人說(shuō)話(huà),他們也許并非善意。又說(shuō):我們應該相信存在外星人,而不是上帝。

  (本文資料來(lái)源于霍金的《時(shí)間簡(jiǎn)史》、《果殼里的30年》、《大爆炸、嬰兒宇宙及其他》等,及BBC與Discovery拍攝的紀錄片等。感謝理論物理研究所李淼研究員和浙江大學(xué)博士生李劍龍對本文的幫助。)

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