根据BBC等多家权威媒体报道,剑桥大学著名理论物理学家斯蒂芬·霍金昨日去世了。这位身体囿于轮椅55年,思想却始终遨游在宇宙最深处的老人,终究归于“星辰宇宙”。
▲斯蒂芬·威廉·霍金相比于其他杰出的物理学家,霍金身上无疑更具传奇性色彩,而这种传奇性大概源于这样两点:一是他自年轻时起便罹患罕见病渐冻症,以及其在深奥神秘的宇宙学领域做出的巨大贡献之间的反差;另一个则自然与其全球销售过千万册的科普畅销书如《时间简史》等有关,他对于激发大众对宇宙的兴趣始终乐在其中。
轮椅上的巨人
霍金从小出生在一个家境良好的家庭,父亲是研究热带疾病的医学研究员,母亲是物理学家的女儿。他们都毕业于牛津大学,为霍金及其兄妹提供良好学习环境。
霍金的前半生一帆风顺,他17岁获得牛津大学奖学金。入学后坚定了自己在数学和物理方面的兴趣,并很快崭露头角,第二年便获得牛津大学物理奖——布莱克威尔·布克物理学习优秀奖。
▲青年的霍金转折出现在他年仅21岁那年,他患上了被医生认为是绝症的“运动神经元病”, 这是肌肉系统退化的紊乱状态,又称肌萎缩性(脊髓)侧索硬化(ALS)症。医生认为,他的身体会迅速退化,虽然大脑不会受到影响,但估计存活期仅有两年半。
1965年7月,过了医生预计生存年限的霍金还结婚了。病中的霍金活动仅限在轮椅上,说话的能力也在不断退化,但他每天从剑桥校园附近租的房子到学校去学习。以病残之躯坚持研究,并有着惊人的学术生命期,也更令他受到普遍的尊重。
▲霍金第一次结婚霍金最著名的工作是有关黑洞的研究,主要有两大理论贡献,一个是“奇点理论”,另一个则是“黑洞辐射”。
前者是从广义相对论出发,在彭罗斯通过数学理论推导得出黑洞中心存在时间-空间奇异点的观点启发下,提出整个宇宙也存在一个理论上的奇异点,而宇宙大爆炸正是诞生于此,这一观点霍金在其24岁时的博士毕业论文《宇宙膨胀的性质》中首次提出。
黑洞辐射则是霍金历史性地将广义相对论和量子力学相结合,做出的惊人预测,他预言黑洞并非如往常所认为的仅仅吸收物质和光线,它同时也会像热物体那样发出辐射。
他在《时间简史》一书中,还颇为得意地提到,“尽管我们还没能设法找到一个原初黑洞,但比较一致的共识是,如果找到了,黑洞必然在发出大量的伽马射线和X射线。如果我们确实找到了一个,我将会获得诺贝尔奖”。
▲霍金的博士毕业论文《宇宙膨胀的性质》《时间简史》怎样读才最好懂
尽管霍金在理论物理学领域取得过丰硕的成果,但他真正为大众熟知还是得益于他的一系列科普著作,其中最为知名的当属《时间简史》。
《时间简史》初版于1988年,很快成为风靡全球的畅销书。迄今为止,它被译成四十多种语言,全球总销售量超过2500万册,仅简体中文版就超过100万册。事实上,在这本书出版之前,出版商、代理人和霍金自己都未曾预料到会这么畅销。 但正如霍金在这本书的序言中所说,“《时间简史》的成功表明,人们对于重大问题有广泛兴趣:诸如我们从何而来?宇宙为何是这样子?”
▲演讲中的霍金《时间简史》的畅销既令人欣慰,也让人疑惑不解。因为只要翻开这本书认真阅读就会发现,尽管霍金尽量回避高深的物理概念和数学公式,以第一人称叙述的口吻增添可读性,并且时不时穿插一些科学史上的人物和故事,但要真正理解其真实内涵,阅读的门槛并不低。
仅仅知道粗浅的狭义相对论和薛定谔方程是不够的,还必须知道广义相对论以及后来在量子理论的基本概念等等。即便是最浅显的第一章,也不是那么易于理解。例如多数读者不会明白霍金对托勒密天文学所做的浓缩性描述:“托勒密模型为预言天体在天空中的位置提供了相当精密的系统。
但为了正确地预言这些位置,托勒密必须假定月亮轨道有时候离地球比其他时候要近一倍,这意味着月亮有时看起来要比其他时候大一倍”。这话是什么意思,只有对托勒密理论的细节有相当了解的人才能明白。
尤其重要的是,书中涉及到的当代物理学的最新进展大多属于纯粹的理论和假设,并未经过实验和观测证实。
此外,在谈到黑洞、虫洞、时间旅行等最吸引读者的内容部分时,也许是为了考虑大多数读者的理解能力,霍金并没有深入展开,而是以精炼的语言加以概述。
综上种种,对于没有接触过物理学前沿的大多数普通读者来说,想真正读懂这本书,享受这本书带给我们的广阔的宇宙和黑洞的魅力,小编建议大家不妨先读这本《图解时间简史》。
《图解时间简史》以霍金《时间简史》为蓝本,以图文注释、添加背景知识的形式对原书做了尽可能的通俗化解读,让人人都能读懂霍金。
比如在第二章论述时间和空间的关系,介绍爱因斯坦狭义相对论时,本书就“动尺收缩”问题作了详细而严密的图文解说,只需要初中物理最粗浅的知识就能轻松理解。对于广大的文科生群体或者疏离大学物理多年的理科生来说,这本书对于他们理解霍金对宇宙和未来的深刻认识,简直是再好不过的礼物。
【推荐阅读】
《图解时间简史》,北京联合出版公司出版,北京紫图图书出品。
网友评论