霍金简介介绍
新千年伊始,白宫发表了一系列演讲,其中以科学为主题的演讲是《想象与变革——下一个千年的科学》。它的主讲人是英国剑桥大学应用数学和理论物理系教授、有“轮椅天才”之称的斯蒂芬·霍金。他是重度残疾人,手里只有三根手指能动。这位极度残疾而又聪明的科学家成了这场不寻常演讲的理想人选。
绰号“爱因斯坦”
在20世纪90年代,谈论宇宙学成为一种时尚。《生活大爆炸》虽然不新鲜,但在大众心目中却很新奇。尤其是提到霍金,人们表现出极大的兴趣,称他为自爱因斯坦以来最优秀的物理学家。
霍金是英国人。他出生于1942 65438+10月8日。这一天恰好是意大利物理学家、现代物理学创始人伽利略逝世300周年纪念日。前几天是牛顿的生日:1643 65438+10月4日。当然,这并不意味着落地的小霍金斯就披上了金色的光环。用霍金自己的话说,“我估计大约有20万婴儿在同一天出生”。
小霍金和普通孩子一样,喜欢玩具,对玩具火车着迷,甚至自费购买电动火车。少年时,霍金也喜欢制作飞机模型和轮船模型,甚至尝试发明一些游戏,比如制作不同颜色零件的工厂、运输产品的公路和铁路、股票市场等。霍金和一个同学负责编写游戏规则。在编译这些游戏时,霍金的目标是“建立一个我能控制的可移动的模型”,“这些游戏和制作都来自于探索事物和控制事物的要求”。这个要求一直驱使着霍金去“探索事物”,甚至在后来的宇宙学研究中发挥了作用。
上学期间,霍金被分到一个很好的班级。虽然他从来没有排在前一半,但他仍然受到同学们的尊重,他们给他起了一个绰号——爱因斯坦。霍金班上有一些好同学。他们喜欢听音乐,尤其是古典音乐,如莫扎特、马勒和贝多芬。他们也去音乐厅听音乐。他们还经常讨论一些科学和宗教问题,比如宇宙的起源,宇宙的运行是否需要上帝的作用。
看看浩瀚的宇宙
中学最后两年,班上来了一个数学老师。他的教学富有启发性,激起了霍金对数学和物理的兴趣。虽然他的父亲鼓励他学习科学,但他希望他学习与父亲专业相似的生物。回忆起自己在中学的学习,霍金说,“当我年轻的时候,我对所有的科学都一视同仁。在我十三四岁以后,我知道我要做物理方面的研究,因为这是最基础的科学,虽然我知道中学物理太容易太简单,太枯燥。化学有趣多了,很多意想不到的事情不断发生,比如爆炸等等。但物理学和天文学有望解决我们从哪里来,为什么在这里的问题。我想探索宇宙的秘密。”由此可见,年轻的霍金虽然志向不算远大,但“想探索宇宙的内部细节”肯定会对他后来的研究产生影响。
高中毕业后,霍金被牛津大学录取,并如父亲所愿获得奖学金。霍金学物理并不辛苦,后来考上了剑桥大学理论物理专业的博士生。你为什么选择理论物理这个专业?霍金后来说:“理论物理有两个基本领域...一种是研究非常大规模的,也就是宇宙学;另一种是研究极小尺度,即基本粒子。”也就是说,理论物理将“最大”的宇宙与“最小”的基本粒子联系起来。最后,他决定研究宇宙学,因为“宇宙学中有一个定义明确的理论,即爱因斯坦的广义相对论”。广义相对论是研究宇宙学的理论基础。
回报社会的恩情
霍金在求学期间得了一种怪病,这是一种运动神经元疾病。这种病让本来就不灵活的霍金更加笨拙,病情迅速恶化。霍金难过极了,以为自己活不长了。但是,霍金并没有放弃正常人的工作、学习和生活,他在这个时候结婚了。五年后,他成为三个孩子的父亲。
患病的霍金依然如故,甚至更加勤奋。他曾经梦到自己被执行死刑,从中他希望“如果我被赦免,我还能做很多有价值的事情”。他相信“我会牺牲自己的生命去拯救他人”,做一些善事来回报社会对他的恩情。
霍金因为努力工作取得了巨大的成就。他因对黑洞的研究而在物理学界出名。黑洞是一个非常小而质量大的天体,也就是说,它的密度很高。这个天体是理论上推断的天体。
早在200年前,一位法国科学家就提出了黑洞的问题。他认为,满足一定条件的恒星会在引力的作用下吸收自身的光,使我们看起来像是一个“暗质量”。但是,这个科幻的预测并没有被重视。爱因斯坦建立广义相对论时,一位德国科学家借助广义相对论重新预言了黑洞的存在。他发现质量等于太阳质量的黑洞直径只有2.95公里;相当于地球质量的黑洞直径只有0.9厘米。到了20世纪30年代末,一位美国科学家在研究恒星演化的时候,又研究了黑洞的问题。他认为,当恒星燃尽后,在引力的作用下,恒星会无休止地坍缩,最终形成黑洞。
对黑洞的研究引起了全世界的关注。
20世纪60年代,天文学的一系列新发现刺激了天体物理学的研究。霍金来的正是时候,对黑洞的研究让他崭露头角。霍金将热引入黑洞的研究,大大加深了对黑洞的认识。此时霍金认为可能存在一种“微型黑洞”。这种黑洞很小,有的会小到质子或中子。根据现代物理学的理论,当一个物体如此之小时,它应该遵守量子力学的定律。霍金的进一步研究表明,黑洞可以蒸发;黑洞越小,蒸发越快。1个黑洞1亿吨(质子大小相当)10亿年才能完全蒸发,最后0.1秒释放的能量相当于1万兆吨级氢弹爆炸。也就是说,我们是否应该仔细进行天文观测,试图在太空中找到这种“微型黑洞”并加以利用?!
霍金对宇宙大爆炸理论的研究做出了巨大贡献。他认为宇宙起源于一个“奇点”,“奇点”处的爆炸产生了粒子和能量,粒子之间的相互作用产生了星云,然后演化成了我们今天的世界。今天的宇宙还在膨胀,未来的宇宙可能继续膨胀,也可能在达到极限时收缩到最初形成宇宙的“奇点”。看似有趣,但这就是今天人们对宇宙的认识水平。
因为霍金在天体物理研究方面的成就,他获得了1978的爱因斯坦奖。1980年成为三一学院卢卡斯讲座教授。牛顿曾经是这个讲座的教授。现在,霍金已经快六十岁了。尽管他身体残疾,但他经常旅行、演讲和写作。他的《时间简史》已经出版了数千万册,被翻译成40多种语言。因为霍金传奇的奋斗经历,他的《时间简史》也被搬上了银幕。人们看到了黑洞和基本粒子的图片,听到了霍金在电脑键盘上的敲击和电脑合成。人们为近代物理学和宇宙理论的禁欲而震惊,为人类的智慧而感叹,更为霍金在承受巨大痛苦的同时攀登科学高峰的伟大精神而敬佩。