《霍金传》:“宇宙之王”史蒂芬·霍金的精神世界
郑胜辉学习与思考第2128天
关于作者
本书作者是荣获过诸多奖项的美国畅销书作家凯蒂·弗格森,她是与霍金相识超过30年的好友,也是霍金《果壳中的宇宙》一书的顾问。长期以来,她一直不断地学习研究霍金的前沿理论,同时致力于把物理学和宇宙学的相关知识,以通俗易懂的语言传递给没有科学背景的人们。
关于本书
本书作者弗格森长期与霍金共事,认识一个真实的霍金,在写作这本《霍金传》期间,弗格森获得了霍金本人及其家人朋友的大力支持。本书包含了关于霍金的大量第一手资料,从出生到离世,从生活到工作,为我们完整地回顾了霍金的一生,让我们能对这位当代最著名的物理学家,有一个完整客观的认识和评价。
核心内容
霍金从小就表现出了过人的天赋,凭借自己的才能顺利地考进了牛津与剑桥,本应在物理学界大展一番拳脚他,却在20出头的年纪被确诊患上了渐冻症。虽然也一度灰心气馁,但霍金最终还是选择与疾病勇敢斗争。在此期间,他遇到无私支持自己的简·王尔德,并与简结为夫妻,虽然他们的婚姻最终以离婚收场,并各自开始了第二段婚姻,但霍金与简之间的感情持续了一生。在工作方面,霍金既是一名伟大的理论物理学家,也是一名优秀的科普作家和社会活动家,他的工作值得我们铭记,他的品质值得我们尊重和学习。
前言
说起当代最著名的物理学家,你第一个想到的,很可能就是英国物理学家史蒂芬·霍金。霍金的巨大声望,不仅源于他在理论物理学界的突出成就,比如他对黑洞、奇点、宇宙大爆炸等宇宙本源问题的深入探索,还源于他与命运抗争、战胜了极为严重的身体残疾,这让他成为无数人心目中的传奇偶像。
霍金的一生成就斐然:1974年,年仅32岁的霍金就被评选为英国皇家科学院院士;1978年他获得了阿尔伯特·爱因斯坦奖;1979年霍金又被剑桥大学授予第十七任卢卡斯数学教授头衔,这个头衔是剑桥大学授予物理学家的最高荣誉,第二任卢卡斯数学教授就是大名鼎鼎的艾萨克·牛顿。
在晚年,无论他走到哪里,都会被人群簇拥,是最闪耀的科学明星。他的言论总会被媒体追踪和放大,他本人的身影反而被逐渐淹没。这位伟大的科学巨子究竟有怎样的一生?在这本《霍金传》里有详细的解答。
这本传记的作者是美国畅销书作家凯蒂·弗格森,长期以来,她一直致力于把物理学和宇宙学的相关知识,以通俗易懂的语言科普给没有科学背景的人们。弗格森与霍金相识30多年,曾多次与霍金合作,一直不断地学习研究霍金的前沿理论,还曾担任霍金的科普书《果壳中的宇宙》一书的顾问。在写作这本《霍金传》的过程中,弗格森获得了霍金本人及其家人朋友的大力支持,从出生到离世,从生活到工作,一个完整的霍金被真实地还原在了我们面前。
在这本书的讲述里,有三个关键词始终离不开霍金:疾病、家庭、事业。这三个词都各自代表了他人生中的不同侧面,那接下来我就根据这三个关键词,通过三个部分,来带你认识一个完整的霍金。第一,霍金是如何与疾病抗争一生的?第二,霍金有怎样不同寻常的婚姻经历?第三,霍金都有哪些值得我们铭记的事业成就?
第一部分
疾病,是我们了解霍金时绕不过的话题。霍金与疾病抗争了一辈子,疾病残酷地剥夺了他的行动能力和语言能力,却也让他的人生更富有传奇色彩。所以,第一部分我们就先来说说,霍金是如何与疾病抗争的?
1942年1月8日,是意大利物理学家伽利略去世的第300年,似乎冥冥之中自有天意,这一天,史蒂芬·霍金在英国牛津出生。霍金一家和牛津很有缘分,他的父母都毕业于牛津大学,尤其他的母亲是当时少有的女大学生。出生在这样一个家庭,霍金自小就受到良好的教育熏陶,他八九岁时就立下志向,长大后要成为一名科学家。
青少年时期的霍金还很健康,而且天赋过人。他没有花太多力气就考入牛津大学,学习物理和化学。在本科阶段,霍金虽然不怎么努力,但依然能轻松取得优秀的成绩。比如有一次,老师布置了13道很难的电磁学作业,给了霍金和他的三位同学一周的时间去做。到了周日,其他三位同学最多都只做出来一道半题目,而霍金还没开始动笔,最后他只花了一个上午的时间,就做出来10道。可见,就算是在牛津大学这种地方,霍金的天赋也是出类拔萃的。从牛津毕业后,霍金顺利被剑桥大学录取,开始攻读物理学博士学位。
一切看起来都顺风顺水,正常来说,霍金会在剑桥找到自己的研究方向,然后成为一名优秀的物理学家。然而,谁都没有想到,他的人生会被一场疾病彻底改变。从大三起,霍金就开始发现自己有些“笨手笨脚”,而且经常莫名其妙地摔跤。一开始他也没有在意,但到剑桥之后,身体上的异样已经非常明显。在剑桥的第一个学期,霍金就已经很难自己系鞋带了,而且说话也开始说不清楚,第一次见他的人,甚至很容易误以为他有语言障碍。
1963年,刚满21岁的霍金去医院做了检查,这时候他才得知,自己患上了肌萎缩性侧索硬化症,俗称渐冻症。这是一种因控制骨骼肌的运动神经元退化而导致的罕见病,患上这种病后,病人的肌肉会逐渐衰弱、萎缩,最后大脑会完全丧失控制随意运动的能力。不管是当时还是现在,渐冻症都没有有效的治疗方法,大多数病人会在患病两三年后,因肺炎或窒息而死。
医生告诉霍金,他的生命可能只剩两年了。可以想象,对于意气风发,正准备在物理学领域大展拳脚的霍金来说,这个消息会是怎样的打击。霍金一度极其沮丧,丧失了活下去的目标,两年时间甚至连读完博士都不够,那他的努力还有什么意义吗?
有意义,这是他在痛苦中给自己找到的答案。乐观是霍金天生的性格底色,虽然自己的病很可怕,但霍金突然意识到,自己的状态很像一个被判了死刑,但又获得了缓刑的人。既然一个人无论如何都要死,那还不如先做点有意义的好事。经过了这种思想上的斗争,霍金终于拾起勇气,重新开始了自己的生活。
面对病情,霍金选择以一种坚决的方式死磕到底。他从不拿自己的病说事儿,也不希望生病对他的生活造成任何影响,他很少提起自己的病情,当朋友问起,他也只会轻描淡写,一语带过。有时,他甚至会觉得自己特别幸运,因为渐冻症虽然会让身体瘫痪,但不会影响大脑,所以他从事的理论物理学研究,是少有的几个不会被渐冻症严重影响的工作。
而且,一位女性的出现,更是给他的生活注入了信心,那就是他未来的妻子——简·王尔德。他们俩的爱情故事我们稍后再谈,不过毫无疑问的是,能与简组建起一个美满的家庭,让霍金重新燃起了对生活的信心。
一晃两年过去,幸运的是,霍金病情的恶化速度明显比预期要慢,他没有像医生预言的那样死去,但不可避免的是,他的身体机能在一天天地衰退。面对日益严重的病情,虽然霍金坚持选择抗争到底,在生活中,他能依靠自己,就绝不麻烦别人,但他肌肉的萎缩退化还是不可避免地到来了。首先是双腿,上世纪60年代末,霍金就不得不拄起双拐。到70年代初,他就只能靠轮椅活动了。与此同时,霍金双手的运动能力也开始衰退,一开始是不能写字写方程,后来就只剩三根手指能活动,到晚年,他的所有手指都不能动弹了。
不过,运动上的困难还不是最大的挑战,与人交流是一个更大的问题。霍金说话越来越吃力,最后口齿含混不清,只有家人和助手才能听懂他在说什么。1985年,一次严重的肺炎差点夺去他的生命,为了做手术,霍金的气管被切开,从此他彻底失去了发声的能力。
不幸中的万幸,是霍金赶上了信息技术蓬勃发展的时代,手术后不久,一位计算机学家就为他专门制作了一套电脑设备,让霍金能依靠手指按压按键来输入单词,然后通过扩音器发出电子声音。从此以后,这个电子音就成了霍金的标志性声音。经过练习,霍金使用这个系统最快每分钟能输入15个单词。到晚年,当霍金连手指也动弹不得之后,英特尔公司又专门为他开发了一系列新设备,让他能通过自己的面部肌肉控制计算机和外界交流。只不过沟通效率进一步降低,这时候的霍金,平均每分钟就只能输入1个单词了。
虽然病情为生活带来了极大的痛苦和不便,但霍金终其一生都保持着乐观坚强的性格,从没屈服于疾病,一直在尽其所能地积极生活。疾病毁掉了他的身体,却成就了他伟大的精神。
第二部分
如果说疾病给霍金的生活带来了黑暗,那给他带来光明的,就是陪伴在他身边的爱人。霍金的婚姻并非一帆风顺,他既有令人羡慕的伟大爱情,又有外人难以评说的分分合合,了解他的婚姻,能让我们认识一个有血有肉的霍金。所以,第二部分我们就聊聊,霍金有怎样不同寻常的婚姻经历。
如果说有哪个人对霍金一生的影响最大,那非简·王尔德莫属。简比霍金小两岁,在霍金进入剑桥后的第一个新年派对上认识了霍金,初次相识,简就发现眼前的这个小伙子既古怪傲慢,又幽默聪明,很快她就对霍金产生了好感。
然而,此时的霍金并没有谈恋爱的心思,他刚刚得知自己的病情,正觉得眼前一片黑暗,未来不知何去何从。不过,简并没有被霍金的病吓退,她明知霍金可能时日无多,但仍然坚定了对霍金的选择,这位即将迈入大学校园的少女,当时正在为自己的人生寻找目标,这时候她找到了,那就是照顾霍金,和霍金一起让生活变得有意义。
也是在简的支持陪伴下,霍金逐渐走出了阴影,重拾了对生活的热情,他在1964年向简求婚,简欣然同意,他们在第二年结为夫妻。从此以后,二人相互陪伴,相濡以沫,照顾霍金是简的目标,而简也给了霍金生活的目标,让他坚定了活下去的决心。他们一家的生活充实而忙碌,霍金获得了博士学位,简也读完了自己的本科课程,他们还陆续生下了三个孩子。
很明显,在这段婚姻中,简注定要担负起生活的所有重担。她既要照顾孩子,做家务,协助霍金的日常工作,还要抽空完成自己的学业。这种常年的超负荷运转,一般人很难承受下来,但简无怨无悔,因为霍金在事业上的成功给她带来了无与伦比的喜悦。简照顾霍金的生活,霍金给简精神上的幸福,夫妻之间的这种配合虽然看起来和谐幸福,但也埋藏着一层隐忧。
上世纪70年代,随着女性社会地位的明显上升,越来越多的女性不再满足于相夫教子式的生活,简的思想也发生了改变,单纯地照顾霍金和孩子们,已经不能让她找到自己的人生价值,所以简决定在剑桥读博。可读博不是一句话的事,这意味着他们一家本来就很忙碌的生活,要变得更加紧张。巨大的生活压力,让简不得不去寻找精神上的支持,作为一名虔诚的基督徒,简认为正是对上帝的信仰让她一直支撑了下来,但作为物理学家的霍金却是一个无神论者,他并不相信一个人格化的上帝,这种信仰上的冲突让简十分失望。
无法从丈夫身上获得的信仰认同,总要有一个排解的渠道。1977年,迷茫而又心力交瘁的简,在教堂遇到刚刚丧妻的乔纳森·琼斯,乔纳森热心地融入了霍金一家,帮忙打理家务,照顾霍金和孩子们。乔纳森和简有着同样的宗教信仰,也同样爱好音乐,在简最需要支持的时候出现在了简的身边,这注定他们不会只是普通朋友的关系。
不久之后,简和乔纳森就互相有了好感。简没有隐瞒,和霍金坦诚地说了这件事。或许是出于对妻子的愧疚,或许是出于对乔纳森的感激,也或许是其他什么原因,霍金表示只要简继续爱他,他就接受乔纳森的存在。从此之后,简和乔纳森维持了很长一段时间的柏拉图式恋情,虽然霍金在很长一段时间里都没有表达过不满,但他真的一点也不介意吗?我们不知道霍金内心深处的想法,但乔纳森的存在,显然是霍金和简婚姻之间的一个定时炸弹。
与此同时,随着霍金症状的加重,他的自理能力越来越差。上世纪80年代,他终于开始请全职护工来照顾自己的生活,护工的到来,一方面把简从繁重的日常生活中解脱了出来,另一方面,也减少了她和霍金相处的时间。两人之间本已经出现隐忧的婚姻,这时更增添了额外的变量。1985年,一位名叫伊莲·梅森的护工走进了霍金的世界。在相互的陪伴中,霍金和伊莲逐渐发展出了感情,他也和简渐行渐远。
一方面是妻子的婚外恋情,一方面是与自己朝夕相处已然产生感情的护工,霍金和简之间的感情逐渐走向不可调和。最终在1995年,霍金和简离婚,他们持续了30年的婚姻走到了尽头。同一年,霍金和伊莲结婚。两年后,简和乔纳森结婚。
霍金的第二段婚姻并没有得到太多的祝福。社会舆论纷纷指责霍金离开了曾经勇敢支持他的简,也怀疑伊莲和霍金在一起的动机。霍金没有过多解释,他坚持不把自己的私生活公开化。但他身边的一些朋友却表示,是伊莲的爱与呵护在支撑着霍金走下去,他们之间是有感情、有火花的。虽然在这段婚姻中,霍金曾多次传出受伤的新闻,外界也怀疑他被伊莲虐待,但霍金始终坚称自己和伊莲的关系很好,否认一切虐待的指控,也不希望任何人插手他和伊莲的生活。
霍金的第二段婚姻持续了11年,2006年霍金和伊莲离婚,之后他又和简重归于好。在霍金的第二段婚姻期间,他和子女们曾一度非常疏远,也不怎么来往,但离婚后,孩子们又回到了霍金身边。2007年,简出版了自传《旅行到无穷:史蒂芬的生活》,记录了她和霍金的婚姻时光,澄清了外界关于他们之间婚姻的猜想,让人们明白,原来他们曾经的婚姻并非童话故事般完美无瑕。后来,这本自传被改编为电影《万物理论》,影片获得了霍金和简本人的高度评价,感兴趣的朋友们可以找来看看。
第三部分
生活中的霍金有血有肉,他与疾病抗争一生的精神,激励了一代又一代人;他与两任妻子之间的婚姻故事,也体现出他关于爱的真性情。不过作为一名伟大的物理学家,霍金对人类影响最深远的,还是他的科学事业。所以,最后一部分我们就说说,霍金都有哪些值得我们铭记的科学成就和社会贡献。
回顾霍金一生的事业,我觉得三个头衔最能概括出他的贡献:理论物理学家、科普作家和社会活动家。
毫无疑问,理论物理学家是霍金最主要的头衔,他终其一生都在研究物理,也正是在物理学界的巨大成就,让他获得了世界范围内的知名度。我们今天回顾霍金的科研生涯,他到底都有什么成就呢?
科学界的同行们普遍认为,霍金最重要的成果是发现了“霍金辐射”。过去,科学家们根据相对论预测,黑洞是一种很奇特的天体,它有宇宙中最强的引力,就算是光也无法逃脱黑洞的吸引,所以,任何物质或能量都不可能从黑洞中逃脱出来,黑洞也就没可能发出辐射。
但霍金通过计算发现,虽然没有任何物质能从黑洞内部逃出来,但根据量子力学可以预测到,真空中会凭空产生虚粒子对,虚粒子对中有一个携带正能量,一个携带负能量,如果这些虚粒子对出现在黑洞边界,其中携带负能量的虚粒子会掉进黑洞内部,而带正能量的粒子则会逃离到无穷远。在这个过程中,黑洞会对外发出热辐射,导致自身的质量减少。这个过程就叫做霍金辐射。
当然,这只是对霍金辐射原理的一种简单表述,具体的物理机制我们不再细说,重要的是我们应该明白霍金辐射的意义,就像我们刚才说的,霍金最重要的研究成果就是发现了霍金辐射,那它重要在哪儿呢?这就牵扯到物理学最核心的问题了。
科学家们普遍相信,存在这么一个万物理论,能够解释宇宙中的一切现象。具体来说,这个理论要能把宇宙中的四种基本作用力统一在一起,这四个基本作用力中,引力能通过相对论来解释,电磁力、强相互作用力和弱相互作用力都能用量子力学来解释。但问题在于,相对论和量子力学之间存在着不可调和的矛盾,科学家们经过了百般尝试,至今也没能把二者统一起来。其中的原理比较深奥,我们就不展开说明了,每天听本书栏目曾解读过一本书名为《宇宙的琴弦》,对万物理论进行了深入的讲解,有兴趣的朋友可以去听听。
我们现在只需要知道,科学家们探寻万物理论的前路是极其艰难的,爱因斯坦把他后半生的几乎全部精力都投入其中,但最终也没找到答案。而霍金辐射,是人类第一次把相对论和量子力学整合在一起的成功尝试,虽然距离彻底统一两大理论离得还很远,但这次尝试的标志性意义,足以让霍金在物理学史上留下浓墨重彩的一笔。
除了霍金辐射,霍金还在黑洞、奇点、宇宙大爆炸和宇宙历史等多个方面,做出过重要贡献。这些研究成果都被他以比较简单明了的形式,写进了他的“霍金三部曲”之中,也就是《时间简史》《大设计》和《果壳中的宇宙》。说到这,我们就不得不提到他的第二个头衔,那就是科普作家。
1982年,为了给女儿交学费,霍金打算写一本科普读物。他认为,关于宇宙从哪里来,又会到哪里去的问题,能激起所有人的兴趣。但普罗大众受困于知识门槛,很难亲身参与讨论,所以,他决定写一本面向大众的科普书。
这本书的写作之路并不轻松,虽然在1984年他就口述完成了初稿,但1985年的肺炎让霍金失去了说话能力,直到适应了用计算机进行沟通后,霍金才又恢复了工作。从构思到写作再到多次修改,前后经过了6年的筹备,1988年霍金的《时间简史》终于出版。让他没想到的是,这本书一上市,就跃居畅销书排行榜的榜首,并创下了在畅销书榜首时间最长书籍的吉尼斯世界纪录。
后来,霍金又出版了《果壳中的宇宙》和《大设计》两本科普书,与《时间简史》共同构成了“霍金三部曲”。这三本书也都在每天听本书栏目有过解读,有兴趣的朋友可以找来听听。上世纪八九十年代之后,随着名气进一步高涨,霍金越来越多地参与到科普工作上来,他先后参与拍摄客串了多部电视片和纪录片,不遗余力地把科学普及更广泛的大众群体。
晚年的霍金对公共事务的关注程度越来越高,经常出现在公众面前,提出各种各样的判断和建议,成为了一名颇具影响力的社会活动家。
霍金最关心的是人类的未来命运。他经常思考,作为一个物种,人类如何才能更好地在未来延续生存。比如他就曾告诫我们,人类的未来取决于能否殖民另一颗行星,只有离开太阳系,人类才有永久生存的希望。他还预言,人类在地球上剩下的时间不会超过1000年。关于面对外星人的态度,霍金不止一次地呼吁,如果我们发现了外星文明,千万不要去主动联系。因为这个文明有极大概率比我们先进,如果它们发现了人类,人类就很可能像哥伦布发现新大陆时的美洲土著人一样,被摧毁甚至奴役。
同时,他对很多热点话题也非常关注,比如人工智能。2014年,他曾提醒人们,成功创造出人工智能是人类历史最重大的事件,但可能也是最后一件大事,因为人工智能轻则会导致大批人口失业,重则可能对人类的生存造成巨大的威胁。但2016年他又说,人工智能要么是人类历史上最美好的事,要么是最糟的事。
最后,作为一名残疾人,霍金对改善残疾人的福利待遇也倾注了大量心血。他长期呼吁英国政府保障残疾人的医疗待遇;在应用英特尔公司的先进设备和技术时,霍金也一直都坚持要把这些技术开源,保证其他残疾人也都能从中获益。而最重要的是,他抗争疾病的坚强形象,给了无数残疾人努力生活的巨大精神动力。
2018年3月14日,在爱因斯坦诞辰的第139周年,霍金安静地离开了这个世界,享年76岁。他的生命没有定格在确诊渐冻症后两年,而是顽强地与疾病斗争了五十多个春秋,这是霍金和全人类的幸运。去世后,霍金被安葬在了伦敦的威斯敏斯特大教堂下,他的坟墓就在牛顿旁边,两位科学巨人就此永久相伴。
因为身体的局限,霍金后来的所有学术研究都只能依靠大脑,不管他的心算能力有多强,残疾对他学术研究的影响都是巨大的。科学界的同行们表示,他在科学方面最重要的贡献,不是他的发现,而是他探索这些发现的方式,霍金愿意主动推翻自己之前的结论,也经常提出各种有趣又发人深省的问题。
霍金一生的好友,诺贝尔物理学奖得主基普·索恩在霍金的葬礼上说:我们今天站在牛顿的肩膀上,因为牛顿给了我们答案,而如果我们发现了万物理论,那就是站在霍金的肩膀上,因为霍金给了我们问题。
结语
最后,我想与你分享一段霍金去世前不久,在剑桥大学的一段演讲。他说:“活了这么久,做了这么久的理论物理研究,真是我的荣幸。过去50年来,我们对宇宙的认知改变了,我很荣幸能贡献出自己的一点力量……记得仰望星空,不要只看脚下。无论生活看起来多么艰难,你总有自己的方式发光。只要不放弃,就总有希望。”
这是垂暮之年的霍金为我们留下的殷切期盼,今天读到他的这些话,我在崇敬的同时,更感到一丝悲壮的色彩。霍金的身体被困在了轮椅上,但他的思想却遨游到宇宙尽头,这种巨大的反差,让霍金的身影更显传奇。他给无数人带来了生命的激励,究其根本,或许就是因为他的那个信念:“无论生活看起来多么艰难,你总有自己的方式发光。”
撰稿:田牧歌;脑图:刘艳导图工坊;资料来源:得到APP听书栏目
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