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第24章 在探索黑洞的路上

1979年的一天,中国学者吴忠超来到英国,参加剑桥霍金广义相对论小组的讨论班。他进门后等了一会,门被打开了,这时脑后响起一种非常微弱的电器的声音,回头一看,只见一个骨瘦如柴的人斜躺在电动轮椅上,他自己驱动着电开关。吴忠超内心十分惊讶,但是他尽量保持着礼貌。然而,霍金对首次见到他的人,对其残废程度的吃惊早已习惯。他要用很大努力才能举起头来。在失声之前,只能用非常微弱的变形的语言交谈,这种语言只有在陪他工作、生活几个月后才能通晓。他不能写字,看书必须依赖于一种翻书页的机器,读文献时必须让人将每一页摊平在一张大办公桌上,然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读。

这位身残志坚的人就是英国伟大的物理学家霍金。1962年,他进入了剑桥大学,但在第二年却不幸遇上了一场巨大的灾难:被诊断出了肌萎缩性脊髓侧索硬化症,这是一种退化性神经肌疾病。医生甚至预言霍金活不过2年。1985年,霍金由于一次严重的肺部感染,不得不实行气管造口手术,从而失去语言能力。现在霍金终日活动范围便是一台电动轮椅,用仅有的能活动的3根手指控制一台带语音合成器的计算机与别人交流。在某种程度上他已是一个生物、电子和机械的合成人。但霍金似乎没有为此消沉。

还是在剑桥上学的时候,霍金的导师夏马对那时在伦敦伯克贝克学院的一位年轻的应用数学家罗杰·彭罗斯提出的奇点理论很感兴趣,所以经常带着包括霍金在内的学生们去参加彭罗斯的学术讨论会。在那些讨论会上,他们听到了彭罗斯关于黑洞中央有时空奇点的观点。在一次从伦敦回剑桥的火车上,霍金突然闪过一个念头:“如果将彭罗斯的奇点理论应用于整个宇宙,不知会发生什么情况?”就是这个念头,使得霍金完成了一篇有分量的博士论文并顺利获得博士学位,而彭罗斯也成为霍金最重要的学术合作伙伴之一。

霍金对于黑洞的物理学做出了很大的贡献,他在1971年提出如下科学观点:在重达10亿吨的物质而仅占一个质子空间的物体,成为微型黑洞。这些物体的独特之处在于:它们的质量和引力巨大,应服从相对论的诸定理;同时,它们的体积极微小,又应服从量子力学的诸定律。1974年,霍金提出,根据量子论的预测,黑洞在不断发射亚原子粒子,直至耗尽其能量而最终爆炸。过去认为,有关黑洞的一切都是不可知的,而霍金的工作则大大激励了人们从理论上勾画黑洞的性能。他的工作,其重要性还在于它展示了这些性能与热力学和量子力学的关系。

霍金1988年撰写了《时间简史——从大爆炸到黑洞》,这本书是霍金的代表作。作者想象丰富,构思奇妙,语言优美,字字珠玑,更让人咋惊,世界之外,未来之变,是这样的神奇和美妙。这本书至今累计发行量已达2500万册,被译成近40种语言。1992年耗资350万英镑的同名电影问世。霍金坚信关于宇宙的起源和生命的基本理念可以不用数学来表达,世人应当可以通过电影——这一视听媒介来了解他那深奥莫测的学说。

本书是关于探索时间本质和宇宙最前沿的通俗读物,是一本当代有关宇宙科学思想最重要的经典著作,它改变了人类对宇宙的观念。本书一出版即在全世界引起巨大反响。《时间简史》对我们这些喜用言语表达甚于方程表达的读者而言是一本里程碑式的佳书。这是一本对知识无限追求之作,是对时空本质之谜不懈探讨之作。

霍金,在经典物理的框架里,证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性,黑洞越变越大;但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因辐射而越变越小,大爆炸的奇点不但被量子效应所抹平,而且整个宇宙正是起始于此。他被誉为是“在世的最伟大的科学家”、“另一个爱因斯坦”、“不折不扣的生活强者”、“敢于向命运挑战的人”。我们不得不对人类中居然有以这般坚强意志追求终极真理的灵魂从内心产生深深的敬意。

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