第七课 霍金与《时间简史》
第七课 霍金与《时间简史》
近代科学,特别是物理学,往往给人以晦涩难懂的印象。不仅如此,翻开一本物理学书籍,随处可见的莫名其妙的公式更是让读者头疼。
然而,真正的大师从不故弄玄虚,总是能把最深奥的知识用最简单生动的语言表达出来。20世纪风靡全球的科普著作《时间简史》便是一位大师的呕心沥血之作。有人评价:“这位因研究黑洞本性而名震天下的理论物理学家,作为科普作家正像他作为数学家一样游刃有余。”
乌龟塔上的宇宙
一位著名的科学家(据说是贝特朗·罗素)曾经做过一次关于天文学方面的讲演。他描述了地球如何绕着太阳运动,以及太阳又是如何绕着我们称之为星系的巨大的恒星群的中心转动。演讲结束之时,一位坐在后排的矮个老妇人站起来说道:“你说的这些都是废话。这个世界实际上是驮在一只大乌龟背上的一块平板。”
这位科学家很有教养地微笑着答道:“那么这只乌龟是站在什么上面的呢?”
“你很聪明,年轻人,的确很聪明,”老妇人说,“不过,这是一只驮着一只,一直驮下去的乌龟塔啊!”
关于这个宇宙的样子,人类最初的想法是“天圆地方”。后来逐渐意识到,或许我们所站的土地是一个大球。不然为何从地平线外驶来的船总是先露出船帆,然后才是船身?
若我们所在的是一个叫地球的球,那么地球是宇宙的中心吗?或许是吧,太阳、月亮以及天上的星星,都是围绕着地球在日复一日,年复一年地做着完美的圆周运动。
第一个说出“地球在动”的是哥白尼。他认为地球及水星、金星等行星都在绕着太阳转。然而当时的欧洲教会指出,上帝用来安置人的地球才是这个宇宙的中心。若有人对此提出非议,就是对上帝的亵渎。为了免于遭受迫害,哥白尼直到临死前才说出“地球不是宇宙的中心”。
后来,另一个巨人——伽利略,用刚发明的望远镜观测夜空,发现有几个卫星绕着木星旋转。看来,地球真的不是宇宙的中心。
至今,我们对宇宙的了解究竟到了何种程度,让我们去问问那个传说中的宇宙之王。
宇宙之王——霍金
书写《时间简史》这本著作的是一个叫做史蒂芬·霍金的英国人。霍金1942年1月8日出生于英国牛津,这一天,正是那个利用望远镜进行天文观测的伽利略逝世300周年纪念日。伽利略对现代物理学的发展起着决定性的作用。那个在比萨斜塔上做实验,证明两个重量不一样的小球下落得同样快的,也正是伽利略。
霍金曾先后毕业于牛津大学和剑桥大学,并获得剑桥大学的哲学博士学位。
然而,霍金在21岁时不幸患上了会使肌肉萎缩的卢伽雷氏症,当时医生诊断他只能活两年。后来他虽然活了下来,但在往后的数十年中,病情日益恶化。刚开始他被禁锢在轮椅上,只有两根手指可以活动。1985年,又因患肺炎被彻底剥夺了说话的能力,演讲和问答只能通过语音合成器来完成。
他的贡献对于人类的观念有深远的影响,所以媒体早已有许多关于他如何与全身瘫痪作斗争的描述。
《时间简史》这部著作的中文翻译者吴忠超对于1979年第一次见到霍金时的情景至今历历在目。那是他第一次参加剑桥霍金广义相对论小组的讨论班活动,身后门一打开,脑后忽然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。
霍金每天驱动轮椅从他的家——剑桥西路5号,经过美丽的剑河、古老的国王学院驶到应用数学和理论物理系的办公室。该系为了他的轮椅行走便利特地修了一段斜坡。
现在,霍金是英国剑桥大学应用数学及理论物理学系教授,当代最重要的广义相对论和宇宙论家,是当今享有国际盛誉的伟人之一,被称为在世的最伟大的科学家,还被称为“宇宙之王”。
畅销书之王:《时间简史》
霍金把他早期的一些关于宇宙、黑洞的认识写在了《时间简史》这部著作里。《时间简史》在全世界的销量已经高达2500万册,从1988年出版以来一直雄踞畅销书榜,创下了畅销书的一个世界纪录。在这本书里,霍金力图以普通人能理解的方式来讲解黑洞、宇宙的命运和时间旅行等。
在《时间简史》一书的开头,霍金指出:“有人告诉我,我在书中每写一个方程式,都将使销量减半。于是我决定不写什么方程。不过在书的末尾,我还是写进一个方程,爱因斯坦的著名方程E=mc2.我希望此举不致吓跑一半我的潜在读者。”现在看来,霍金完全是多虑了。
在这本书中,霍金试图勾勒出我们心目中的宇宙历史——从大爆炸到黑洞。
他提出,我们的宇宙不可能是静态的,它或是膨胀,或是收缩。这就意味着,宇宙在很久以前只是一个点,然后突然爆炸起来。这就是著名的“宇宙大爆炸理论”。
宇宙来自一次大爆炸?真是一个让人惊奇的理论。
宇宙在膨胀,宇宙在不断地变大。那么,宇宙有边界吗?宇宙的边界会是什么样子?霍金的设想是,或许宇宙是有限大的,但没有边界。正如地球一样,你永远走不到那天的尽头。
在探讨了这些关于空间的问题时,霍金还讨论了对时间的疑惑。比如说,我们能回到过去吗?所有这些问题的答案,需要你自己在《时间简史》中寻找。
(执笔 仲琦)
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