史蒂芬·霍金:上帝馈赠给人类的“额外津贴”

他的伟大并不止于做出了卓越的科学贡献,也在于将科学带到了大众面前,并启发了全世界无数人对科学,对人类的思考。

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2018年3月14日,英国著名物理学家史蒂芬·霍金的家族发言人称,霍金逝世,享年76岁。他的子女在当天的声明中说道:“我们亲爱的父亲今天去世了,我们深感悲痛”。

斯蒂芬·威廉·霍金 Stephen William Hawking

贡献

霍金1942年1月8日出生于英国牛津,毕业于牛津大学和剑桥大学,并获剑桥大学博士学位。1963年,21岁的他不幸被诊断患有肌肉萎缩性侧索硬化症即运动神经细胞病。当时,医生曾诊断身患绝症的他只能活两年,可他一直坚强地活了下来。

纵观其一生,他的伟大并不止于做出了卓越的科学贡献,也在于将科学带到了大众面前,并启发了全世界无数人对科学,对人类的思考。

科学研究方面,他的主要成就在于1970年提出的奇点理论、1974年提出的霍金辐射和八十年代初创立的量子宇宙学的无边界学说。

奇点定理:他和彭罗斯一起开创性地运用拓扑学的方法,证明广义相对论方程导致奇点解,间接地证明了大爆炸奇点的存在。

霍金辐射:运用弯曲时空背景下的量子场论方法,证明黑洞像热力学黑体一样对外辐射。这是广义相对论和量子力学相结合的第一个典范,具有特殊的重要性。

无边界宇宙理论:时空是有限而无界的,宇宙不但是自洽的,而且是自足的,它不需要上帝在宇宙初始时的第一推动。宇宙的演化甚至创生都单独地由物理定律所决定。这样就把上帝从宇宙的事物中完全摒除出去。上帝便成了无所事事的“造物主”,它再也无力去创造奇迹。

霍金的主要工作都集中于上世纪60年代末70年代初黑洞研究大发展时期,他的早期工作对引力与黑洞领域起到了非常大的促进作用,证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发现象和无边界的霍金宇宙模型。在物理学的两大基础理论爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学的统一方面做出了巨大贡献。

在科普方面,其最主要的作品是1988年出版的代表作《时间简史》,和《果壳中的物理》——曾获世界最著名的科普图书奖项安万特科学图书奖。

《时间简史》被译成近40种语言,累计发行量已达2500万册。书中包括我们的宇宙图像、空间和时间、膨胀的宇宙、不确定性原理、黑洞、宇宙的起源和命运等内容,深入浅出地介绍了遥远星系、黑洞、粒子、反物质等知识,并对宇宙的起源、空间和时间以及相对论等古老命题进行了阐述。

《果壳中的物理》书名源自于《哈姆雷特》中的台词“我即使被关在果壳之中,仍自以为无限空间之王。”这是一本图文并茂的科普著作,主题是宇宙学,涉及广义相对论、量子论、黑洞、暴胀、时间旅行、弦论、超引力等诸多前沿概念。

除了上述两本书,霍金还有《时空本性》、《我的简史》和《黑洞为什么这么黑》等经典著作。霍金作为当代理论物理的代言人,对于在公众面前宣传理论物理作用是极大的。无数对科学充满热爱的人受着他的鼓舞与启发,思考着宇宙苍穹与我们个人的关系,甚至投身其中,为科学奋斗一生。其影响之深广,应该无人能出其右。

霍金与妻子

霍金生平

1942年 1月8日生于剑桥

1959年 进入牛津学习(17岁)

1962年 牛津毕业,于剑桥攻读研究生(20岁)

1963年 被诊断患肌萎缩性侧索硬化症(ALS)(21岁)

1965年 获剑桥博士学位,与珍妮.怀尔德结婚(23岁)

1970年 开始使用轮椅(28岁)

1974年 宣布发现黑洞辐射,成为皇家学会会员(32岁)

1977年 被任命为剑桥大学引力物理学教授(35岁)

1979年 被任命为剑桥大学卢卡斯数学教授(37岁)

1981年 参加梵蒂冈宇宙学大会,宣布无边界构想;被授予大英帝国高级骑士(39岁)

1985年 因手术失去语言能力,用造音器发声;初次造访中国(43岁)

1988年 《时间简史:从大爆炸到黑洞》出版(46岁)

1989年 被授予大英帝国荣誉爵士(47岁)

1991年 《时间简史》同名电影上映(49岁)

1992年 在美剧《星际迷航》中饰演自己(50岁)

1994年 参与录制摇滚乐队Pink Floyd的专辑(52岁)

1999年 首次参与录制系列动画片《辛普森家庭》(57岁)

2001年 《果壳中的宇宙》出版(59岁)

2002年 第二次造访中国(60岁)

2006年 第三次造访中国(64岁)

2011年 首次参演美剧《生活大爆炸》(69岁)

2012年 脸部肌肉恶性萎缩,病情进一步恶化(70岁)

2017年 为BBC录制纪录片《探索新地球》(75岁)

2018年 3月14日去世,享年76岁。

预言

霍金作为理论物理学家,一直积极地与世界分享着自己的卓越才识,这不仅仅反映在他那些深奥的物理论文里,甚至也不仅仅停留在他深入浅出的科普著作里,他一直在各种不同场合,用“预言”的方式影响着外界,体现了一代科学巨匠对人类未来的责任感与忧虑。以下选录他在中国的两次重要发言:

如果不星际殖民,地球将在600年内衰亡

在去年11月,霍金在腾讯WE大会上发表演讲时说道:

“一个原因是,对我们来说,地球变得太小了。在过去二百年中,人口增长率是指数级的,即每年人口以相同比例增长。目前这一数值约为1.9%。 这听起来可能不是很多,但它意味着,每四十年世界人口就会翻一番。 2022年,我将庆祝自己80岁的生日,而在我人生的这段历程中,世界人口比我出生时膨胀了四倍。这样的指数增长不能持续到下个千年。 到2600年,世界将拥挤得 “摩肩擦踵”,电力消耗将让地球变成“炽热”的火球。”

谈到移民计划的具体实施时,霍金将厚望寄托在“突破摄星”计划上,他提出,将一千个由 “星芯片”和 “光帆”组成的纳米飞行器送入轨道,然后在地面上,用激光器阵列共同形成一道超强光束,光束穿过大气,以数十吉瓦的功率射向太空中的“光帆”,用光速驱动纳米飞行器前进。这样产生的速度虽然不及光速,但也能达到其五分之一,约合每小时1亿英里。

“突破摄星”构想

然而这项计划的眼下实施起来还无比的困难,但霍金十分乐观地说,“目前看来,这些都可能成为现实。”然而这项艰难的计划才刚刚开始,这颗伟大的头脑就离开了我们。

人工智能也许会是人类文明的终结

2017年4月,霍金教授专门为GMIC北京2017大会以 “让人工智能造福人类及其赖以生存的家园”为主题做了视频演讲。在演讲中,他对人工智能的前景问题表达了忧虑与警告。他说:“简单来说,我认为强大的人工智能的崛起,要么是人类历史上最好的事,要么是最糟的。是好是坏,我不得不说,我们依然不能确定。但我们应该竭尽所能,确保其未来发展对我们和我们的环境有利。我们别无选择。”

早在2015年1月份,霍金和著名科技企业家埃隆·马斯克,以及许多其他的人工智能专家签署了一份关于人工智能的公开信,旨在呼吁社会关注人工智能造成的社会影响。

霍金认为,人工智能可能是人类文明史的终结,除非我们学会如何避免危险。人工智能的全方位发展可能招致人类的灭亡,比如最大化使用智能性自主武器。他还举出了核武器的例子,“目前,九个核大国可以控制大约一万四千个核武器,它们中的任何一个都可以将城市夷为平地,放射性废物会大面积污染农田,最可怕的危害是诱发核冬天,火和烟雾会导致全球的小冰河期。这一结果使全球粮食体系崩塌,末日般动荡,很可能导致大部分人死亡。”

人工智能具有系统失控的潜在风险,随着具有独立性的超级智能的崛起,那个强大的系统将对人类产生威胁。“我们作为科学家,对此承担着特殊的责任,因为正是科学家发明了它们,并发现它们的影响比最初预想的更加可怕。”霍金说。

2017年11月,霍金在腾讯WE大会发表视频演讲

悼念

霍金被誉为继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家,然而在爱因斯坦诞生139周年之际,我们的科坛巨擘却猝然陨落。这个微笑着与病魔斡旋了半个世纪的伟大头脑,始终肩负着造福人类的崇高责任感,以人们难以想象的意志力,成为当今世界最受人尊敬的科学家之一。不过我们也许应该微笑着接受他的离开,正如他在人生中始终保有着的幽默。

在一次脱口秀中,主持人John Oliver问道:“也就是说,在另一个平行宇宙,我可以获得完胜你的智慧头脑。”他回答道:“是的,你也终于在这个平行宇宙中获得了幽默感。”

电影《万物理论》中的霍金形象

霍金在美剧《生活大爆炸》中的剧照

视频来源:新浪微博@谢耳朵字幕组