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霍金如何影響了中國的青年物理學者?

編輯 金莊維

3.14 日中午,霍金去世的消息突然傳來。 儘管多年來一直傳言霍金的身體狀況不佳,但聽聞噩耗,大家仍然難以接受這個悲痛的事實。 這位大師在頑強地與漸凍症鬥爭 50 餘年之後,終於飛向群星,成為其中最為璀璨奪目的一顆。 國內外媒體紛紛發布訃告,很多物理學者也在朋友圈裡寫下 R.I.P。 悲傷之餘,人們開始回顧他的一生,回顧他給世界留下的遺產。

對於青年一代的中國物理學者,他們在成長的過程中多多少少受到霍金的影響。 有些人因為《時間簡史》走上了研究物理的道路,有些人站在他的肩膀上思考宇宙,還有人將他對研究的執著、生命的熱愛作為自己的精神動力。 在這裡,幾位青年物理學者寫下了他們的所思所感,以表追思。

 

霍金的科學貢獻

王一:霍金在宇宙學、黑洞熱力學等方面具有很高的科學成就,包括證明奇點定理,預言霍金輻射,研究宇宙起源(宇宙波函數猜想),用歐氏空間路徑積分研究量子引力等等 。 直到最近,霍金和 Perry,Strominger 關於黑洞信息問題的研究( https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.231301 ),仍然引領著科學前沿的潮流。

 

曾定方:對專業人員來說,霍金在學術上的最大貢獻是從純理論角度發現黑洞會輻射,而且這種輻射的特徵會導致量子力學跟廣義相對論的根本性衝突。 這麼多年來,無數人包括他自己都試圖說明他在某個地方搞錯了,但直到今天包括他自己都沒能讓半打以上的人同意他錯在了哪。 可以說,他在量子引力的大花園裡挖了一個巨大的坑,每個灌過水的或仍準備往裡面灌水的人都希望他能活著看到是自己倒進了最後的一桶水。 可是如今,人們只能嘆息著送走他也送走自己的這種願望了。

 

皮石:奇點定理、黑洞蒸發、無邊界宇宙……霍金一生的工作,都離不開廣義相對論的“奇性”。 值得一提的是其中有些工作在觀測上也非常重要。 例如,這幾年原初黑洞作為暗物質候選者或者引力波源尤其受到天文學界和宇宙學界的重視,而原初黑洞的質量下限就是由它的霍金蒸發半衰期必須大於宇宙年齡這個條件給出的。

 

為什麼霍金沒得諾貝爾獎?

王一:我覺得他的貢獻是超越諾貝爾獎的。 諾獎發給實驗驗證過的物理髮現。 理論發現者打開一扇寶庫的大門,而後來者可以取走寶庫裡的財寶。 霍金的貢獻(例如黑洞霍金輻射)給了我們一把打開量子引力大門的鑰匙。 但是世界上還沒有人能帶走這個寶庫中的寶藏。

皮石:這個問題在《時間簡史》中有答案。 書裡說,迪克和皮帕爾斯(其實還有威爾金森)知道了伽莫夫的理論之後,準備架設天線來探測宇宙微波背景輻射。 結果還沒開始動工,這個東西就被 60 公里外的彭齊亞斯和威爾遜看到了。 這兩位後來因此獲得 1978 年諾貝爾獎。 霍金在書中不無遺憾地寫道:“迪克和皮帕爾斯看上去有點難過,更別提伽莫夫了!”

霍金的科普貢獻

王一:《時間簡史》是科普的標杆,激勵了一代人的科學夢想,甚至說是一個科普新時代的起點。 之後的科普作家及出版社大都研究過《時間簡史》為什麼成功,後來很多成功的科普都藉鑑了《時間簡史》的經驗。

 

皮石:我們這一代學者在青少年時代幾乎都看過《時間簡史》,很多人更是由此而對物理學發生興趣。 我初中時手捧黑色封皮的《時間簡史》看得如痴如醉、神遊天外,至今仍對書中一些細節例如兩維的狗、烏龜的塔、褲子一樣的費曼圖記憶猶新。

 

霍金給青年學者帶來的精神動力

劉純:霍金 70 年代做出最大成就——黑洞輻射(基於貝肯斯坦工作)時,病的還不是很厲害。 黑洞有熵可以輻射是一個極具創造性的思想,其影響延綿至今。 85 年他來北京時,病的發展已經很嚴重了。 我在北師大聽過他演講,講時間會不會倒著走問題。 那時他還可以微弱的說話,先由他的學生附耳聽他說,然後大聲傳給聽眾,再由劉遼方勵之做翻譯。 他的科普名著《時間簡史》我沒看懂 (此書張禮翻譯的最好),我喜歡看書後面對幾個重要物理學家的評論。 看過他與合作者寫的五維黑洞的論文,他們說第五維如果是無限延展的,則黑洞是雪茄形狀。 06 年又見到他來北京開會。 他是這個時代最有名的理論物理學家,但不是最厲害的。 他受到那麼多的追捧愛戴,或許是因為他在如此病殘中還能在理論物理研究上不斷工作,非常勵志,這就是所謂“立德”吧!

王一:我在劍橋的時候(2013-15),霍金七十多歲高齡,只要沒有其它安排,仍然每天去辦公室,早來晚走,並且參加學術報告。 另外他的辦公室也經常被記者佔滿。 他在這種條件下努力工作的精神對每個人都是巨大的激勵。 他的講話非常風趣,有時還拿自己開玩笑。 記得他的學生 Gary Gibbons 退休的時候,他說 Gary 是一個純粹的理論物理學家。 當時讓 Gary 做一個和引力有關的實驗,結果 Gary 動手能力還不如(當時已經十分行動不便的)他。

 

皮石:霍金剛結婚時,按醫生的診斷,活不了幾年。 這讓我想起魯迅說的“倘是歐洲人,則在五年前已經死掉”。 但是憑藉超人的意志力和頑強的精神,霍金不但健康地又活了五十多年,而且創造了令人難以置信的科學成就。 我認為不但是青年學者,所有人都能通過了解他的事蹟得到一種超越時空的精神動力。

 

張建東:霍金可以說是除了我導師以外對我影響最大的人。 當今高能形式理論的大半江山都被 AdS/CFT 佔據,而其根源全息原理則是根植於霍金關於黑洞熱力學和信息問題的工作。 不論是經典引力的集大成之作奇點定理也好,還是量子引力的開山之作霍金輻射也好,甚至是廣義相對論的卓越的教材時空的大尺度結構,以及最為出名的科普書時間簡史。 無一不是驚世駭俗的大工作。 然而這些偉大的工作都是以那樣的身體條件完成的。 反觀自己,努力程度實在是差太遠了……今後還要更加刻苦才是。

 

盧海昌:霍金的名字從我高中的時候就如雷貫耳,他是宇宙學的傳播者,激勵了一代又一代人研究天體物理。 他的偉大來自於三個方面:學術上的貢獻如霍金輻射,面積定理等;對科普事業的熱情,如他的家喻戶曉的《時間簡史》;以及奇蹟般的在被診斷為只能活兩 年的漸凍症後活了40多年。 於我自己,每當讀博感到壓力大的時候,都會想起他,不要拘泥於腳下,而是望向天空以前人類的角度思考。

最後,讓我們重溫大師的教誨——

劍橋大學為紀念霍金製作的視頻

內容大意:你能聽到我說話嗎? 對我而言,能活著並且從事理論物理學研究,真是無比的榮耀。 在過去 50 年裡,我們對宇宙的理解發生了很大變化。 如果說我做出了一些小的貢獻,我會很高興。 人類本身就是由自然中的基本粒子結合而成,能夠越來越明白宇宙中統治我們的法則,這是一次偉大的勝利。 我想分享我探索道路上的激動與熱忱: 記住要仰望星空,不要低頭看腳下。 嘗試探究雙眼所見的事物,思考宇宙存在的意義。 無論生活如何艱難,請保持一顆好奇心。 你總會找到自己的路和屬於你的成功。 一定不要放棄! 感謝聆聽。

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