
作者是斯蒂芬·霍金,當(dāng)代最知名、最活躍的物理學(xué)家,曾任劍橋大學(xué)盧卡斯數(shù)學(xué)教授。 在此寫此書評(píng)特別紀(jì)念霍金教授。
《時(shí)間簡史》是霍金的代表作,霍金的一位博士后學(xué)生半開玩笑地評(píng)論說,“霍金的書,比麥當(dāng)娜談性的書還好賣”。
霍金在《時(shí)間簡史》中介紹了20世紀(jì)物理學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),涵蓋范圍很廣,從相對(duì)論到量子力學(xué),從宇宙膨脹到基本粒子,從黑洞到蟲洞,霍金都有所涉及。更重要的是,霍金還介紹了“奇點(diǎn)定理”和“霍金輻射”這兩個(gè)自己最重要的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn),以及試圖解決宇宙起源問題的“無邊界宇宙模型”。
一、奇點(diǎn)定理
霍金和彭羅斯利用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)方法證明了,如果廣義相對(duì)論是正確的,而且宇宙中的確有我們觀測到的那么多物質(zhì),那宇宙一定誕生于一個(gè)奇點(diǎn)之中。
1. 宇宙不是靜態(tài)的,而是在不斷地膨脹
埃德溫·哈勃等科學(xué)家發(fā)現(xiàn),宇宙中的絕大部分星系都在遠(yuǎn)離地球而去,而且離地球越遠(yuǎn)的恒星,離開地球的速度也越快。這意味著,宇宙就像是氣球一樣,在不斷地膨脹。
2. “奇點(diǎn)定理”意味著在廣義相對(duì)論框架內(nèi),宇宙必然有一開端
“奇點(diǎn)”是體積無限小、彎曲程度無限大、密度無限大、引力無限大的點(diǎn)。宇宙就誕生于“奇點(diǎn)”之中。
二、無邊界宇宙模型
在描述宇宙歷史的模型中,“宇宙大爆炸”模型是當(dāng)前的主流理論,但這一理論目前無法解決宇宙起源問題?;艚鹨虼税蚜孔恿W(xué)和相對(duì)論結(jié)合起來,提出了“無邊界宇宙模型”,試圖解決這一問題。
1. 宇宙大爆炸模型無法解決宇宙起源問題
在宇宙大爆炸模型中,宇宙誕生于“奇點(diǎn)”。但包括廣義相對(duì)論在內(nèi)的所有物理定律,都會(huì)在奇點(diǎn)處失效,因此人類無法直接研究奇點(diǎn),這就為上帝的存在留下了空間。
2. 在“無邊界宇宙模型”中,宇宙沒有起源和開端
在“無邊界宇宙模型”中,宇宙是“有限無界”的,沒有邊界和奇點(diǎn)?;艚鹫J(rèn)為,這個(gè)宇宙是完全自給自足的,不受任何外來事物影響,沒有創(chuàng)生和消滅的時(shí)刻,它就是存在本身,不需要上帝來創(chuàng)造它。
三、霍金輻射
“霍金輻射”也就是“黑洞輻射”?;艚鹄昧孔恿W(xué)中的“不確定性原理”提出,黑洞也會(huì)發(fā)出輻射,并不是完全黑的。
1. 黑洞引力極大,連光都不可能逃出黑洞
當(dāng)恒星的內(nèi)部燃料耗盡之后,在自身的引力作用下,就可能坍塌成黑洞。黑洞質(zhì)量大,體積小,引力極高,任何物質(zhì),包括光在內(nèi),只要進(jìn)入某個(gè)臨界區(qū)域,就永遠(yuǎn)不可能逃出黑洞。
2. 霍金利用“不確定性”原理提出了“黑洞輻射”
霍金提出,黑洞的邊緣在一刻不停地產(chǎn)生成對(duì)的粒子,其中帶有負(fù)能量的粒子會(huì)被吸到黑洞里去,但還有一些帶正能量的粒子,可以從黑洞的邊緣逃脫。在外界看來,就好像是黑洞在不斷地向外發(fā)射粒子,這就是黑洞輻射,也叫“霍金輻射”。
關(guān)于霍金,和孩子的教育問題,我們大家主動(dòng)地討論了一翻。
“不要和孩子說霍金有多神。他的成就并不來自于所謂的“天賦”,一定意義上說是來自自由空間的狹小,使他在深度上超越了同輩。試想,如果一個(gè)人的肢體完全被困住,只有思想是自由的。如果在這之前他在人類知識(shí)的最前沿瀏覽過,也知道空白點(diǎn)在哪里,如果他的社會(huì)和家庭沒有把他看做廢人,給他充分的愛和足夠體面的生活,每個(gè)人都離霍金不遠(yuǎn)。因?yàn)樽非髠€(gè)人實(shí)現(xiàn)的勇氣還在,好奇心沒有磨滅,大膽地想象,深刻地追問,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃急婧统掷m(xù)深度的思考,是他不被限制的自由,只有在這個(gè)時(shí)候,他才是一個(gè)完整的人格,是自己的主人?!?br>
“從總體上來說,科學(xué)家群體的最一致特征是揪住一件事沒完沒了地折騰,剩下的就是機(jī)遇。天才,有,但極少,像特斯拉,達(dá)芬奇可以算是天才,其他很多所謂天才都是普通人自我安慰的說辭。努力,只是順帶著的條件。我們從小教育的“學(xué)海無涯苦作舟”之類的說法都是外觀描述,解決不了根本問題?!?br>
我很欣賞霍金,他有不懈追求自己興趣的內(nèi)在動(dòng)力,他成為真正“自由”的人!