都夸霍金成就大拍顷，可他為什么拿不到諾貝爾獎抚太？
2018年3月14日,英國物理學(xué)家、當(dāng)代科學(xué)界的傳奇人物斯蒂芬?霍金去世,享年76歲昔案。
作為科學(xué)工作者,我在這里不打算重復(fù)那些經(jīng)常被傳來傳去的老生常談或者以訛傳訛,而是希望向公眾盡量清楚準(zhǔn)確地介紹一下霍金的實(shí)際成就尿贫。
第一個問題,也是最基礎(chǔ)的問題
霍金在科學(xué)上的成果有多大?
基本的回答是:霍金是一位卓越的科學(xué)家。你如果說他是一位偉大的科學(xué)家,我也不會反對踏揣。
不過,經(jīng)常有媒體把他稱為愛因斯坦之后最偉大的科學(xué)家庆亡、當(dāng)世最偉大的科學(xué)家之類,這就說過頭了。曾經(jīng)有人問我:“為什么科學(xué)界公認(rèn)霍金是愛因斯坦之后最偉大的科學(xué)家?”我的內(nèi)心是崩潰的,不禁要反問他:“誰跟你說這是科學(xué)界公認(rèn)的?科學(xué)界完全沒有這樣認(rèn)為,好不好!”
實(shí)際上,從一個明顯的指標(biāo)就可以看出來:霍金連諾貝爾獎都沒有得,怎么可能是當(dāng)世最偉大的科學(xué)家呢?
這就引出第二個問題,也是一個經(jīng)常被問起的問題:
霍金為什么沒有得諾貝爾獎?
回答其實(shí)很簡單:因?yàn)樗某晒麤]有達(dá)到諾貝爾獎的級別捞稿。并不是因?yàn)橹Z貝爾獎委員會有偏見或者搞什么政治,而是因?yàn)閱渭兛茖W(xué)上的原因又谋。
由此引出第三個問題:
霍金最重要的科研成果是什么?
對于這個問題的回答,就必不可免要講一些科學(xué)術(shù)語了。正如霍金在《時間簡史》里提到的,每一個公式都會嚇跑一半的讀者娱局。 不過,如果你真的想知道這個問題的答案,我希望你耐心地看下面的解釋,我相信你肯定可以從中了解一個基本的圖景彰亥。
霍金的研究領(lǐng)域主要是宇宙學(xué),這是一門科學(xué),而不是哲學(xué)。是的,研究宇宙現(xiàn)在不是哲學(xué)家的事,而是科學(xué)家的事衰齐。人們不再是通過像“兩小兒辯日”這樣的哲學(xué)辯論去思考“宇宙是有限的還是無限的”這種問題了,而是通過觀測和理論,去實(shí)證地任斋、定量地研究宇宙勾邦。
宇宙學(xué)里用到的理論,首先是愛因斯坦提出的廣義相對論,霍金應(yīng)用廣義相對論做出了許多貢獻(xiàn)旬牲。后來人們發(fā)現(xiàn),跟廣義相對論并列的另外一個基礎(chǔ)物理學(xué)理論“量子力學(xué)”也需要用到,在這方面霍金也有很多貢獻(xiàn),而且更加重要部念。
霍金的科學(xué)成果很多,如果一定要在其中挑一個最突出的,那應(yīng)該就是“霍金輻射”了邀窃。霍金輻射說的是個什么事呢?
我們知道,廣義相對論預(yù)言了一種天體,叫做“黑洞”锦积。黑洞的質(zhì)量是如此之大,在它周圍的引力是如此之強(qiáng),以至于連光都跑不出去,其他比光慢的物質(zhì)自然就更跑不出去了芒帕。黑洞外部的物質(zhì),倒是有可能被黑洞吸進(jìn)去。由此可見,黑洞就像傳說中的貔貅一樣只進(jìn)不出,可以說是“絕對的黑”丰介。
在日常生活中,大家都經(jīng)常用生態(tài)黑洞背蟆、財務(wù)黑洞這樣的說法,可見黑洞這個概念是多么深入人心了。作為一個現(xiàn)代科學(xué)術(shù)語,黑洞真是創(chuàng)造了一個傳播學(xué)上的奇跡哮幢。
但是,霍金卻提出:黑洞并不是只進(jìn)不出的,黑洞不是絕對的黑!
他的道理是這樣的:傳統(tǒng)上對黑洞的研究,都只考慮了廣義相對論带膀。但當(dāng)你加上量子力學(xué)的時候,你就會發(fā)現(xiàn),在空間的任何地方,都有許多的粒子和反粒子的對在瞬間產(chǎn)生,又瞬間湮滅〕裙福看似真空的東西,其實(shí)是暗流洶涌,無數(shù)粒子反粒子方生方滅,流動不息垛叨。在黑洞的邊界上,也是如此。
好,也許現(xiàn)在黑洞把邊界上一個瞬間產(chǎn)生的粒子吸進(jìn)去了柜某。與此同時,原本應(yīng)該跟那個粒子湮滅的反粒子現(xiàn)在就不會湮滅了,它作為一個持續(xù)存在的真實(shí)的粒子出現(xiàn)在了世界上嗽元。從外界觀察者的視角看來,就相當(dāng)于黑洞發(fā)射出了一個反粒子!
按照這個理論,黑洞確實(shí)會發(fā)出物質(zhì)。這種效應(yīng),就叫做霍金輻射喂击。黑洞并不是必然會長大的,也可能越變越小,最后消失剂癌。這對人們的思想觀念,確實(shí)是個很大的震撼!
你肯定會問第四個問題了:
為什么霍金輻射沒有得諾貝爾獎?
回答是:這只是個理論預(yù)測,還沒有被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。諾貝爾獎的評選非常慎重,一定要選那些經(jīng)過驗(yàn)證翰绊、得到公認(rèn)的成果佩谷。這就是為什么屠呦呦要在發(fā)現(xiàn)青蒿素幾十年后才得獎,因?yàn)橐鹊角噍锼卮笠?guī)模使用、成為世界首選的抗瘧疾特效藥之后监嗜。即使這么慎重,還不時有發(fā)錯的,諾貝爾獎委員會也是壓力山大谐檀。
實(shí)際上,不要說霍金輻射這樣的對黑洞理論的修正了,就連黑洞本身的存在,還沒有直接的實(shí)驗(yàn)證據(jù)呢!當(dāng)然,絕大多數(shù)科學(xué)家都相信黑洞的存在,因?yàn)殚g接的證據(jù)已經(jīng)很多了。這種情況就像引力波,在2015年首次直接探測到引力波以前,大多數(shù)科學(xué)家早就相信了引力波的存在,因?yàn)殚g接的證據(jù)已經(jīng)很充分了裁奇。
即使霍金輻射得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,霍金得到了諾貝爾獎,我們還是可以指出:霍金的成果主要是在已有的框架內(nèi)改進(jìn),這固然很好,但比起那些提出新的框架的,還是要低至少一個層次桐猬。
哪些人提出了新的框架?例如牛頓,提出牛頓力學(xué)。麥克斯韋,提出電磁理論框喳。愛因斯坦,提出狹義和廣義相對論课幕。普朗克厦坛、海森堡五垮、薛定諤、狄拉克,提出量子力學(xué)杜秸。楊振寧,提出規(guī)范場論放仗。是的,在專業(yè)人士看來,楊振寧的科學(xué)成就比霍金至少高一個層次。這當(dāng)然沒有任何不敬的意思,只是做一個客觀分析,反映一個業(yè)內(nèi)共識撬碟。
由此引出第五個問題:
既然霍金的科學(xué)成就并不像很多媒體說的那么偉大,那么他為什么這么出名?
回答是:霍金的崇高名望,一方面固然來自他對科學(xué)的卓越貢獻(xiàn),但更多的還是來自其他三個因素诞挨。
第一個因素,是他的這個專業(yè)領(lǐng)域,宇宙學(xué)莉撇。 雖然大多數(shù)人都缺乏宇宙學(xué)的專業(yè)知識,但幾乎所有人都天然地對宇宙學(xué)感興趣,人人都喜歡評論幾句。在這方面,只能說有些學(xué)科是“自帶流量”的,而有些學(xué)科就沒有這么幸運(yùn)惶傻。例如我的專業(yè),理論與計算化學(xué),大多數(shù)人都沒聽說過這么個學(xué)科,公眾即使想問問題,也不知道該問什么棍郎。
第二個因素,是霍金傳奇的病情和身殘志堅的精神。 霍金得的病,叫做“肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥”,常被稱為“漸凍人癥”银室。2014年流行的活動“冰桶挑戰(zhàn)”,初始目的就是提起大家對于漸凍人癥的注意涂佃。
許多人在第一次見到霍金的時候,雖然早有思想準(zhǔn)備,還是被他殘疾的程度震驚得說不出話來◎诟遥霍金的中國學(xué)生辜荠、《時間簡史》的中文翻譯者吳忠超就是如此,而霍金對此已經(jīng)習(xí)以為常。
在身體如此極端的禁錮之下,霍金的心靈卻是如此的自由,一直關(guān)心著整個宇宙的基本問題,這是多么感人的英雄形象!《哈姆雷特》里有一句臺詞:“即使把我關(guān)在一個果殼里,我也會把自己當(dāng)作一個擁有著無限空間的君王抓狭〔。”這種精神,在霍金身上正得到了充分的體現(xiàn)。事實(shí)上,霍金在《時間簡史》之后,還寫了一部科普著作,就叫做《果殼中的宇宙》否过。
第三個因素最有意思,是霍金的科普工作午笛。 如果說在科研方面,霍金的成就只是卓越,還有許多人在他之上的話,那么在科普方面,他的成就就屬于神級了〉疲《時間簡史》在全世界的銷量以千萬計,創(chuàng)造了科普史上的神話季研。這對全世界的科普作家來說,也是一個巨大的鼓舞。
由此引出第六個問題:
《時間簡史》這本書,究竟怎么樣 ?
回答是:我非常欣賞這部著作,從中學(xué)到了很多東西誉察。實(shí)際上,雖然霍金已經(jīng)盡力把這么多深奧的話題寫得通俗易懂,但這些東西本身的難度在那里放著与涡。大多數(shù)讀者看這書,恐怕都無法通順地從頭看到尾。我有一個笑談:對于大多數(shù)讀者來說,最值得問的問題大概就是:“你是從哪一章開始看不懂的?”
雖然如此,但最奇妙的就是,即使看不懂,大多數(shù)人也還是硬著頭皮看下去了,即使不看,也還是買了一本放在書架上持偏。即使是裝點(diǎn)門面,但用科學(xué)來裝點(diǎn)門面,說明讀者是知道科學(xué)的偉大的驼卖。能達(dá)到這個效果,科普的作用就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)一大半了。正如一句格言所說:偽善,是惡對善最高的致敬!
從寫作的角度來分析,霍金的寫法是經(jīng)過精心選擇的,達(dá)到了準(zhǔn)確性和通俗性之間一種難得的平衡,竟然把這樣一本非常硬的科普著作寫得很有魅力鸿秆。我國文學(xué)家有許多煉字煉句的故事,例如“推敲”,霍金想必也做了很多這樣的推敲酌畜。這是值得全世界的科普作者細(xì)心體會,認(rèn)真學(xué)習(xí)的。
《時間簡史》當(dāng)中有一個要點(diǎn),大概是非專業(yè)的讀者難以察覺的卿叽。最后幾章介紹宇宙學(xué)的最新進(jìn)展和霍金自己的工作時,我可以看出,驅(qū)動霍金的一個基礎(chǔ)性的理念就是他對有神論的極度厭惡桥胞。對于有神還是無神這個問題,霍金不像許多科學(xué)家那樣,認(rèn)為這個問題不重要,或者只是泛泛而言自己支持無神論者或者支持不可知論,而是非常明確地支持無神論,反對有神論。明確到什么程度呢?他的許多研究,就是以把上帝的觀念更加徹底地驅(qū)逐出去作為動機(jī)的考婴。在這個意義上,霍金不僅是一個無神論者,而且是一個戰(zhàn)斗的無神論者,就像歷史上的范縝贩虾、狄德羅、現(xiàn)在的理查德?道金斯等人一樣沥阱。
一個典型的例子,就是他晚年的一個重要工作,“無邊界的邊界條件”,即認(rèn)為宇宙的邊界條件就是“沒有邊界”缎罢。由此就可以自然地解答“大爆炸之前有什么”的問題,因?yàn)闀r空是一個四維的球面,就好比地球的表面,其中沒有任何一個點(diǎn)是邊界,沒有任何一個點(diǎn)是特殊的。大爆炸就好比地球的南極,你覺得它特殊,只不過因?yàn)槟阌玫淖鴺?biāo)系把它作為最南端而已,其實(shí)這完全是人為的。如果你換一套坐標(biāo)系,你就會發(fā)現(xiàn)這個點(diǎn)跟其他點(diǎn)的地位都一樣策精。所以大爆炸之前沒有東西,因?yàn)榇蟊]有“之前”,就像從南極出發(fā)不能再向南走一樣舰始。很抱歉,由于篇幅所限,在這里不能對這個問題做更詳細(xì)的說明,例如“時空”這個詞是什么意思。有興趣的讀者,可以參考我的相關(guān)文章,例如《聽三位諾貝爾獎得主講引力波》咽袜。
第七個問題是:
霍金近年來經(jīng)常發(fā)表一些離奇的或者不靠譜的說法,是不是他已經(jīng)變成神棍了?或者被背后的某個集團(tuán)控制了,成了這些人的傀儡?
回答是:沒有丸卷。
那些所謂霍金的不靠譜言論,一大半是媒體胡編亂造的,霍金從來沒有說過。這些造謠媒體實(shí)在是太卑劣了,這種愚蠢的炒作只能反映這些人知識水平和道德水平的低下询刹。
還有一些確實(shí)是霍金說的,即使不見得完全正確,至少也是嚴(yán)肅的發(fā)言及老。有些人不贊同這些發(fā)言,這很正常,但認(rèn)為跟自己意見不一致的就是神棍或者傀儡,這也腦補(bǔ)得太厲害。
對于霍金或者對于任何的著名科學(xué)家,都應(yīng)該既不要神化,也不要丑化,客觀冷靜地看待就是了范抓。他說的觀點(diǎn),如果你覺得有道理,就參考一下骄恶。如果你覺得沒道理,不聽就是了,何必要腦補(bǔ)一通陰謀論呢?畢竟,一個偉大人物之所以成為偉大人物,不是因?yàn)樗鲥e了什么,而是因?yàn)樗鰧α耸裁础?/p>
毫無疑問,霍金已經(jīng)成為了當(dāng)代的一位偉大人物。
劉慈欣有一部短篇小說,叫做《朝聞道》,里面就出現(xiàn)了霍金匕垫。這部小說說的是,人類建好了一座環(huán)繞整個地球的超級加速器,叫做“愛因斯坦赤道”僧鲁。正要啟動這臺加速器的時候,一個外星人突然出現(xiàn)來阻止我們。外星人告訴地球人,這部加速器能量太大,可能會導(dǎo)致真空衰變,毀滅整個宇宙,他的任務(wù)就是監(jiān)視全宇宙的智慧生命,排除這種危險象泵。
地球人問:你們是從什么時候開始注意到地球的?
排險者的回答是:37萬年前,當(dāng)有10個原始人仰望星空的時間超過了預(yù)警的閾值,對宇宙表現(xiàn)出了充分的好奇的時候寞秃。
地球人問:不是說,只有當(dāng)有能力產(chǎn)生創(chuàng)世能級能量過程的文明出現(xiàn)時,預(yù)警系統(tǒng)才會報警嗎?
排險者的回答是:當(dāng)生命意識到宇宙奧秘的存在時,距它最終解開這個奧秘就只有一步之遙了。比如地球生命,用了四十多億年時間才第一次意識到宇宙奧秘的存在,但那一時刻距你們建成愛因斯坦赤道只有不到四十萬年時間,而這一進(jìn)程最關(guān)鍵的加速期只有不到五百年時間偶惠。如果說那個原始人對字宙的幾分鐘凝視是看到了一顆寶石,其后你們所謂的整個人類文明,不過是彎腰去拾它罷了春寿。
劉慈欣在這里講的道理,發(fā)人深思。好奇心是人類的一種天性,而且不可遏止忽孽。通過科學(xué)這項(xiàng)人類最偉大的事業(yè),即使被禁錮在果殼之內(nèi),人也仍然可以享有精神的自由绑改。
帕斯卡的這段名言,正是我們對霍金最恰當(dāng)?shù)募o(jì)念:
“思想形成人的偉大。
人只不過是一根蘆葦,是自然界最脆弱的東西;但他是一根會思想的葦草兄一。用不著整個宇宙都拿起武器來才能毀滅他;一口氣厘线、一滴水就足以致他死命了。然而,縱使宇宙毀滅了他,人卻仍然要比致他于死命的東西更高貴得多;因?yàn)樗雷约阂劳?以及宇宙對他所具有的優(yōu)勢,而宇宙對此卻是一無所知出革。
因而,我們?nèi)康淖饑?yán)就在于思想造壮。正是由于它,而不是由于我們所無法填充的空間和時間,我們才必須提高自己。因此,我們要努力好好地思想;這就是道德的原則骂束《担”
