為了更好的傳播

科（duan）學(xué)（zi）

這里有一份誠(chéng)意滿滿的

問卷調(diào)查

送給你們小心心~~~

一談到霍金，我們大眾的第一印象就是身殘志堅(jiān)的大科學(xué)家，非常傳奇的一生的。霍金21歲時(shí)患上肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥（盧伽雷氏癥），全身癱瘓，不能言語，手部只有三根手指可以活動(dòng)，在這樣艱難的條件下仍然能夠進(jìn)行復(fù)雜的推導(dǎo)和演算，研究理論物理，這是需要多么大的勇氣以及毅力。然而，我們反問霍金的科研貢獻(xiàn)是什么？非物理專業(yè)的大眾應(yīng)該都一臉茫然，畢竟屬于比較前沿的研究。另一方面，我們提到愛因斯坦，他的科研貢獻(xiàn)是什么，只要不是幼兒園的孩子基本都知道相對(duì)論。

身殘志堅(jiān)的勵(lì)志故事

斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking），1942年1月8日出生于英國(guó)牛津，出生當(dāng)天正好是伽利略逝世300年忌日。

1959年17歲的霍金入讀牛津大學(xué)的大學(xué)學(xué)院攻讀自然科學(xué)，用了很少時(shí)間而得到一等榮譽(yù)學(xué)位，隨后轉(zhuǎn)讀劍橋大學(xué)研究宇宙學(xué)。

1963年，21歲的他不幸被診斷患有肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥即運(yùn)動(dòng)神經(jīng)細(xì)胞病。當(dāng)時(shí)，醫(yī)生曾診斷身患絕癥的他只能活兩年，可他一直堅(jiān)強(qiáng)地活了下來。

1965年，23歲時(shí)他取得了博士學(xué)位留在劍橋大學(xué)進(jìn)行研究工作。60年代后期，霍金的身體狀況又開始惡化，行動(dòng)走路都必須使用拐杖，不再能定期教課。這里就可以解釋大家經(jīng)常納悶的事情，霍金不是癱瘓嗎?怎么生孩子的？在70年代以前霍金并沒有真正癱瘓。

70年代后期，霍金的言語功能逐年退步，只剩下他的家人或密友能夠聽得懂他的話。為了與其他人通話，他必須依賴翻譯。。

1985年拜訪歐洲核子研究組織時(shí)，霍金感染了嚴(yán)重的肺炎，必須使用維生系統(tǒng)。由于病況危急，霍金必需接受氣管切開術(shù),這手術(shù)可以幫助他呼吸，但會(huì)使他從此以后再也無法發(fā)聲。

2005年，他開始使用臉頰肌肉的運(yùn)動(dòng)來控制他的通訊設(shè)備，每分鐘大約可以輸出一個(gè)字。由于這種疾病很可能引起閉鎖癥候群，霍金正與神經(jīng)學(xué)專家研發(fā)出一套新系統(tǒng)，讓電腦將他的腦波圖樣翻譯為詞句。

2009年，他不再能獨(dú)立駕駛他的輪椅，他的呼吸越加困難，時(shí)常需要使用人工呼吸器，還有幾次嚴(yán)重到需要去醫(yī)院診療。

2018年3月14日，霍金逝世，享年76歲。

曾經(jīng)一位年輕的女記者面對(duì)這位在輪椅里生活了三十余年的科學(xué)巨匠，深深景仰之余，又不無悲憫地問：“霍金先生，盧伽雷病已將你永遠(yuǎn)固定在輪椅上，你不認(rèn)為命運(yùn)讓你失去太多了嗎?”

這個(gè)問題顯然有些突兀和尖銳，報(bào)告廳內(nèi)頓時(shí)鴉雀無聲，一片肅謐。霍金的臉龐卻依然充滿恬靜的微笑，他用還能活動(dòng)的手指，艱難地叩擊鍵盤, 于是，隨著合成器發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)倫敦音，寬大的投影屏上緩慢然而醒目地顯示出如下一段文字：

我的手指還能活動(dòng)，

我的大腦還能思維，

我有終生追求的理想，

有我愛和愛我的親人和朋友;

對(duì)了，我還有一顆感恩的心……

心靈的震顫之后，掌聲雷動(dòng)。人們紛紛涌向臺(tái)前，簇?fù)碇@位非凡的科學(xué)家，向他表示由衷的敬意。

人們深受感動(dòng)的并不是他曾經(jīng)遭受的苦難，而是他直面苦難時(shí)的堅(jiān)守、樂觀和勇氣。人生如花開花謝、潮漲潮落，有得便有失，有苦也有樂；如果誰總自以為失去的太多，總受到這個(gè)意念的折磨，誰才是最不幸的人。

霍金正是在這種一般人難以置信的艱難中，成為世界公認(rèn)的杰出天體物理學(xué)家。這種艱難不僅僅是身體的，更重要的是精神上的負(fù)擔(dān)。當(dāng)霍金剛得知自己患罕見的肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥（盧伽雷氏癥）并且壽命只剩兩年，他也是萬念俱灰，頓時(shí)沒有了任何生機(jī)，然而沒有多久霍金就調(diào)整好自己的心態(tài)，利用有限的時(shí)間繼續(xù)物理研究。然而就算是這一點(diǎn)，我們蕓蕓大眾就很少有人做得到，大部分人會(huì)直接頹廢，及時(shí)行樂，度完自己最后的時(shí)光。

霍金的不懈努力感動(dòng)了上帝，他成功了突破了兩年魔咒，但是上帝并沒有眷顧他，肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥病情不斷的加重，全身癱瘓，不能言語，只有三根手指可以動(dòng)，在這種艱難條件下繼續(xù)研究理論物理，對(duì)于大部分物理學(xué)家，這簡(jiǎn)直就是天方夜談，雖然有電腦軟件協(xié)助霍金閱讀文獻(xiàn)和交流，但是和正常人相比效率十分低下，可能連正常人十分之一的速度都不如。看書必須依賴一種翻書頁(yè)的機(jī)器,讀文獻(xiàn)時(shí)需要請(qǐng)人將每一頁(yè)都攤在大桌子上,然后他驅(qū)動(dòng)輪椅如蠶吃桑葉般地逐頁(yè)閱讀。理論物理研究中有大量的復(fù)雜公式推導(dǎo)，這些推導(dǎo)電腦軟件很難發(fā)揮作用，在這里不得不提到霍金智商很高，至少他的記憶力和心算能力非常強(qiáng)，他自己發(fā)展出一種替代的視覺性方法，他在腦里形成各種不同的心智圖案與心智方程，他可以用這些心智元素來思考物理問題?；艚鸬哪芰Ψ旁凇蹲顝?qiáng)大腦》節(jié)目中，絕對(duì)可以輕松奪冠。物理學(xué)者維爾納?以色列表示，霍金的思考過程，有如莫扎特只憑借想象就寫出一整首極具特色的交響樂曲。

高爾基說過：“在自然剝奪了人類用四肢走路的本領(lǐng)時(shí)，它就給予他一根拐杖，那就是理想?！倍艚馃o疑為這句話做了最完美的詮釋。對(duì)霍金而言，“人生的斗士、智慧的英雄”這些絕不是什么溢美之詞，他以瘦弱之軀挑戰(zhàn)生理極限的勇氣以及霍金式的頑皮笑容都向世人證明了：他贏了!感動(dòng)了一代又一代的人，每個(gè)人都應(yīng)該成為自己命運(yùn)的主宰，都應(yīng)該對(duì)自己的生活有自己的主見，擁有自己的夢(mèng)想，并全力以赴為之奮斗。

霍金的科研貢獻(xiàn)

霍金在劍橋大學(xué)任牛頓曾擔(dān)任過的盧卡遜數(shù)學(xué)講座教授之職，他的黑洞蒸發(fā)理論和量子宇宙論推動(dòng)了天體物理學(xué)的發(fā)展，并且對(duì)哲學(xué)和宗教也有一定的影響?；艚鹗且晃唤艹龅睦碚撐锢韺W(xué)家，一位偉大的歷史人物。如果你是一個(gè)對(duì)物理學(xué)沒有太多興趣的人，讓你說出幾個(gè)偉大的物理學(xué)家，你首先一定會(huì)想到牛頓和愛因斯坦，如果再問你當(dāng)代最偉大的物理學(xué)家，我想你恐怕只能想起霍金了！誠(chéng)然如此，霍金的知名度簡(jiǎn)直太大了！霍金的成就與這幾位前輩相比又如何呢？他有資格躋身科學(xué)名人堂嗎？讓我們看看他在學(xué)術(shù)界的工作：

這是在經(jīng)典廣義相對(duì)論下的黑洞理論中，引入量子場(chǎng)論，得到黑洞可以蒸發(fā)的結(jié)論。首先科普下什么是黑洞？黑洞是愛因斯坦的相對(duì)論預(yù)見的產(chǎn)物。1916年，德國(guó)天文學(xué)家卡爾·史瓦西通過計(jì)算得到了愛因斯坦引力場(chǎng)方程的一個(gè)真空解，這個(gè)解表明，如果將大量物質(zhì)集中于空間一點(diǎn)，其周圍會(huì)產(chǎn)生奇異的現(xiàn)象，即在質(zhì)點(diǎn)周圍存在一個(gè)界面——“視界”，物質(zhì)只要進(jìn)入黑洞的這個(gè)邊界便再也沒有機(jī)會(huì)逃脫，只進(jìn)不出，甚至是光線也是一樣，因而黑洞是看不見的。這種“不可思議的天體”就形象地稱為是“黑洞”，這種形象的稱呼是由美國(guó)物理學(xué)家約翰·惠勒提出。

那人類是如何觀測(cè)到黑洞的呢？，比如觀察雙星現(xiàn)象，通過觀察那些將被黑洞吞噬的物質(zhì)會(huì)盤旋下降形成一個(gè)吸積盤，以間接方式得知黑洞的存在。有了這些理論和天文現(xiàn)象的為基礎(chǔ)，就可以進(jìn)一步研究黑洞了。)這是霍金最重要的貢獻(xiàn)，因?yàn)楹诙词悄壳坝钪鎸W(xué)中理論基礎(chǔ)和觀測(cè)事實(shí)相對(duì)充分的天體，但霍金輻射的可觀測(cè)性是微乎其微的，不論是直接證據(jù)還是間接證據(jù)，即使一個(gè)黑洞能夠蒸發(fā)，或許也需要幾億年的時(shí)間。

在廣義相對(duì)論的框架下，霍金和羅杰彭羅斯一起證明了在宇宙時(shí)空中存在奇點(diǎn)，黑洞中的奇點(diǎn)是時(shí)間終結(jié)點(diǎn)，大爆炸的初始奇點(diǎn)是時(shí)間開始點(diǎn)，奇性定理目前被廣泛的接受為宇宙學(xué)的一個(gè)成熟的觀點(diǎn)，可以在眾多著作中見到闡述。但是，奇點(diǎn)是時(shí)空中一個(gè)特定的點(diǎn)，密度無限大，時(shí)空曲率無限大，體積無限小的一個(gè)點(diǎn)，這理論上已經(jīng)達(dá)到了普朗克尺度，此時(shí)量子力學(xué)或許應(yīng)該可以起到作用（如果量子力學(xué)仍然是有效的），所以這有一個(gè)比較矛盾的地方，更具廣義相對(duì)論可以預(yù)言存在奇點(diǎn)，而在奇點(diǎn)處廣義相對(duì)論或許是失效的，量子力學(xué)或許起到關(guān)鍵作用。

這實(shí)際是現(xiàn)代宇宙學(xué)之父愛因斯坦對(duì)宇宙模型的闡述，但是霍金推進(jìn)了這一觀點(diǎn)。這個(gè)觀點(diǎn)可以通俗的用皮球來對(duì)比，一個(gè)螞蟻在皮球上爬，永遠(yuǎn)都看不到這個(gè)球的邊，因?yàn)闆]有邊，而這個(gè)球本身的體積，所占空間是有限的（有界）。因?yàn)槿祟惒荒芨惺芎拖胂笏木S以上的時(shí)空，不可能構(gòu)想出真實(shí)的宇宙到底是什么樣子，或許我們現(xiàn)在看到的只是多維宇宙中的三個(gè)維度而已。

霍金的主要工作都作于上世紀(jì)60年代末70年代初黑洞研究大發(fā)展時(shí)期，他的早期工作對(duì)引力與黑洞領(lǐng)域起到了非常大的促進(jìn)作用。在統(tǒng)一20世紀(jì)物理學(xué)的兩大基礎(chǔ)理論——愛因斯坦創(chuàng)立的相對(duì)論和波爾創(chuàng)立的量子力學(xué)方面做出了一些貢獻(xiàn)?；艚鸬墓ぷ魇怯钪鎸W(xué)中非常重要的一部分，但并不是基礎(chǔ)開創(chuàng)性的，很明顯宇宙學(xué)的基礎(chǔ)是廣義相對(duì)論，而其中很多復(fù)雜的問題要統(tǒng)一量子力學(xué)才有可能解決，而霍金在這方面作了許多努力。

物理學(xué)的發(fā)展歷程

這里可以科普下物理學(xué)的發(fā)展過程以及其中開創(chuàng)性的工作，物理學(xué)上第一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)展就是牛頓建立起經(jīng)典力學(xué)的框架牛頓三大定律以及萬有引力定律，經(jīng)典力學(xué)把人類對(duì)整個(gè)自然界的認(rèn)識(shí)推進(jìn)到一個(gè)新水平，牛頓把天上的運(yùn)動(dòng)和地上的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來，實(shí)現(xiàn)了天上力學(xué)和地上力學(xué)的大綜合，從力學(xué)上證明了自然界的統(tǒng)一性，這是人類認(rèn)識(shí)自然歷史的第一次大飛躍和理論大綜合，它開辟了一個(gè)新時(shí)代，并且奠定了第一次工業(yè)革命的科學(xué)基礎(chǔ)。

第二個(gè)劃時(shí)代的發(fā)展就是法拉第和麥克斯韋建立的經(jīng)典電磁場(chǎng)理論，19世紀(jì)下半葉，麥克斯韋總結(jié)了宏觀電磁現(xiàn)象的規(guī)律，并引進(jìn)位移電流的概念。這個(gè)概念的核心思想是：變化著的電場(chǎng)能產(chǎn)生磁場(chǎng)；變化著的磁場(chǎng)也能產(chǎn)生電場(chǎng)。在此基礎(chǔ)上他提出了一組偏微分方程來表達(dá)電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律。這套方程稱為麥克斯韋方程組，是經(jīng)典電磁學(xué)的基本方程。跳出經(jīng)典力學(xué)框架的束縛：在物理上以'場(chǎng)'而不是以'力'作為基本的研究對(duì)象,在數(shù)學(xué)上引入了有別于經(jīng)典數(shù)學(xué)的矢量偏微分運(yùn)算,實(shí)際上麥克斯韋的工作已經(jīng)沖破經(jīng)典物理學(xué)和經(jīng)典數(shù)學(xué)的框架。麥克斯韋的電磁理論預(yù)言了電磁波的存在，其傳播速度等于光速，這一預(yù)言后來為赫茲的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。于是人們認(rèn)識(shí)到麥克斯韋的電磁理論正確地反映了宏觀電磁現(xiàn)象的規(guī)律，肯定了光也是一種電磁波。為第二次工業(yè)革命奠定了基礎(chǔ)，發(fā)電機(jī)利用電動(dòng)力學(xué)的規(guī)律，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電磁能,電動(dòng)機(jī)是利用電動(dòng)力學(xué)的規(guī)律將電磁能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。電報(bào)、電話、無線電、電燈也無一不是經(jīng)典電磁學(xué)發(fā)展的產(chǎn)物。

第三次劃時(shí)代的發(fā)展起源于經(jīng)典物理學(xué)大樓上的兩朵“烏云”，其中一朵由愛因斯坦解決，建立了狹義相對(duì)論，另一朵則是由波爾帶領(lǐng)的一大批年輕物理學(xué)家（海森伯、泡利、狄拉克、德布羅意、薛定諤等）建立的量子力學(xué)解決，原本以為物理學(xué)大樓只需要修修補(bǔ)補(bǔ)，然而新理論的建立卻將物理大樓直接拆遷重建，打開了新世界的大門，新的理論完全打破人們對(duì)世界已有的認(rèn)識(shí)，相對(duì)論打破了絕對(duì)的時(shí)空觀念，引入相對(duì)的時(shí)間與空間概念。而量子力學(xué)告訴我們世界是不連續(xù)的，打破我們以往物質(zhì)與能量連續(xù)的概念。相對(duì)論和量子力學(xué)為人類認(rèn)識(shí)世界奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，原子能、半導(dǎo)體、超導(dǎo)、激光等都依賴于這一基礎(chǔ)，它不僅深刻影響到物理學(xué)的發(fā)展，而且直接導(dǎo)致了半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、光通訊等一系列高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展。

顯然從物理學(xué)發(fā)展歷史來看，牛頓和愛因斯坦絕對(duì)是教父級(jí)別的，誠(chéng)然霍金十分偉大，但是還是不能和他們二位相提并論的。在西方甚至全球物理學(xué)的象牙塔里，從未有物理學(xué)權(quán)威機(jī)構(gòu)正式授予霍金“第一”的榮譽(yù)稱號(hào)，只有供職單位對(duì)他有過“之一”的榮譽(yù)評(píng)價(jià)。最近，國(guó)內(nèi)網(wǎng)上各種“最偉大的科學(xué)家”逝世、“最聰明的大腦”離開了、“愛因斯坦之后的第一人”去世等等不實(shí)文章就在網(wǎng)上泛濫開來。外國(guó)媒體對(duì)他去世的訃告內(nèi)容是：“著名物理學(xué)家史蒂芬·霍金去世，享年76歲?！?/span>

然而，他對(duì)于物理學(xué)的科普貢獻(xiàn)絕對(duì)是無人能比的。他寫作出版的《時(shí)間簡(jiǎn)史》《果殼里的宇宙》為廣大人民群眾（不懂物理的一般人）簡(jiǎn)介了一些常見的現(xiàn)代物理理論，使更多的人了解到物理?！稌r(shí)間簡(jiǎn)史》自1988年首版以來，已被翻譯成40種文字，累計(jì)銷售量達(dá)2500萬冊(cè)，成為一本暢銷全世界的科學(xué)著作。

有一個(gè)段子是這樣的：火車上，一個(gè)美國(guó)富商正津津有味的讀著時(shí)間簡(jiǎn)史，一位老者湊了過來問他正在讀什么。那位富商就說：

“時(shí)間簡(jiǎn)史，你沒讀過嗎？”

“沒”

于是富商開始向老者談起時(shí)間簡(jiǎn)史和里邊的內(nèi)容。當(dāng)火車快到站時(shí)，富商講完了，這才想起來詢問老者的職業(yè)。老人微微一笑，說：

“哦。我是前蘇聯(lián)科學(xué)院院士?！?/span>

雖然這個(gè)段子有點(diǎn)諷刺意味，但是能側(cè)面表明霍金科普工作做得很好，讓大眾能夠輕松地談?wù)摚赡苁羌傺b喜歡談?wù)?，顯得自己比較高大上）高深的物理，我們必須要明確科研與科普是完全不同的概念?；艚饘懽鞯摹稌r(shí)間簡(jiǎn)史》淺顯易懂，致使大多數(shù)人覺得物理比較簡(jiǎn)單，從而能夠讓大眾愿意了解物理。激勵(lì)更多的年輕才俊投入物理研究中，為物理學(xué)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。霍金的去世標(biāo)志著物理學(xué)“明星時(shí)代”的結(jié)束，很難再有會(huì)像霍金一樣的傳奇人生，向全人類閃耀物理學(xué)的思想。