缅怀霍金,霍金的一生给中国教育的启发

2018年3月14号,著名的物理学家,史蒂芬·威廉·霍金于凌晨在家中去世,享年76岁

霍金:一位伟大的科学家,物理学家。霍金以黑洞研究和量子宇宙论等享誉科学界,被誉为继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家。在2013年发布的纪录片《霍金》中,他说:“每一天都可能是我的最后一天,我渴望每一分钟都不被虚度。”

他的一生,留给人类的精神及科研财富是不可计量的。

代表作《时间简史》《果壳中的宇宙》《大设计》《我的简史》及提出的黑洞、霍金辐射理论给人类文明探索宇宙添上宝贵的一笔。

  人生经历

        霍金

(Stephen William Hawking),1942年1月8日出生于英国牛津,出生当天正好是伽利略逝世300年忌日。父亲法兰克是毕业于牛津大学的热带病专家,母亲伊莎贝尔1930年毕业于牛津研究哲学、政治和经济。

   1942年1月,纳粹德军几乎夜夜不停地轰炸英国伦敦。这迫使霍金一家搬离海格特的家园迁到牛津避难。他们在霍金诞生后又回到了伦敦。童年时的霍金学业成绩并不突出,但喜欢设计极为复杂的玩具。据说他曾用一些废弃用品做出一台简单的电脑。

    1959年17岁的霍金入读牛津大学的大学学院攻读自然科学,用了很少时间而得到一等荣誉学位,随后转读剑桥大学研究宇宙学。


    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。


    1965年,23岁时他取得了博士学位留在剑桥大学进行研究工作

    1973年,他考察黑洞附近的量子效应,发现黑洞会像天体一样发出辐射,其辐射的温度和黑洞质量成反比,这样黑洞就会因为辐射而慢慢变小,而温度却越变越高,最后以爆炸而告终。黑洞辐射或霍金辐射(包括de Sitter空间中的霍金辐射)的发现具有极其基本的意义,它将广义相对论、量子场论和热力学统一在一起,其为弯曲时空中的量子场论。1973年以后,他的研究转向了量子引力论。虽然人们还没有得到一个成功的理论,但是它的一些特征已被发现。例如,空间-时间在普朗克尺度下不是平坦的,而是处于一种粉末的状态。在量子引力中不存在纯态,因果性受到破坏,因此使不可知性从经典统计物理学、量子统计物理提高到了量子引力的第三个层次。

    1980年以后,霍金的兴趣转向了量子宇宙论,提出了能解决宇宙第一推动问题的无边界条件。20047月,他承认了自己原来的“黑洞悖论”观点是错误的。《时间简史》的副题是从大爆炸到黑洞。史蒂芬·威廉·霍金认为他一生的贡献是在经典物理的框架里,证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性,黑洞越变越大,但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因辐射而越变越小,大爆炸的奇点不断被量子效应所抹平,而且整个宇宙空间正是起始于此。理论物理学的细节在未来的20年中还会有变化,但就观念而言,已经相当完备了。

    1985年,他因患肺炎做了穿气管手术,被彻底剥夺了说话的能力,演讲和问答只能通过语音合成器来完成。

    1985年,第一次来到中国,到中国科技大学和北京师范大学访问。在科大水上讲演厅做天体物理的学术报告。

    1988年,霍金的科普著作《时间简史:从大爆炸到黑洞》发行,从研究黑洞出发,探索了宇宙的起源和归宿,该书被译成40余种文字,出版逾1000余万册,但因书中内容极其艰深,在西方被戏称为“读不来的畅销书”(Unread Bestseller),有学者曾指这种书之所以仍可以如此畅销,是因为书本尝试解答过去只有神学才能触及的题材:时间有没有开端,空间有没有边界。

     2001年10月,又一部作品《果壳中的宇宙》 (The Universe in a Nutshell)出版发行。该书是《时间简史》的姐妹篇,以相对简化的手法及大量图解,诉说宇宙起源。

     2002年,第二次来中国,在北京、杭州作主题为《膜的新奇世界》(Brane New World)科普报告,向公众阐释他的关于天体演化的“M理论”。

   2006年,他在香港透露正与女儿合撰写一套类似于《哈利波特》、但主题是理论物理学而非魔法的小说。

   2006年6月,第三次来中国,他带来的仍然是自己关于宇宙学最新的研究,在香港科技大学体育馆主持一个题为"宇宙的起源"的演讲时,轰动一时,被戏称为受到“摇滚巨星”级的接待。2006619日上午,在人民大会堂向北京的公众讲述《宇宙的起源》。

    2009年46日,霍金因病取消外访,同月20日因病送院治理,情况欠佳。

    2012年1月传出因脸部肌肉恶性萎缩,已严重影响其表达能力,并有可能使他无法发出独特的“电脑声”。

    2012年46日,他在热播美剧《生活大爆炸》第五季第21集中,以斯蒂芬·霍金教授的身份本色出演,在剧中与主角谢尔顿同框的画面被无数粉丝奉为经典。

    2012年,霍金在赵晓凯收藏北京奥运火炬上盖上了两枚金色指纹,并题词:“为了人类长期生存,为了世界和平,我们需要销毁所有核武器”(to ensure the long term survival of the human race we need to disarm all nuclear warheads and promote world peace!)

     2017年为英国BBC录制纪录片《探索新地球》

   学术思想

思想

霍金的一生,一直是特立独行,天马行空。但不可否认的是他一直走在科研的最前端,思想也是。

          时光机

英国著名天体物理学家史蒂芬·威廉·霍金继承认外星人的存在后,又发表一个惊人论述:他声称带着人类飞入未来的时光机,在理论上是可行的,所需条件包括太空中的虫洞或速度接近光速的宇宙飞船。不过,霍金也警告,不要搭时光机回去看历史,因为“只有疯狂的科学家,才会想要回到过去“颠倒因果”。

         外星人论

斯蒂芬·霍金在美国探索频道2010425日播出的纪录片《跟随斯蒂芬·霍金进入宇宙》中说,外星人存在的可能性很大,但人类不应主动寻找他们,应尽一切努力避免与他们接触,从而避免黑暗森林打击!(刘慈欣三体中所提到的理论)

霍金认为,鉴于外星人可能将地球资源洗劫一空然后扬长而去,人类主动寻求与他们接触“有些太冒险”。“如果外星人拜访我们,我认为结果可能与克里斯托弗·哥伦布当年踏足美洲大陆类似。那对当地印第安人来说不是什么好事。

        星际移民

霍金在2010年8月接受美国知识分子视频共享网站BigThink访谈时,再曝惊人言论,称地球200年内会毁灭,而人类要想继续存活只有一条路:移民外星球。

霍金表示,人类如果想一直延续下去,就必须移民火星或其他的星球,而地球迟早会灭亡。霍金说:“人类已经步入越来越危险的时期,我们已经历了多次事关生死的事件。由于人类基因中携带的‘自私、贪婪’的遗传密码,人类正在一点点掠夺地球资源,人类不能把所有的鸡蛋都放在一个篮子里,所以不能将赌注放在一个星球上。”

        学术赌注

霍金喜欢就一些科学命题,与其他学者开赌,一时成为科学界美谈。

1.能否发现希格斯玻色子

霍金跟美国密歇根大学的戈登教授打了个赌:CERN不会发现希格斯玻色子。

希格斯玻色子是英国著名物理学家希格斯与其他同事经过漫长年代的潜心研究,等待了48年,才发现了希格斯玻色子,也称为“上帝粒子”。

2.黑洞是否存在

集一生精力研究黑洞的霍金,曾担心黑洞可能只是理论上的概念,而现实中根本不存在。他为免到时自己变得一无所有,1975年他与另一名物理学家索恩(Kip Thorne)开赌:究竟黑洞是否存在。

3.裸奇点的存在

1991年,霍金又要求开赌,这次索恩与他站在同一阵线,对赌一方是物理学家裴士基(John Preskill)。当时的命题是,奇点应该被黑洞围绕,但没有被黑洞包围的“裸奇点”(naked singularities)是否存在。

        高维空间

根据90年代提出的M理论(超弦理论的一种),宇宙是十一维的,由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里,宇宙只是四维的(三维空间和一维时间),现代物理学则认为还有七维空间我们看不见。

科学家们对我们已认知的维与可能存在但未被认知的维之间的区别是如何解释的呢?他们打了一个比方:一只蚂蚁在一张纸上行走,它只能向右或向左,向前或向后走。对它来说高与低均无意义,这就是说,第3维的空间是存在的,没有被蚂蚁所认识。同样,我们的世界是由四维数据构成的(三个空间维,一个时间维),我们没有觉察到所有其他的维

     预言

预言

2017年11月,霍金再次做出“预言”,称人类可能在2600年前就会灭绝。霍金认为,随着地球人口增长,能源消耗将会增加,地球将变成一个“熊熊燃烧的火球”。霍金认为,要摆脱这场灾难,只能去寻找一个适合人类生存的星球。他还称,“人类如果还想把自己的存在延长100万年的话,就要无畏地去往自己从未去过的地方。

     学习

学习

反观他的一生,他父母对他的教育,有太多的东西是我们需要学习的


一、培养性格

他父亲弗兰克和霍金本人,都信奉坚强至上(怪不得霍金能熬过几十年重病折磨)

二、完全放养

霍金在他最有名的《时间简史》里写过,他最早的记忆是两岁半被父母送进托儿所,一直号啕大哭,结果父母中午就把他接回家,一年半内都没再送托儿所。

三、爱书

他家整幢三层楼,没有装修、没啥家具,更没有软饰,从来不收拾。房子里只有一堆堆的书,还在地下室养蜜蜂,其他地方光秃秃。

四、提供最好的条件上学

霍金8岁时,父亲做到医学研究所的寄生虫部主任,很想把他送到私立学校西敏中学。虽然,后面因为霍金生病而没能去考试,上了本地私立男校——圣阿尔班斯。

五、不催促

他长得矮小,手脚很不灵活,干什么都比同学慢,写字也全是草书。更要命的是,说话太快动不动甩一大堆,不知道他在说什么,好在他老爸弗兰克自己说不清话,也没批评过他

    

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