霍金:为何我们在此?我们从何而来?

作者:童曙泉 侯健美来源:京报网 2009-10-26

霍金:为何我们在此?我们从何而来?

宇宙最初什么样?一位老人回答:像一锅沸水里的小泡泡。昨天,这位老人首次对中国大陆听众讲起他有关宇宙创生的思想

尽管这是关于科学界最高深的弦理论的研讨会,尽管不带中文翻译的英文讲演更添倾听的难度,但这丝毫不能影响大学生、中学生赶来倾听斯蒂芬·霍金讲演的热情。

宇宙的起源是什么?我们从何而来?昨天,当代“最具影响力的天体物理学家”、64岁的斯蒂芬·霍金,在人民大会堂开讲《宇宙的起源》,为6300名听众作了一场超级科普报告。著名数学家丘成桐告诉记者,这是霍金首次在中国大陆讲授他的宇宙创生论思想。

“你们能听见我吗?”

上午11时30分许,坐在轮椅上的霍金教授被工作人员推上“2006国际弦理论大会”的主席台。本来秩序井然的会场一片混乱,媒体记者的摄影机、数码相机、甚至拍照手机一拥而上,不少中学生离开了座位,挤到主席台前,现场工作人员急忙疏导。几分钟之后,会场局面才得以恢复。

“Can you hear me?(你们能听见我说话吗?)”霍金开“口”头一句话,就引来一阵掌声。昨天的霍金穿一件黑白细条纹的衬衫,头始终偏向右侧,身体半坐半躺在轮椅上一动不动。40多年肌肉萎缩症的折磨,使他看上去衰老的程度远远超过64岁的实际年龄。但就是这样一位老人,正在试图解开“我们为何在此”“我们从何而来”的终极问题。

霍金教授演讲的“声音”很特别,充满金属的磁性,这其实是语音合成器发出的声音,霍金教授与外界交流多亏了它。连续两天的采访过程中,记者曾有机会近距离聆听霍金“说话”,其实秘密就在霍金面前支起的一块小屏幕上。

“I”“the”“why”“how”……屏幕的主菜单上排列着90多个英文常见单词,一个绿色标框在词汇间不停跳动。随行人员说,霍金教授的眼镜上装有红外线传感装置,可以感受眼皮的眨动。教授以此控制标框,选出能表达自己想法的词汇,连接成句后,再由语音合成器发声,教授就能“开口说话”了。幸亏有如此先进的传感设备,否则,世人将无法分享这个智慧头脑对于宇宙起源的理解。

宇宙膨胀有如沸水泡泡

“詹姆·哈特尔(美国物理教授,霍金设想的合作者——编者注)和我发展的宇宙自发创生的图景有一点像泡泡在沸腾的水中形成。”霍金教授在讲演中说。他认为,宇宙最可能的历史像是许多小“泡泡”出现,然后坍缩、消失。但这些小泡泡中的一些会膨胀到一定尺度,可以安全地逃避坍缩,继续以不断增大的速率膨胀,这就是以不断增加的速率膨胀的宇宙。

霍金还提到:早期宇宙中的无规性,意味着在有些区域的密度,比其它地方的稍高。这些额外密度的引力吸引使这个区域的膨胀减缓,而且最终能使这些区域坍缩形成星系和恒星。“所以,我们是极早期宇宙的量子起伏的产物。上帝的确在掷骰子!”

“身在轮椅上,心在宇宙外,”这是一位从天津赶来的听众对霍金的赞扬。

尽管霍金教授的助手在其讲演过程中播放了中文翻译幻灯片,但因为理论深奥,又是英文讲演,所以很多听众感觉并没能理解霍金的理论。

“说实话我们没听懂,但是他的讲演让我们感觉到物理与哲学的统一,感觉到微观世界与宏观世界的统一。”人大附中学生储菁说。她的话让记者觉得,现在能否听懂霍金的讲演,对这些青少年来讲并不是关键。最重要的是,他们正从霍金的演讲中感受到科学之巅的无限魅力与风光。

轮椅上的霍金很风趣

接连几天的采访中,霍金的助理、学生、导游都成了记者“围追堵截”的对象。从他们点滴的回答中,一个忙碌、幽默、坚强的霍金似乎与轮椅上一动不动的躯体“判若两人”。

■“来中国”

“我们总能收到来自世界各地数以千计的信件、电邮。”霍金的私人助理朱迪斯女士说:“有天我发现一封来自中国的邀请函,我对他说:‘斯蒂芬,我们去中国吧。’他答应得非常痛快:‘好的!’”于是,霍金接受了“2006国际弦理论大会”的邀请,第三次来到了中国。

■“全职教授”

“他在剑桥当着全职教授,所以很忙。”随行人员告诉记者,霍金仍然每天勤奋工作十几个小时。“每个星期二,斯蒂芬会和他的几个博士生一起吃顿午饭,听听学生们的想法。”

■“我喜欢你”

发表讲演的前一天,霍金曾前往天坛祈年殿参观。导游吴颖靠近老人耳畔,用英文说:“前面就是祈年殿,意思就是天上的宫殿,马上就要进入‘天宫’了,您有什么想法?”

霍金面前的显示屏开始闪烁,绿色的条块在一个个单词和页面中间跳动——霍金要说话了。众记者掏出笔做好记录的准备。吴颖心里想:他大概会回答很高兴,很棒。“I like you (我喜欢你)。”语音合成器最终说出的“话”,引来周围笑声一片。

■“勇敢的人”

“他是一个勇敢的人。”朱迪斯女士说,“尽管身体不好,但他希望到不同的国家和地方去看看,他连南极洲都去过。”

朱迪斯评价霍金的生活“充实”而且“有趣”。尽管咀嚼费力,但他也要尝尝香酥鸭的味道;尽管面部肌肉萎缩,但他在天坛圜丘面对记者的镜头时,嘴角居然上翘,给出一个微笑。

霍金和弦理论

弦理论回答的是“物质由什么组成的问题”,也是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力(包括引力)统一起来的理论。这也是因斯坦晚年一直想解决而未解决的理论设想。霍金是弦理论的创始人和学术带头人之一。

原子、质子、夸克……过去的一百多年里,物理学家将物质越分越细小、越来越基本,已经发现了一连串的物质组成单元。但这些基本粒子本身并不能解释它们之间的相互作用力。弦理论家们普遍相信,基本粒子实际上都是一些小而又小的振动的弦的闭合圈(闭合弦),所有粒子都可由闭合弦的不同振动和运动来得到。从本质上讲,所有的粒子都是质地相同的弦。

弦理论将二十世纪的两大基础理论——“广义相对论”和“量子力学”结合到一个数学框架内,有可能解决一些长期困扰物理学家的世纪难题,如黑洞的本质和宇宙的起源等。目前,弦理论拟解决的有三大基础物理学问题。一是“什么是物质组成的最终单元”;二是“量子力学的原理和广义相对论是否相冲突”;三是“我们是否生活在11维时空”。弦理论的实验证实将从根本上改变人们对物质结构、空间和时间的认识。这不仅可以大大地拓展了人们的思维空间,还将大大地拓展人们的活动空间。

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演讲一小时,准备一个月,霍金用电脑合成音说——

“为何我们在此?我们从何而来?”昨天,科学家斯蒂芬·霍金在人民大会堂提出了这两个最根本的思考人类与宇宙的问题,他为6300名听众作了一场超级科普报告《宇宙的起源》,介绍了自己对宇宙的理解。

规模最大的物理讲座

昨天上午11时30分,当主持人念到霍金的名字时,期待已久的听众立刻报以长达十几秒的热烈掌声。置身轮椅的霍金在主席台右侧刚一现身又引来长达三四十秒的掌声。有大约300来名按捺不住的观众立刻从座位上起身,拥到主席台前举起相机。十几分钟后,会议主持人才好不容易将大家劝回座位。

被誉为“当代爱因斯坦”的霍金,向北京数以千计的观众讲解了宇宙的起源,这是迄今为止世界上规模最大的一次理论物理讲座。

演讲一小时 准备一个月

“Can you hear me?(能听见我说话吗?)”演讲正式开始前,霍金用特有的嗓音“说”了第一句话。电脑合成的男中音清晰、柔和、连贯,如果没有亲眼目睹,没有谁会相信这些话是合成出来的。

昨天的演讲是事先录制好的,一个小时的演讲却花了霍金一个月时间来准备。他的学生告诉记者,虽然霍金的特制轮椅十分智能,但由于这个机器可供选择的单词太多,如果想从里面选出自己想说的话仍然十分费时,“每输入一个单词都要花费上几分钟。”

霍金式幽默 为宇宙起源“进牢笼”

霍金先是以一则中非的上帝创世纪的神话开始了《宇宙的起源》的演讲。他说,根据中非的传说,世界最初只有黑暗、水和伟大的Bumba上帝。有一天,Bumba胃痛发作,先后呕吐出太阳、土地、月亮、鳄鱼﹑乌龟和人。

“但是希腊哲学家亚里士多德相信宇宙并没有开端,而是已经存在了无限久。”霍金在把亚里士多德、康德、爱因斯坦等人的观点说了一个遍以后,开始陈述他自己的观点。

霍金说,宇宙自发创生有一点像气泡在沸水中的形成。“宇宙的起源有点像沸水里的泡泡,许多小泡泡出现,然后消失。这就是宇宙的膨胀和坍缩。之前有很多宇宙都消失了,当这些小泡泡膨胀到一定的尺度,可以安全地逃避坍塌时,就形成了我们今天的宇宙。”

“我暗自庆幸,梵蒂冈教皇没有看到我发表的一篇论文正好提出了宇宙如何起始。否则我就像伽利略那样被交给宗教裁判厅了。”霍金幽默地说。此时他的演示文稿中出现了自己被囚禁在牢笼中的一张照片,在场的学者和学生发出了会心的笑声。

霍金的疑问 宇宙会再次坍缩吗?

“宇宙最终会再次坍缩吗?”霍金在演讲最后也提出了自己尚未找到答案的难题。他说,我们已经取得的一些伟大成功,并不能解决一切难题。根据观察,宇宙膨胀在长期变缓之后,目前已再次加速。理论目前还不能理解这一点。因此,我们对宇宙的未来还无法确定。它会继续无限膨胀下去,还是最终会再次坍缩?这还是一个未解决的问题。

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