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肉體無法禁錮他探索宇宙:霍金誕辰|科學史上的今天:1/8

史蒂芬・霍金(Stephen William Hawking;1942年1月8日-2018年3月14日)無疑是當代的物理學家中公認最聰明,也是最負盛名之人。然而他成為家喻戶曉的人物倒並非全然因為他在科學上的成就,也來自於他戲劇性的人生,尤其是他不屈服於病魔,還微笑以對的堅韌形象。還有誰比他更能凸顯人類不受肉體禁錮的精神力量與心智能力呢?

史蒂芬・霍金。圖片來源:Lwp Kommunikációlicense

霍金出生當天恰是伽利略逝世三百周年之日,回頭來看,令人不禁要為這巧合賦予某種傳承的意味:伽利略以望遠鏡觀測前人從未見過的天體秘密,破除長久以來的迷思;霍金研究的也是天體,不但從未有人見過,而且是至今根本就無法看見的黑洞,而他也揭開了隱藏已久的宇宙秘密──雖然霍金的工具就只有他的大腦。

早在他著手研究黑洞之前,霍金就已被診斷出罹患了「肌萎縮性脊髓側索硬化症」(ALS),也就是俗稱的漸凍人症。那是他到劍橋念研究所的第一年,當醫生宣判他只剩兩年壽命時,霍金當然萬念俱灰,幸而女友珍堅定的愛情拯救了他;她不但未轉身離去,還隨即與他結婚,照料他的生活起居。(霍金曾說:「沒有珍幫忙,我不可能活下去,也不會有意願再活下去。」然而三十年後兩人還是離婚了,真是令人感慨。)

霍金的病情並未如醫生預期的奪走他生命,雖然身體已不再聽他使喚,霍金反而開始展現頑強的天性,選擇一個全新的未知之境做為一生志業。1965 年潘洛斯(Roger Penrose)剛從廣義相對論得出一個解,證明恆星不只會向內塌陷成為黑洞,其中心點還可能形成一個密度無限大的奇異點(singularity)。無限大?物理學家大多將奇異點當成像是幾何中的點,只是個概念,而非真實的存在。唯霍金認真看待,加以當年發現宇宙背景輻射而印證了大霹靂理論,於是他將奇異點理論從恆星推廣至全宇宙,並與潘洛斯共同證明大霹靂的源頭就是一個奇異點。

之後霍金專心研究黑洞,發現黑洞的許多性質,並與同事界定出四條黑洞的熱力學定律。有趣的是,後來另一位物理學家的理論違背其中一條定律,霍金為了駁斥他卻反而推翻自己原來的主張,而提出震驚學界的理論:黑洞並不黑。黑洞雖然吞噬一切,但卻會發出輻射而逐漸蒸發消失。這個看似矛盾的主張結合了廣義相對論與量子理論,這兩個原本各適用於不同尺度的理論,竟然被霍金巧妙地結合在一起,自此,霍金被視為當代物理界第一人!

另一方面,霍金也是繼愛因斯坦之後最受大眾喜愛的明星科學家。他寫的《時間簡史》內容艱深,卻賣了超過一千萬冊;還偶而在《Star Trek》、《The Big Bang Theory》、《辛普森家庭》等電視影集中客串演出。不過,可能會出乎很多人意料:霍金至今仍未獲得諾貝爾獎。因為我們至今仍只有黑洞存在的間接證據,無法直接觀測黑洞就無從驗證霍金的創見,因此他才始終與諾貝爾獎無緣。不過,霍金的歷史定位也無需諾貝爾獎的肯定,他在《Star Trek》中與牛頓、愛因斯坦一起打橋牌那一幕,已經說明了他在大眾心中的地位。

霍金、愛因斯坦、牛頓、百科(生化人)一同打橋牌。霍金是唯一位由本人飾演的角色。 圖/《星艦奇航:銀河飛龍》劇照

  • 編按:於2018年3月14日、愛因斯坦139歲冥誕的這天,霍金於劍橋的家中辭世,享壽76歲。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。