评论|陈志宏:霍金──同时带领学者大众更接近宇宙的大师

学者众多,但能为同侪不断带来新意念的人只占少数,而霍金就是这一类人。要更深入欣赏霍金的才华,难免要回看他的学术著作。
霍金之后,还有什么人物可以像他一样,同时带领学者与大众更加接近宇宙?光是那种轮椅上的风采,已值得后世回味与怀缅了。

钻进了物理学多年,虽不是霍金(Stephen Hawking)大师的Big Fans,从事的研究方向也不一样,但见到一个凭思维创造出如此多漂亮杰作的人物殒落,固然惋惜。
大众对霍金学问的了解,多来自《时间简史》,但敢断定多数人读完此书都只是一知半解,所以后来才有《时间简史普及版》及《图解时间简史》。其实《时间简史》更加像霍金介绍自己的思想文献,就算读者最后仍不能明白那已尽力浅白的文字,至少仍会承认,这些内容都是来自一个极有才华之人。对于一个想有系统学习宇宙学的人,此书未必值得推荐,但若想更迅速抵达宇宙学家的哲学思维世界,了解他们如何寻找宇宙起源与命运等答案,《时间简史》就是最好选择。

霍金的博士论文写了什么?

要更深入欣赏霍金的才华,难免要回看他的学术著作。去年霍金的剑桥博士论文《膨胀宇宙的特质》公开让大众下载,以“行内的门外汉”身份打开一看,看似零散的四个章节,讨论到宇宙重力波、黑洞、奇异点等几个关乎宇宙学的概念。说实话,若说论文的第一至三章的水平,相信以现代欧美第一流学府的物理博士研究生的智慧,在导师的适当引导下,也能做到。因为那只是把一套已有共识的广义相对论运用到一些特定场合,再仔细运算而得到的结果,就像拿别人的产品来加工雕琢一下。这是很普遍的理论物理论文的套路,毕竟像创建相对论的爱因斯坦(Albert Einstein),创建量子力学的薛汀格(Erwin Schrödinger),都是极罕有的。能够加工别人的东西,解释或预测一些别人未曾涉猎过的结果,已算是一种创建了。

可是,到了第四章,那是足以让同侪与前辈都称赞的成果,因为他论证出两种看来不太相干的物理系统,其实可以在数学上共通。话说宇宙的开初会像是一个奇点:近乎无限大的能量蕴藏在一个无限小的点,而从天文物理学亦得知,大质量星宿所形成的黑洞,其中心的状态也是类似的。那光凭直觉推断,宇宙初创的奇点,与黑洞的奇点,在数理上该有共通之处。当时许多人也有过如此想法,但就是没做出来,廿来岁的霍金可是把一些前辈都做不到的,证明出来了。

在博士研究生时期已有所成就的,都是可成大器之学人。再看1970年代霍金发表黑洞可散发热辐射的成果,那种套路也可尽显功架。那怕是现代,主流天文物理学家研究黑洞,多就是拿着广义相对论将黑洞算来算去,目光许多时就只放在一个黑洞中的一两项物理。这是很典型的应付考试题式的思维。例如我看到一个电路的题目,最多也是将电磁学公式都抛进去算就是,那会想到要用万有引力定律去算个什么新结果?

学者众多,为同侪不断带来新意念的只占少数

霍金就是要将一些人们没想到要考虑的也放进去,推出一个无法从直觉猜想的结果出来。在黑洞这一个以相对论掌管为主的巨大天文尺度,他偏偏就将热力学与掌管微小尺度的量子力学都放到黑洞去考量。结果呢?就是在各项物理定律都同时要成立的情况下,你不得不承认黑洞也有温度,而有温度就会有辐射,而且还将算式都证明给你,再预告只入不出的黑洞也有蒸发消失的可能。

这个黑洞辐射的论证至今依然前卫,只是我们的探测科技还远远不到可以捕捉这种现象,而霍金生前更进一步尝试仔细研究量子现象在黑洞上是如何运作体现。若是能赶及霍金生前就探测得到那种黑洞辐射,诺贝尔奖早就归他了。

作为科学人,多数都会更向往理论与实验互相印证的研究。在我的研究生时期,也曾涉猎宇宙学,我会更加欣赏那些能够与观察数据印证,关于宇宙形成后的演化过程的研究,对于时空是如何开始的问题并不热衷,因为对错难以算清。但站在霍金一派系的学者立场来说,那些对时空,乃至宇宙起源的那些探索,其价值未必在最后的对错,也在过程本身。现今提倡时空起源的假说五花八门,一时之间根本未发展到有效的方法一一证伪。学者众多,但能为同侪不断带来新意念的人只占少数,而霍金就是这一类人。例如“虚时”是一个众多物理学家都不能接受的一个概念,但霍金引入这种概念就让理论建构的操作阵地增加。是正路还是另有正路,将来自有公论。

现代学问圏子之大,光是宇宙学圈子内都已有多种不同的研究方向,以霍金的名气无人不晓,但他最多也只是在黑洞与时间起源等等的几个领域内较为主导。就如所有学人一样,对于能够不停在研究领域内,为同侪不停贯注新意念的人,就已值得彼此惺惺相惜。霍金之后,还有什么人物可以像他一样,同时带领学者与大众更加接近宇宙?光是那种轮椅上的风采,已值得后世回味与怀缅了。

(陈志宏,大学讲师、纽约大学博士,主修物理学)

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