史蒂芬霍金的外貌描寫,職業,成就,付出的艱辛。
世界著名天體物理學家,以《時間簡史》一書享譽世界的英國劍橋大學教授史蒂芬.霍金最近在劍橋度過了他的六十歲生日。他以病殘之軀為人類對宇宙認知的擴大和發展做出了重要的貢獻。
霍金教授,年輕時就受到病魔的摧殘,全身癱瘓,軀體瘦小扭曲,卷曲在輪椅上,頭部歪向一邊。無庸諱言,許多人看到這樣一個病殘之身,都會產生憐憫之心,同時,人們也很少能把他和牛頓,愛因斯坦那樣的偉人聯係起來。
然而,這個拖著病殘之身的人卻正是大名鼎鼎的英國劍橋大學天體物理學教授霍金,他把愛因斯坦的相對論應用到天體物理學上,把天體物理學向前推進了一大步,為人類對宇宙的認知做出了巨大貢獻。他在1988年出版的《時間簡史》一書已經被翻譯成多種語言,在世界範圍內發行,中文版也早已在華人世界流行。值得指出的是,霍金教授並不是生下來就病殘的,他和一般人一樣也擁有一個健康的少年和青年,直到二十幾歲以前他一直都過著健康人的生活。然而就在他建立家庭,娶妻生子,並繼續深造,在事業上展露頭角的時候,病魔開始向霍金侵襲,並最終使他處於全身癱瘓的狀態。然而病魔雖然能夠剝奪霍金教授身體的健康,卻剝奪不了他的智慧和意誌。在過去三十多年的時間裏,霍金教授著作等身,在學術上樹起了一座座豐碑,也獲得了世人的尊敬。
史蒂芬.霍金1942年1月8號出生於英國牛津,今年六十歲。他出生時正是第二次世界大戰期間,他的母親是為了躲避德國飛機的轟炸,才遠離倫敦的家,來到僻靜的牛津生下他的。以後的生活倒還平靜。霍金順利地念完小學,中學,然後進入牛津大學讀物理。
霍金的父親也是牛津大學的畢業生。三年以後,霍金從牛津大學畢業,以優異成績獲得自然科學學士學位。從牛津大學畢業以後,霍金來到英國的另一所名校劍橋大學讀研究生,攻讀天體物理學。
霍金能夠在天體物理學上取得今天這樣大的成就和他初到劍橋時選擇導師時的陰差陽錯有很大的關係。
那時,霍金本來想跟英國著名天體物理學家霍伊爾學習,霍伊爾關於宇宙恒穩態的理論當時很有影響,但是霍伊爾教授的研究生已經招滿了,於是霍金不得不轉而成為西阿馬教授的研究生。
正是在西阿馬教授的帶領下,霍金開始思考和研究宇宙大爆炸的理論,而這一理論是和霍伊爾教授的宇宙恒穩態理論完全對立的。宇宙恒穩態理論認為:宇宙的過去,現在和將來基本上處於同一種狀態,從結構上說是恒定的,從時間上說是無始無終的。而大爆炸理論認為:宇宙和時間的開始都源起於宇宙中一次巨大的爆炸,這一爆炸造成了現在的各大星係,而各大星係,以及整個宇宙總是處於不斷變化,發展的過程之中。
霍金教授後來開玩笑說:幸虧他當年沒跟霍伊爾教授讀研究生,要不他就得不斷地為宇宙恒穩態理論辯護了。
霍金在劍橋大學獲得博士學位後先是作研究員,後來成為教授。1979年,霍金成為劍橋大學岡維爾和希斯學院應用數學和理論物理係的“盧卡斯”講座教授。“盧卡斯”講座是三百多年前由盧卡斯牧師設立的。擁有這一頭銜的教授,在英國學術界普遍被認為是最傑出的學者。要知道,過去三百多年裏擁有這一頭銜的教授們都是名垂青史的人物,其中包括牛頓。
霍金從小就不大愛好體育運動,雖然他身體健康,但是他的協調性從來也不那麼好,有的時候他還會莫名其妙地摔跤。到他從牛津畢業到劍橋讀研究生時,霍金的父親覺得有些不對勁,就帶霍金去看了醫生。經過反複檢查,醫生確診霍金得了“肌萎縮性脊髓索硬化”這一無法治愈的疾病。那時,霍金才二十一歲。對於一個風華正茂,前途無量的劍橋大學年輕的研究生來說,醫生的這一診斷無疑是天大的噩耗。但是霍金自有他對付病魔的心理戰術。霍金說,每當他覺得上帝不公平,前途無望的時候,他就努力回憶他在醫院時遇到的一個患有白血病的小男孩,那個小男孩是霍金在醫院時的病友,後來死了。霍金說,至少他還活著呢。不過,醫生們也不知道霍金的病情會以什麼樣的速度發展,他們隻能告訴霍金像過去一樣繼續生活下去。
以後的幾年,霍金的病情發展得還沒那麼快。霍金先是和簡.王爾德女士結了婚,生了三個孩子,接著他在事業上也取得了很大的進步,他對天體物理學的研究一步一步地深入了下去。七十年代中期以後,霍金教授的病情開始惡化,他到了生活不能自理的地步。他先是失去了活動自己肢體的能力,接著連說話的能力也喪失了。
不知道一般人麵對這樣的壓力會有什麼樣的反應,霍金教授卻是覺得幸運和心存感激。他覺得自己從事的研究是理論性的,以思考為主,不需要作實驗,所以他能夠在病情惡化以後繼續他的研究,並取得很大成績,他說這是他的幸運之處。霍金教授的感激是對妻子,對家人,對社會,這正像當初,當他在剛剛確診,為自己的疾病苦惱時,他想,與其死了,還不如為別人做點好事。的確,霍金教授為人類文明的發展作了很大的“好事”,而社會也感激他。
到目前為止,霍金教授已經獲得了許多榮譽學位和嘉獎,成為世界上最著名的科學家之一,他的學術著作也在世界範圍內得到廣泛的流傳,特別是他的《時間簡史》一書更是風靡世界,印刷的數目已經以千萬計了。饒有趣味的是,世界各地的人們都知道霍金教授,都知道他的《時間簡史》,也都以擁有這本書而自豪,但是因其抽象的理論,真正能夠讀完,讀懂這本書的人卻又少之又少。所以人們開玩笑說:《時間簡史》這本書是世界上“最暢銷的、可是又最沒人讀”的書。
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他坐著輪椅,頭發亂蓬蓬的。腳萎縮了,滿臉的皺紋,目光有神,帶著一副眼鏡,用金屬的聲音說話。
描寫霍金的句子
上帝既造就天才,也造就傻瓜,這不取決於天賦,完全是個人努力程度不同的結果.
.當你麵臨著夭折的可能性,你就會意識到,生命是寶貴的,你有大量的事情要霍金啊霍金,你的生命如此悲哀,可你還寧死不屈! 災難是真理的第一層.
災難是真理的第一層.
——拜倫
我注意過,即使是那些聲稱“一切都是命中注定的,而且我們無力改變”的人,在過馬路前都會左右看.
從他身殘誌不殘啊,他一個那樣的,不是普通的殘疾的殘疾人,他的非凡毅力,為人類社會做出卓越的貢獻.
斯蒂芬·威廉·霍金的外貌,動作,環境描寫
斯蒂芬森的股份大股東方
描寫霍金的句子
一個熱愛科學,充滿了奇思妙想,富有浪漫主義和理想主義的人。對於宇宙和未知他都充滿了大膽的想象,對於地球和人類生活的環境他又充滿了愛心和責任心。
任何一個偉人的離開,都讓在世的人們感到無所適從的恐慌和不安。
這是他偉大之處,被從未打過照麵的人們依賴。
時間簡史,霍金輻射。他的貢獻會被銘記。他的離開,讓我真實感覺到了曆史。
雖然絕大多數物理學子都未曾與他謀麵,但他好像曾經就是我們的導師是的。那些時光,那些文字,那樣親切,那樣熟悉。這樣的人大概隻有兩位,一位是理查德·費曼(《費曼物理學講義》),還有一位就是斯蒂芬·霍金了(《時間簡史》《果殼中的宇宙》)。我們當中的絕大多數都在書中聆聽過他的教誨,也隨著他在腦海離掰開果殼中的宇宙。不隻是我們。還會有一代又一代的年輕人被他引入物理之道。而這承載的力量的榮耀,都是無窮盡的。
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史蒂芬·霍金,出生於1942年1月8日,這個時候他的家鄉倫敦正籠罩在希特勒的狂轟濫炸中。
霍金和他的妹妹在倫敦附近的幾個小鎮度過了自己的童年。多年以後,他們的鄰居回憶說,當霍金躺在搖籃車中時非常引人注目,他的頭顯得很大,異於常人———這多半是因為霍金現在的名聲與成就遠遠異於常人,鄰居不由自主地要在記憶裏重新刻畫一下天才兒童的形象。
不過霍金一家在古板保守的小鎮上的確顯得與眾不同。霍金的父母都受過正規的大學教育。他的父親是一位從事熱帶病研究的醫學家,母親則從事過許多職業。小鎮的居民經常會驚異地看到霍金一家人駕駛著一輛破舊的二手車穿過街道奔向郊外——汽車在當時尚未進入英國市民家庭。然而這輛古怪的車子卻拓展了霍金一家自由活動的天地。
霍金熱衷於搞清楚一切事情的來龍去脈,因此當他看到一件新奇的東西時總喜歡把它拆開,把每個零件的結構都弄個明白——不過他往往很難再把它裝回原樣,因為他的手腳遠不如頭腦那樣靈活,甚至寫出來的字在班上也是有名的潦草。
霍金在17歲時進入牛津大學學習物理。他仍舊不是一個用功的學生,而這種態度與當時其他同學是一致的,這是戰後出現的青年人迷惘時期——他們對一切厭倦,覺得沒有任何值得努力追求的東西。霍金在學校裏與同學們一同遊蕩、喝酒、參加賽船俱樂部,如果事情這樣發展下去,那麼他很可能成為一個庸庸碌碌的職員或教師。然而,病魔出現了。
從童年時代起,運動從來就不是霍金的長項,幾乎所有的球類活動他都不行。
到牛津的第三年,霍金注意到自己變得更笨拙了,有一兩回沒有任何原因地跌倒。一次,他不知何故從樓梯上突然跌下來,當即昏迷,差一點死去。
直到1962年霍金在劍橋讀研究生後,他的母親才注意到兒子的異常狀況。剛過完21歲生日的霍金在醫院裏住了兩個星期,經過各種各樣的檢查,他被確診患上了“盧伽雷氏症”,即運動神經細胞萎縮症。
大夫對他說,他的身體會越來越不聽使喚,隻有心髒、肺和大腦還能運轉,到最後,心和肺也會失效。霍金被“宣判”隻剩兩年的生命。那是在1963年。
起初,這種病惡化得相當迅速。這對霍金的打擊是可想而知的,他幾乎放棄了一切學習和研究,因為他認為自己不可能活到完成碩士論文的那一天。然而,一個女子出現了。
霍金的病情漸漸加重。1970年,在學術上聲譽日隆的霍金已無法自己走動,他開始使用輪椅。直到今天,他再也沒離開它。
永遠坐進輪椅的霍金,極其頑強地工作和生活著。
1991年3月,霍金在一次坐輪椅回柏林公寓,過馬路時被小汽車撞倒,左臂骨折,頭被劃破,縫了13針,但48小時後,他又回到辦公室投入工作。
又有一次,他和友人去鄉間別墅,上坡時拐彎過急,輪椅向後傾倒,不料這位引力大師卻被地球引力翻倒在灌木叢中。
雖然身體的殘疾日益嚴重,霍金卻力圖像普通人一樣生活,完成自己所能做的任何事情。他甚至是活潑好動的——這聽來有點好笑,在他已經完全無法移動之後,他仍然堅持用惟一可以活動的手指驅動著輪椅在前往辦公室的路上“橫衝直撞”;在莫斯科的飯店中,他建議大家來跳舞,他在大廳裏轉動輪椅的身影真是一大奇景;當他與查爾斯王子會晤時,旋轉自己的輪椅來炫耀,結果軋到了查爾斯王子的腳趾頭。
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對霍金的評價
斯蒂芬·威廉姆·霍金(Stephen William Hawking),英國劍橋大學應用數學及理論物理學係教授,當代最重要的廣義相對論和宇宙論家,是本世紀享有國際盛譽的偉人之一,被稱為在世的最偉大的科學家,還被稱為宇宙之父。1942年1月8日生於英國牛津的霍金剛好出生於伽利略逝世300周年紀念日之時。70年代他與彭羅斯一道證明了著名的奇性定理,為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。他因此被譽為繼愛因斯坦之後世界上最著名的科學思想家和最傑出的理論物理學家。他還證明了黑洞的麵積定理。霍金的生平是非常富有傳奇性的,在科學成就上,他是有史以來最傑出的科學家之一。他擔任的職務是劍橋大學有史以來最為崇高的教授職務,那是牛頓和狄拉克擔任過的盧卡遜數學教授。他擁有幾個榮譽學位,是英國皇家學會會員。他因患“漸凍症” (肌萎縮性側索硬化症),禁錮在一把輪椅上達40年之久,他卻身殘誌不殘,使之化為優勢,克服了殘廢之患而成為國際物理界的超新星。他不能寫,甚至口齒不清,但他超越了相對論、量子力學、大爆炸等理論而邁入創造宇宙的“幾何之舞”。盡管他那麼無助地坐在輪椅上,他的思想卻出色地遨遊到廣袤的時空,解開了宇宙之謎。 霍金的魅力不僅在於他是一個充滿傳奇色彩的物理天才,也因為他是一個令人折服的生活強者。他不斷求索的科學精神和勇敢頑強的人格力量深深地吸引了每一個知道他的人。
描寫霍金的段落,急急急,20分鍾,快點,70~100字,一定要快點啊!!!
他以病殘之軀為人類對宇宙認知的擴大和發展做出了重要的貢獻。 霍金教授,年輕時就受到病魔的摧殘,全身癱瘓,軀體瘦小扭曲,卷曲在輪椅上,頭部歪向一邊。無庸諱言,許多人看到這樣一個病殘之身,都會產生憐憫之心,同時,人們也很少能把他和牛頓,愛因斯坦那樣的偉人聯係起來。 然而,這個拖著病殘之身的人卻正是大名鼎鼎的英國劍橋大學天體物理學教授霍金,他把愛因斯坦的相對論應用到天體物理學上,把天體物理學向前推進了一大步,為人類對宇宙的認知做出了巨大貢獻。
寫一篇關於霍金的演講稿 急!!
我想在這次演講中描述一個激動人心的新機製,它可能改變我們關於宇宙和實在本身的觀點。這個觀念是說,我們可能生活在一個更大空間的膜或者麵上。
膜這個字拚寫為BRANE,是由我的同事保羅·湯森為了表達薄膜在高維的推廣而提出的。它和頭腦是同一雙關語,我懷疑他是故意這麼做的。我們自以為生活在三維的空間中,也就是說我們可以用三個數來標明物體在屋子裏的位置,它們可以是離開北牆五英尺離開東牆三英尺還比地板高兩英尺,或者在大尺度下,它們可以是緯度、經度和海拔。在更大的尺度下,我們可以用三個數來指明星係中恒星的位置,那就是星係緯度、星係經度以及和星係中心的距離。和原來標明位置的三個數一樣,我們可以用第四個數來標明時間。這樣,我們就可以這樣把自己描述成生活在四維時空中,在四維時空中可以用四個數來標明一個事件,其中三個是標明事件的位置,第四個是標明時間。
愛因斯坦意識到時空不是平坦的,時空中的物質和能量把它彎曲甚至翹曲,這真是他的天才之舉。根據廣義相對論,物體例如行星企圖沿著直線穿越時空運動,但是因為時空是彎曲的,所以它們的路徑似乎被一個引力場彎折了。這就像你把重物代表一個恒星放在一個橡皮膜上,重物會把橡皮膜壓凹下去,而且會在恒星處彎曲。現在如果你在橡皮膜上滾動小滾珠,小滾珠代表行星,它們就圍繞著恒星公轉。我們已經從GPS係統證實了時空是彎曲的,這種導航係統裝備在船隻、飛機和一些轎車上。它依靠比較從幾個衛星來的信號而運行的。如果人們假定時空是平坦的,它將會把位置計算錯。
三維空間和一維時間是我們看到的一切。那麼我們為什麼要相信我們不能想起不能觀察到的它的額外維呢?它們僅僅是科學幻想呢,還是能夠被看的到的科學後果呢?我們認真地接受額外維的原因是,雖然愛因斯坦廣義相對論和我們所作的一切觀測相一致,該理論預言了自身的失效。羅傑·彭羅斯和我在討論廣義相對論時預言時空在大爆炸處具有開端,在黑洞處有終結。在這些地方廣義相對論失效了。這樣人們就不能夠預言宇宙如何開端,或者對落進黑洞的某人將會發生什麼。
廣義相對論在大爆炸或黑洞處失效的原因是沒有考慮到物質的小尺度行為。在正常情況下,時空的彎曲是非常微小的,並也是在相對場的尺度上,所以它沒有受到短距離起伏的影響。但是在時間的開端和終結,時空就被壓縮成單獨的一點。為了處理這個,我們想要把非常大尺度的理論即廣義相對論和小尺度的理論即量子力學相結合。這就創生了一種TOE,也就是萬物的理論,它可用來描述從開端直到終結的整個宇宙。
我們迄今已經花費了三十年的心血來尋找這個理論,目前為止我們認為已經有了個候選者,稱為M理論。事實上,M理論不是一個單獨的理論,而是理論的一個網絡,所有的理論事物都在物理上等效,這和科學的實證主義哲學相符合。
在這哲學中,理論隻不過是一個數學模型,它描述並且整理觀測。(Positivist Philosophy---A theory is just a mathematical model, that describe and codifies the observations)人們不能詢問一個理論是否反映現實,因為我們沒有獨立於理論的方法來確定什麼是實在的。甚至在我們四周,被認為顯然是實在的物體,從實證主義的觀點看,也不過是在我們頭腦中建立的一個模型,用來解釋我們視覺和感覺神經的信息。當人們把貝克萊主教的“沒有任何東西是實在的”見解告訴約翰遜博士時,既然他用腳尖踢到一個石頭並大聲吼叫,那麼我也就駁斥這種見解。
但是我們也許都和一台巨大的電腦模擬連在一起,當我們發出一個馬達信號去把虛擬的腳擺動到一塊虛擬的石頭上去,它發出一個疼痛的信號。也許我們也就是外星人玩弄的電腦遊戲中的一個角色。不再開玩笑了,關鍵在於我們能有幾種不同的對於宇宙的描述,所有的這些理論都預言同樣的觀察。我們不能講一種描述比另外一種描述更實在,隻不過是對一種特定情形更方便而已。所以M理論網絡中的所有理論都處於類似地位。沒有一種理論可以聲稱比其餘的更實在。
令人印象深刻的是,M理論網絡中的許多理論的時空維數具有比我們經驗到的四維更高。這些額外維數是實在的嗎?我必須承認我曾經對額外維持遲疑的態度。但是,M理論網絡配合得天衣無縫,並且具有這麼多意想不到的對應關係,使我認為如果不去相信它,就如同上帝把化石放進岩石裏,誤導達爾文去發現進化論一樣。
在這些網絡的某些理論中,時空具有十維,而在另一些中,具有十一維。這是如下事實的又一個跡象,即時空以及它的維不是絕對的獨立於理論的量,而隻不過是一個導出概念,它依賴於特殊的數學模型而定。那麼對我們而言,時空是顯得四維的,而在M理論是十維或者十一維的,這是怎麼回事呢?為什麼我們不能觀察到另外的六或七維呢?
這個問題的傳統的,也是迄今仍被普遍接受的答案是,額外維全部被卷曲到一個小尺度的空間中,餘下四維幾乎是平坦的。它就像人的一根頭發,如果你從遠處看它,它就顯得像是一維的線。但是如果你在放大鏡下看它,你就看到了它的粗細,頭發的的確確是三維的。在時空的情形下,足夠高倍數的放大鏡應能揭示出彎卷的額外維數,如果它存在的話。事實上,我們可以利用大型粒子加速器產生的粒子把空間探測到非常短的距離,比如在日內瓦建造的大型強子碰撞機。至少,迄今我們還沒有探測到超出四維的額外維的證據。如果這個圖象是正確的,那麼額外維就會被卷曲到比1厘米的一百億億分之一還小。
我剛才描述的是處理額外維的傳統手段。它意味著我們有較大的機會探測到額外維的僅有之處是宇宙的極早期。然而最近有人提出更激進的設想,額外維中的一維或者二維尺度可以大的多,甚至可以是無限的。因為在粒子加速器中沒有看到這些大的額外維,所以必須假定所有的物質粒子被局限在時空的一個膜或麵上,而不能自由地通過大的額外維傳播。光也必須被限製在膜上,否則的話,我們就已經探測到大的額外維,粒子之間的核力的情形也是如此。
另一方麵,引力是所有形式的能量或質量之間的普適的力。它不能被限製於膜上,相反地,它要滲透到整個空間。因為引力不僅能夠耗散開,而且能夠大量發散到額外維中去,那麼它隨距離的衰減應該比電力更厲害。電力是被限製在膜上的。然而我們從行星軌道的觀測得知,太陽的萬有引力拉力,隨著行星離開太陽越遠越下降,和電力隨距離減小的方式相同。
這樣,如果我們的確生活在一張膜上,就必須有某種原因說明為何引力不從膜往很遠處散開,而是被限製在它的附近。一種可能性是額外維在第二張影子膜上終結,第二張膜離我們生活其中的膜不遠。我們看不到這張影子膜,因為光隻能沿著膜旅行,而不能穿過兩膜之間的空間。然而我們可以感覺到影子膜上物體的引力。可能存在影子星係、影子恒星甚至影子人,他們也許正為感受到從我們膜上的物質來的引力而大大驚訝。對我們而言,這類影子物體呈現成暗物質,那是看不見的物質。但是其引力可以被感覺到。
事實上,我們在自身的星係中具有暗物質的證據。我們能看到的物質的總量不足以讓引力把正在旋轉的星係抓在一起。除非存在某種暗物質,該星係將會飛散開。類似地,我們在星係團中觀測到的物質總量也不足以防止它們散開,這樣又必須存在暗物質。當然,影子膜並不是暗物質的必要條件。暗物質也許不過是某種很難觀測到的物質的形式,例如wimp(弱相互作用重粒子),或者褐矮星以及低質量恒星,後者從未熱到足以使氫燃燒。
因為引力發散到我們的膜和影子膜之間的區域,在我們膜上的兩個鄰近物體間的萬有引力隨距離的下降會比電力更厲害,因為後者被局限於膜上。我們可能在實驗室中,利用劍橋的卡文迪許爵士發明的儀器測量引力的短距離行為。迄今我們沒有看到和電力的任何差異,這意味著膜之間距離不能超過一厘米。按照天文學的標準,這是微小的,但是和其他額外維的上限相比是巨大的。正在進行短距離下引力的新測量,用以檢測“膜世界”的概念。
另一種可能性是,額外維不在第二張膜上終結,額外維是無限的,但是正如馬鞍麵一樣被高度彎曲。莉薩朗達爾和拉曼桑德魯姆指出,這種曲率的作用和第二張膜相當類似。一張膜上的一個物體的引力影響,將不會在額外維中發散到無限去。正如在影子膜模型中,引力場長距離的衰減正好用以解釋行星軌道和引力的實驗室測量,但是在短距離下引力變化的更快速。然而在朗達爾-桑德魯姆模型和影子膜模型之中存在一個重大的差別。物體受引力影響而運動,會產生引力波。引力波是以光速通過時空傳播的曲率的漣漪。正如光的電磁波,引力波也必須攜帶能量,這是一個在對雙脈衝星觀測中被證實的預言。
如果我們的確生活在具有額外維的時空中的一張膜上,膜上的物體運動產生的引力波就會向其它維傳播。如果還有第二張影子膜,它們就會反射回來,並且被束縛在兩張膜之間。另一方麵,如果隻有單獨的一張膜,而額外維無限的延伸,就像朗達爾-桑德魯姆模型中那樣,引力波會全部逃逸,從我們的膜世界把能量帶走。這似乎違背了一個基本物理原則,即能量守恒定律。它是講總能量維持不變。然而,隻是因為我們對所發生事件的觀點被限製在膜上,所以就顯得定律被違反了。一個能看到額外維的天使就知道能量是常數,隻不過更多的能量被發散出去。
隻有短的引力波才能從膜逃逸,而僅有大量的短引力波的源似乎來自於黑洞。膜上的黑洞會延伸成在額外維中的黑洞。如果黑洞很小,它就幾乎是圓的。也就是說它向額外維延伸的長度就和在膜上的尺度一樣。另一方麵,膜上的巨大黑洞將會延伸成“黑餅”。它被限製在膜的鄰近,它在額外維中的厚度比在膜上的寬度小得多。
若幹年以前,我發現了黑洞不是完全黑的:它們會發射出所有種類的粒子和輻射,它們就如熱體一樣。粒子和象光這樣的輻射會沿著膜發射,因為物質和電力被限製在膜上。然而,黑洞也輻射引力波,這些引力波不被限製在膜上,也向額外維中傳播。如果黑洞很大,並且是餅狀的,引力波就會留在膜的附近,這意味著黑洞以四維時空中所預想的速度損失能量和質量。因此黑洞會緩慢地蒸發,尺度縮小,直至它變得足夠小,使它輻射的引力波開始自由地逃逸到額外維中去。對於膜上的某人,黑洞就相當於在發散暗輻射,也就是膜上不能直接觀察到的輻射,但是其存在可以從黑洞正在損失質量這一事實推出。這意味著從正在蒸發的黑洞來的最後輻射暴顯得比它的實際更不激烈些,這也許是為什麼我們還未觀測到伽馬線暴,後者由正在死亡的黑洞產生。
雖然還存在另一種乏味的解釋,就是說不存在許多這樣的黑洞,其質量小到不遲於宇宙的現階段蒸發。這真是遺憾,因為如果發現一個低質量的黑洞,我就會獲得諾貝爾獎。
對於膜世界的產生有幾種理論。一種版本是稱為Ekpyrotic宇宙的影子膜模型。Ekpyrotic這個名字有點繞嘴,但是它是從希臘文來的,意思是運動和變化。在Ekpyrotic場景中,人們認為我們的膜以及影子膜存在了無限久。他們是在無限的過去在靜態中啟始的。膜之間一個非常小的力就使他們相互運動,膜就會碰撞,並且相互穿越,產生大量的熱和輻射。這一碰撞被認為是大爆炸,也就是宇宙熱膨脹相的啟始。
關於膜是否能夠碰撞以及如此這般行為,存在許多未解決的技術問題。但是,即是膜具有所需要的性質,以我的意見,Ekpyrotic場景也是不能令人滿意的。它要求膜在無限的過去啟始時,處於一種以不可思議的精度調準的位形之中。膜的初始條件的任何微小變化,都會使碰撞變得亂糟糟的,產生一個高度無規的膨脹宇宙,一點也不像我們現在觀察到的這個幾乎光滑的宇宙。如果膜從它們的基態或者最低能態啟始,初始條件被精確指定便是很自然的了。但是如果存在最低能態,膜將會停留在那兒,而永不碰撞。但事實上,膜從一個非穩態啟始,必須人為地讓它處於這種態。這必須是一隻相當穩定的手,才能使初始條件那麼精確。但是,但是如果一個人能夠做到這一點,他能夠使膜從任何方式啟始。
按照我的意見,膜世界啟始的更遠為吸引人的解釋是,它作為真空中的起伏而自發產生。膜的產生有點像沸騰水中蒸氣泡的形成。水液體中包含億萬個H2O分子,它們在最靠近的鄰居之間耦合,並且擠在一起。當水被加熱上去,分子運動得更加快,並且相互彈開。這些碰撞偶然賦予分子如此高的速度,使得它們中的一群能擺脫它們的鍵,形成熱水圍繞著的蒸氣小泡泡。泡泡將以隨機的方式長大或縮小,這時液體中來的更多的分子參與到蒸氣中去,或者相反的過程。大多數小蒸氣泡將會重新塌縮成液體,但是有一些會長大到一定的臨界尺度,超過該臨界尺度泡泡幾乎肯定會繼續成長。我們在水沸騰時觀察到的正是這些巨大的膨脹的泡泡。
膜世界的行為很類似。真空中的起伏會使膜世界作為泡泡從無中出現。膜形成泡泡的表麵,而內部是高維空間。非常小的泡泡將重新塌縮成無。但是一個由量子起伏成長的泡泡超出一定的臨界尺度,很可能繼續膨脹。在膜上,也就是在泡泡的表麵上的人們(例如我們)會以為宇宙正在膨脹。這就像在氣球的表麵上畫上星係,然而把它吹漲,星係就相互離開,但是沒有任何星係被當作膨脹的中心。讓我們希望,沒有人持宇宙之針將泡泡放氣。隨著膜膨脹,內部高維空間的體積會增大。最終存在一個極其巨大的泡泡,它被我們生活其中的膜環繞著。膜也就是泡表麵上的物質將確定泡泡內部的引力場。
平等地,在內部的引力場也將確定膜上的物質。它就像一張全息圖。一張全息圖是一個三維物體被編碼在一個二維表麵上的象。我對全息圖的全部知識是,在一張圖上是星際航行的一集中的場景,我本人與牛頓和愛因斯坦在一起。(之後是一段黑白短片,在一個飛船船艙內三位巨匠和一位類似於船長的人在打牌,討論著些事情,由於是英文對白,本人水平有限,未能得其意思。)類似於,我們認為是四維時空的也許隻是五維泡泡內部區域所發生的事件的一張全息圖。
這樣,什麼是實在的呢?是泡泡還是膜?根據實證主義哲學,這是沒有意義的問題。因為不存在獨立於模型的實在性的檢驗,或者說什麼是宇宙的真正維數是沒有意義的,四維和五維的描述是等效的。我們生活在三維空間和一維時間的世界中,我們對這一些自以為一清二楚。但是我們也許隻不過是閃爍的篝火在我們存在的洞穴的牆上的投影而已。但願我們遭遇到的任何魔鬼都是影子。
膜世界模型是研究的熱門課題,它們是高度猜測性的。但是它們提供了可供觀測驗證的新行為,它們可以解釋為什麼萬有引力為什麼這麼弱。在基本理論的基礎中,引力也許相當的強大但是引力在額外維散開意味著,在我們生活其中的膜上的長距離引力變弱了。如果引力在額外維中更強,那麼在高能粒子碰撞時形成小黑洞就容易得多。這也許在日內瓦建造中的LHC也就是大型強子碰撞機上可能實現。一個微小的黑洞不會吃掉地球,不像報紙中繪聲繪色的恐怖故事那樣。相反地,黑洞將會在“霍金輻射”的“撲”的一聲中消失,而我將得到諾貝爾獎。LHC加油!我們可以發現一個膜的新奇世界。
摘抄描寫霍金與病魔作鬥爭的句子
一個聰明、智慧,有著遠大理想的年輕人,卻逃不過命運的安排,病魔把他固定在了輪椅上。不能說話,肌肉萎縮,連翻書都要借助機器,但他沒有失去理想,他迎接挫折,把它當做挑戰。他認為他和正常人一樣,因為他活著,還有始終思考運行的大腦。我感歎,一個怎樣的人才能有如此樂觀的心態?他身殘誌堅,提出的科學問題是如此的深奧,他擊敗了挫折,命運給了他一地的碎玻璃,他卻將其拚成了一個光芒四射的琉璃盞。挫折使他更加堅強。
遭受挫折是人生中的常態,麵對挫折我們是站起來,還是倒下去?挫折可以毀掉一個人,也可以成全一個人,挫折就像失手打破的琉璃盞,殘忍而美麗。
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