史蒂芬霍金友谊与物理学的回忆 [复制链接]

各位好，今天我们带大家了解一个非常伟大的头脑——史蒂芬·霍金。这本书的名字叫作《史蒂芬·霍金：友谊与物理学的回忆》，作者是列纳德·蒙洛迪诺。这个人是Caltech的教授，Caltech就是美国的加州理工学院。大家知道，爱因斯坦、费曼这些人都是加州理工学院的教授。在美国，或者说在全世界范围内，物理学顶级教授的汇集之地就是Caltech（加州理工学院），在物理学领域，它的影响力甚至比哈佛大学的影响力还要大。本书作者和霍金合著过书，两个人一块儿写过《时间简史》的普及本，还写过一本很有名的书叫《大设计》。我们樊登读书曾经讲过这个作者自己写过的一本书，叫作《弹性》，他作为一个物理学家，帮助我们研究脑科学，告诉我们弹性是很重要的。他是一个和霍金有着长时间共事经验的教授，所以这本书既写了他们俩合作共事的这条线，同时又用闪回的方法，帮助我们了解霍金的一生，读完之后会给我们的内心带来极其震撼的感受。他们从年开始认识、合作，是霍金主动联系的这位作者。因为霍金看到了他写的书，觉得他的文笔非常流畅，而且最重要的是他真的懂物理学。所以霍金找人联系他，说：“你愿不愿意跟我一起合作写书？”这对于一个年轻的教授来讲，肯定是一个非常好的机会，所以他开始跟霍金两地合作。有时候是他飞到剑桥大学，跟霍金对话、记录，然后整理写书的思路。每年霍金还会有大概两周的时间，飞到加州（加利福尼亚的简称），在加州理工学院会见朋友，以及跟作者见面。霍金这个人在人类历史上最大的贡献到底是什么呢？用一句话来概括就是“他努力地完成了爱因斯坦未竟的事业”，就是霍金是爱因斯坦理论的真正的继承者。这一段我需要念一下（因为很严谨）：“如今，狭义相对论被应用于物理学的许多领域，但是，只有在有限的情景下，我们才需要使用广义相对论来解释。”就是爱因斯坦当年提出广义相对论的时候，很多人就告诉他这个东西没有用，因为大部分的人根本就看不懂，也不知道该怎么用它。“其中最重要的两个情景是关于黑洞和宇宙的起源。几十年来，这些理论似乎都遥不可及，根本无法进行实验来验证。人们认为，早期的宇宙是极其遥远的过去，对其进行研究很难做出成果，而且，就连爱因斯坦本人也不愿意接受黑洞理论，认为它们只是数学计算所产生的奇特结果，不会是真的发生在自然界的现象。结果就是，在爱因斯坦年发表广义相对论论文以后的半个世纪里，这些观点基本上都无人问津，广义相对论被淹没在科学的死水里。”霍金的贡献在哪儿呢？“他的第一部著作实际上是一部与他人合著的专业书，题为《时空的大尺度结构》，主要是关于弯曲空间以及描述它的数学的。……黑洞和早期宇宙这些内容都令史蒂芬着迷，于是他把有关的物理学作为自己的主要研究领域。他早期的工作对其他一些研究者产生了巨大的影响，并引领了沉睡的广义相对论的复兴。他后来的发现涉及相对论和量子理论之间的相互作用，这些发现帮助创立了‘量子引力’这一研究领域。”相当于是，霍金继承了广义相对论，并且把广义相对论和量子力学相结合，产生了量子引力这么一个新的研究范畴，这就是霍金对于人类最大的贡献。年的时候，作者第一次应邀到剑桥来见霍金。霍金的办公室在数学科学中心，这是一栋看起来很现代的建筑，很漂亮，而且是一个节能建筑，所以没有空调。这个数学科学中心就在艾萨克·牛顿研究所的旁边，所以霍金跟牛顿算是物理空间上的邻居，当然了，他俩的年代差了很远。当作者第一次进霍金的办公室的时候，说自己是从加州过来的教授，应霍金之邀而来。然后那个助理告诉他：“霍金在沙发上。”这个说法大家都不太理解，我们很少说一个人在沙发上。这是什么意思呢？是坐在那儿，还是在干吗？但是他也不好问，因为霍金是个大人物，所以他在那个客厅里等了很久才进去。后来他才知道，所谓的“霍金在沙发上”，是霍金在上厕所。因为霍金整个身体是瘫痪的，他上厕所的时候，需要工作人员把他放在沙发上上厕所。他上厕所的过程耗时非常长，要占用很长的时间，要消耗大量的体力。所以当工作人员以后再讲霍金在沙发上的时候，作者就知道是什么情况了。两个人见面的情况是什么样的呢？我们都没有面对面地见过霍金，所以我们要读一下这一段，详细地描述他见到的霍金是什么样子。“朱迪思带我走了进去，只见史蒂芬在他‘著名’的桌子后面（就是他那个办公桌），坐在他那‘著名’的轮椅上。他正低头看着电脑屏幕。对于一个64岁的人来说，他的面容看起来显得很年轻。他穿着一件蓝色的休闲衬衫，最上面的一两颗钮扣是松开的，露出了他的气管造口，就是他脖子下面用来呼吸的那个孔，看起来像一枚硬币大小的暗红色血迹。他很瘦，显得身上的衬衫和灰色休闲裤很宽松。史蒂芬能正常活动的肌肉是脸部的肌肉。”就是他得的那个病，让他全身上下其他的肌肉都动不了了，就只剩面部的肌肉能动。“其他地方的肌肉已经退化，所以他的身体绵软无力，影响了他的姿势。”他像一个布娃娃一样，就是你见到的霍金总是这个样子（头垂在两肩之间）。“他的头不自然地低垂在两肩之间，仿佛在往下沉，而且略微倾斜。大家在电视上都见过他的这种表情和姿势，但当我亲眼看到时，还是感到很不安，尽管我和他一起在加州理工学院工作过，但我还不习惯面对面看着他。尽管如此，他仍然是一个大众偶像，我也感到自己有点面对一个明星所感受到的震撼——我何德何能，能配得上让他每次腾出一周或更长的时间，来配合我的采访？”然后他就开始跟霍金打招呼、问好，像咱们一般见了人会说“你好啊，很高兴来这儿跟你工作”，霍金对这些话都没有反应，霍金跟他说的第一个词是banana（香蕉）。霍金是怎么说话的呢？是通过他的面部肌肉，操纵那个电脑屏幕上的鼠标来选字母，一个字母、一个字母地选，选出来拼成一个词，那个电脑有一个发声器，就会把那个词说出来。他就这样突然说了一句banana，作者就觉得很奇怪：“他怎么突然跟我说香蕉？”然后旁边的那个服务人员就说：“香蕉加猕猴桃？”然后霍金扬起眉毛。他扬起眉毛的表情表示同意，做一个鬼脸就表示反对。然后那个工作人员说：“再来杯茶？”他再次表示肯定。这就是霍金在处理上厕所之后的事，他上完厕所要补充体力，他需要吃一个香蕉加猕猴桃打成的果泥。然后这时候，霍金跟他讲了一句话：“欢迎来到DAMTP。”欢迎来到DAMTP这个地方（剑桥大学的应用数学和理论物理系）。这栋楼里特别热，因为这是一个所谓的节能建筑，里面没有空调。霍金坐在那儿，浑身都是汗，眉毛都在流汗。他们曾经跟剑桥提过意见，说能不能自费装一个空调，因为霍金身体不好，想自己装个空调，照顾一下这个老人家，剑桥大学竟然不同意，理由就是别人都没装。霍金没办法，就只好坐那儿淌汗。然后作者看到霍金满头的汗，就觉得要帮个忙，因为霍金这样看着挺可怜的，浑身都是汗，工作人员都出去了。所以作者说：“要不要我给你擦擦额头？”他问。然后霍金扬起了眉毛，表示同意，他一扬眉毛就代表同意，可以帮他擦汗。“我拿了一张面巾纸，伸出手，轻轻擦拭他的脸。他抬起眉毛表示感激。既然他喜欢，我决定在他脸上再轻轻擦拭一下。当我的手靠近时，他的眼睛似乎向我闪过了一个‘小心’的信号。……结果，我的手移动得有点快，而且我的擦拭动作也太起劲了。他的头像一个破布娃娃的头一样，软软地歪向他的肩膀，然后耷拉在他胸前，看上去让他很痛苦。”“此时他扮了个鬼脸（鬼脸就代表着不舒服）。我吓坏了。我该怎么办？我可以碰他吗？我还能做什么？我伸出手，尽可能轻柔地抬起他的头。因为天气炎热，他的额头和头发是湿的。我不自觉地又放开了，结果他的头又耷拉下来，我赶紧伸手托住。我站在原地，扶着他的头，试图保持好他的头的平衡。他的眼镜滑到了面颊上。哔——哔——哔——响起了警报声。我伤到史蒂芬·霍金了，而且被抓了现行。”就是房间里突然警报大作，为什么呢？这是工作人员保护霍金的一种方式，在他的眼镜上装了一个传感器，只要他的身体被移动了，脑袋一低下去，眼镜一掉，就会报警。所以，这时候工作人员赶紧进来救霍金。他第一次和霍金见面，就差点把霍金搞受伤了。作者说：“我很为史蒂芬感到难过，因为当他额头发痒或出汗时，他没有办法挠一挠或是擦一擦。在这段时间里，我常常为史蒂芬感到难过。他有残疾，无法做一个常人所能做的大多数非常普通的事情，为此我替他感到遗憾。他不能自己吃饭，不能说话，也不能翻开他想读的书。他甚至无法顾及自己的身体需求。他脑子里锁着这么多了不起的思想和新奇的想法，却有一个巨大的瓶颈，使得他无法有效地表达出来。但是，随着时间的推移，我抱有的所有这些遗憾，都会像史蒂芬提出的会蒸发的黑洞一样，消散飘逝。”我们普通人都会同情这样一个残疾人，但是当作者跟霍金一起工作了这么多年以后，他发现，根本不需要同情霍金。因为霍金非常伟大，他的头脑中所蕴含的力量是我们普通人根本无法企及的，他的疾病全部出在肌肉上，大脑没有任何问题。这是他们两个人第一次见面的故事。那接下来闪回到霍金年轻的时候。年，霍金17岁的时候就上了牛津大学。他在牛津大学读的本科，他在读本科的时候，为了克服自己的社交障碍，他参加了赛艇队，在赛艇队里担任指挥——他的力量做桨手不行，但是他可以做指挥（舵手）。他是一个非常让教练头疼的指挥（舵手），因为他经常引发撞船事故，经常指挥着船就让船撞到岸边了，或者撞到别人的赛艇上，但他以此为乐，觉得这样很带劲。霍金是一个很喜欢刺激、有点鲁莽、爱冒险的一个人。年，20岁的时候，霍金到了剑桥大学读物理学博士。在剑桥大学，霍金甚至差点被退学，因为他的成绩并不好，他的物理学成绩赶不上那些剑桥升学上来的学生，所以差点被退学。同时，他的身体变得越来越笨拙，经常会摔倒，经常不小心就撞在门上、墙上，经常会受伤。他的妈妈医院看病，医院水平也不高，就是简单地给他做一个检查，然后就说霍金这个病不是多发性硬化症，告诉他们没事，不要紧，问题不大，并没有诊断出来真正的病因。直到有一次，医院用他的肌肉做了一个组织切片，然后去做测试，综合诊断，才给他确诊为ALS（学术名称叫作肌萎缩侧索硬化症）。霍金有一次讲过：“我觉得自己像是悲剧中的角色。”那是年初，史蒂芬·霍金刚满21岁。“ALS一旦发作（通常在下肢开始），就会逐渐扩散，直到影响全身。它会破坏运动神经元，并最终致人死亡，运动神经元从大脑延伸到脊髓，从脊髓延伸到全身的肌肉。运动神经元一旦死亡，大脑就丧失了启动和控制肌肉运动的能力。只有随意肌的活动会受到这种病症的影响。”心脏没有受到影响，因为心脏不是随意肌，但是肌肉（骨骼肌，诸如腿、胳膊上的肌肉），属于随意肌。“在史蒂芬身上，他的病是从腿上开始的，然后逐渐往上蔓延。当他的大腿失去控制时，就无法站立了。而在失去了对躯干肌肉的控制之后，就不能在没有支撑的情况下坐着了。”他坐都坐不了了。“当病扩散到他的胸部时，呼吸也开始变得困难。年，他40多岁，此时已经患病20年，不得不做气管造口手术，这样一来，他就没法说话了。”如果不把气管切开，他就没法呼吸；但把气管一切开，他就没法说话。所以，史蒂芬后来丧失了说话的能力。“他的大脑仍运转良好，但承载大脑的身体却不能动了。”“绝大多数ALS患者会在确诊后2到5年内死亡。每20个病例中才有一个能活20年或更长时间。史蒂芬则带病活了50年。然而，当他第一次被确诊时，他认为自己过不了多久就会死去。他预料自己最终会窒息而死，而且死亡会来得很快，而不是像现实发生的那样，竟然那么晚。”大家不要以为霍金是一个天才，根本不害怕疾病，其实他有一年多的时间都在经历激烈的情感斗争。他觉得自己21岁竟然得了这么一个不治之症，所以他终日把自己关在房间里边，听瓦格纳的音乐，因为瓦格纳的音乐能够给他带来力量。“确诊后，史蒂芬经历了大约一年的激烈情感斗争，才重新接受并把握自己的命运。在定义他自己的不断膨胀的宇宙时，虽然身在其中的他无法活动，但疾病放大了他能做的脑力活动的价值。他所面临的选择是，要么在精神和身体上都消沉下去，要么找到一个他仍能发挥作用的精神世界。有的人，如果陷入他这样的情形，可能会寻求宗教的慰藉，但史蒂芬却投身到了物理学之中。他决定完成自己的博士学位。而且令他惊讶的是，他发现自己喜欢做这件事。”他以前不是个优秀的学生，他的物理学甚至学得不那么好，差点被剑桥大学退学了，但是当他知道自己大概只有5年的寿命能活的时候，他决定好好做个物理学家。然后他开始对物理学进行深入的思考，抓紧一切时间努力研究问题。所以，霍金有一次跟别人讲过，说正是因为得了这个疾病，才让他在物理学上有了更伟大的成就，否则的话，他跟一个普通的剑桥毕业生一样，可能就是找一份工作就去做了，他之前没觉得研究物理学是一件如此有意思的事情。所以，他正确地看待了自己的疾病。当他喜欢上了物理学以后，他跟别人讲：“我之前的大脑在休眠。”就是他以前在牛津的那段生活，虽然也在学物理学，但他根本就没动脑子，之前他的大脑在休眠。所以我特别想把这句话送给我们的听众，各位，有没有可能到目前为止，我们的大脑都还在休眠？就是你根本没有好好地使用你的大脑，因为你没有遇到这样紧迫的状况。当你看到史蒂芬·霍金的样子，就要问问自己：“我有没有意识到自己的潜力？”作者在跟霍金的合作过程中，也发现他极其认真。大家想着霍金跟别人合作写书，那肯定是这个合著者写得多，因为霍金写不了，霍金整天就只能说那么几个字。作者说，你想错了，霍金极其