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霍金去世,巨星陨落!谨以此文缅怀霍金

时间:2018-03-14 13:12 作者:未知
 

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本文转载自“科研圈”。霍金教授的孩子露西,罗伯特和蒂姆在一份声明中说:“我们亲爱的父亲今天去世了,我们深感痛心。他是一位伟大的科学家,也是一位非凡的人,他的工作和遗产将会一直流传。他勇敢、坚韧、辉煌、幽默激励了全世界的人们。他曾经说过,'如果这个宇宙不是你所爱的人的家园,那它就称不上宇宙。” 我们会永远怀念他。”斯蒂芬?威廉?霍金(Stephen William Hawking),1942年1月8日出生于英国牛津,英国剑桥大学著名物理学家,现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。霍金21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症(卢伽雷氏症),全身瘫痪,不能言语,手部只有三根手指可以活动。1979至2009年任卢卡斯数学教授,主要研究领域是宇宙论和黑洞,证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。获得CH(英国荣誉勋爵)、CBE(大英帝国司令勋章)、FRS(英国皇家学会会员)、FRSA(英国皇家艺术协会会员)等荣誉。
2010 年,霍金曾为《科学美国人》撰写过一篇文章,让我们重新回顾这位物理学巨擘对宇宙的思考。金鱼在圆形鱼缸里看到的世界,跟我们在鱼缸外看到的,哪一个更真实?我们怎么知道自己生活在真实世界,而不像《黑客帝国》里那样,生活在一个计算机虚拟的世界?霍金思考这些问题,是为了化解物理学家追求终极理论时遭遇的尴尬——他们想用一个理论描述世间万物,却一下子找到 5 个,描述了 5 种不同的真实世界。或许谈论哪一个更真实没有意义。撰文 斯蒂芬?霍金 莱昂纳德?蒙洛迪诺翻译 庞玮几年前,意大利蒙扎市议会通过了一项法案,禁止市民将金鱼养在圆形鱼缸里观赏。提案者解释说,把金鱼关在圆形鱼缸里非常残忍,因为弯曲的表面会让金鱼眼中的“现实”世界变得扭曲。抛开这一法案给可怜的金鱼带来的福祉不谈,这个故事还提出了一个有趣的哲学问题:我们怎么知道我们感知到的“现实”是真实的?金鱼看见的世界与我们所谓的“现实”不同,但我们怎么能肯定它看到的就不如我们真实?据我们所知,就连我们自己说不定终其一生,也在透过一块扭曲的镜片打量周遭的世界。在物理学中,这个问题并非纯理论空想。实际上,物理学家和宇宙学家发现他们自己眼下的处境和金鱼差不多。数十年来,我们一直上下求索,渴望得到一个终极的万物理论,可以用一套完备自洽的基本定律来解释“现实”的方方面面。但现在看来,最后我们得到的或许不是一个单一的理论,而是一大家族相互关联的理论,每个理论对于“现实”都有一套自己的描述,就像透过它自己的圆形鱼缸观察世界一样。对许多人来说,这个观点或许难以接受,其中还包括一些圈内的科学家。大多数人都相信存在一个客观的“现实”,无论是我们的感知还是我们的科学,都在直接表达有关这个物质世界的信息。经典科学就以这样一个信念为基础,即有一个外部世界独立存在,它的属性是确定的,与感知这个世界的观测者无关。在哲学上,这种信念被称为唯实论 。不过,对蒂莫西?利里和上世纪60年代记忆犹新的人应该知道另一种可能:“现实”的概念也可以取决于感知者的心灵。这类观点大同小异,有的称为反唯实论,有的则称为工具主义或唯心论。按照这些“主义”,我们所知的世界是由人类心智以感官信息为原料构建的,是由我们大脑中的解释结构塑造的。这种观点或许难以接受,却不难理解。你不可能将观测者,也就是我们自己,从我们对这个世界的感知中抹去。随着物理学的逐渐发展,唯实论的地位正变得岌岌可危。在经典物理学中,牛顿体系能非常准确地描述我们的日常体验,对“物体”、“位置”之类术语的诠释也在很大程度上与我们的常识相符。然而,作为测量工具,我们人类是非常粗糙的。物理学家已经发现,平常所说的“物体”以及令我们看到它们的光,都是由我们无法直接感知到的物体构成的。这些物体遵循的不是经典物理,而是量子论。量子论的“现实”与经典物理的“现实”截然不同。在量子论体系中,粒子既没有确定的位置,也没有确定的速度,只有当一个观测者去测量那些量时,它们的值才会确定。有些情况下,单独的物体甚至无法独立存在,只能作为整体的一部分出现。量子物理还极大地挑战了我们对“过去”的认识。在经典物理中,所谓的“过去”就是一系列已成为历史的明确事件,而在量子物理中,“过去”是不确定的,仅仅是一系列事件发生的可能性,跟“未来”没什么两样。甚至连作为一个整体的宇宙,都没有一个明确的过去,或者说历史。因此,量子物理暗含了不同于经典物理的另一种“现实”——虽然经典物理与我们的直觉相符,而且在我们设计建筑、桥梁之类的东西时仍然可以帮上大忙。这些例子让我们得出一个结论,为诠释现代科学提供了一个重要框架。在我们看来,“现实”不可能脱离图景或者理论而独立存在。相反,我们采纳了一种新观点,称之为“取决于模型的唯实论”。这种观点认为:每一个物理理论或世界图景都是一个模型,是一套将模型中的要素与观测联系起来的法则。按照取决于模型的唯实论,追问一个模型本身是否真实没有意义,有意义的只在于它是否与观测相符。如果两个模型都与观测相符,那就不能认为其中一个比另一个更加真实。谁都可以根据具体情况选取更方便的那个模型来用。