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南都專訪物理學家李淼:霍金是繼愛因斯坦後社會影響最大的科學家

得知霍金去世消息,中山大學物理學家李淼教授在公眾號「大家」上發表文章《霍金為什麼能成為科學界第一大IP》。

南都記者採訪李淼時他表示,經常有人說霍金是繼愛因斯坦之後最偉大的物理學家,「這種說法不準確。」應該說,霍金是繼愛因斯坦之後社會影響最大的科學家。文中他說,今後五十年也許不會再有社會影響這麼大的科學家出現。就物理學上的成就來說,霍金當然是20世紀下半葉最大的物理學家之一。

李淼認為,霍金一生的主要成就一是學術上三大成就,一是科普上的成就。他直言,霍金是科學界的第一IP。「他太有名,太勵志了。霍金喜歡在書里講故事,他懂得講故事太重要了」。

李淼說,經常有人說霍金是繼愛因斯坦之後最偉大的物理學家,「這種說法不對。」霍金是繼愛因斯坦之後社會影響最大的科學家,今後五十年也許不會再有社會影響這麼大的科學家出現。就物理學上的成就來說,霍金當然是20世紀下半葉最大的物理學家之一。


李淼認為,作為著名物理學家霍金的科學成就主要有三個方面。

首先,他和彭羅斯一起證明了所謂奇點定理 。這條定理說,我們的宇宙一定起源於一個奇點,在這個奇點上,空間和時間消失,物質密度無限大。當然,這個結論是基於愛因斯坦的萬有引力理論,也就是廣義相對論。在一個奇點上,物理學定律不再適用,包括廣義相對論,所以,愛因斯坦的理論在那裡自己毀滅了自己。這麼說來,我們需要一個更好的理論,自然,量子力學也告訴我們,其實在奇點附近,廣義相對論已經不再成立。物理學家企圖找到一個更好的理論取代廣義相對論,這種努力進行了大約60年了。可以肯定地說,我們離得到這個物理學聖杯還很遠。

霍金對物理學的第二大貢獻就是發現黑洞不黑,也就是說,黑洞會發光,會輻射幾乎所有的基本粒子,這種現象叫霍金蒸發。但是,由於宇宙中的黑洞都很大,它們的質量至少是太陽的好幾倍,天文學家幾乎不可能觀測到這種輻射。為什麼呢,因為根據霍金的研究,每一個黑洞的輻射都有一個溫度,黑洞的質量越大,溫度就越低。比方說,一個幾倍於太陽質量的黑洞,溫度只有一千萬分之一度(絕對溫度),遠遠低於無所不在的微波背景輻射的溫度。只有當黑洞的溫度高於微波背景輻射的溫度,才有被觀測到的可能。

於是,霍金就設想了一種可能,也許在宇宙大爆炸剛剛發生之後,產生過一些質量比較小的黑洞,質量大約是一座山的樣子。這些黑洞到了今天因為不斷蒸發,質量已經很小了,小到可以輻射X射線,或者能量更高的射線。當然,天文學家並沒有觀測到這種輻射。因此,霍金最為重要的研究並沒有事實來支持。

物理學家中沒有人懷疑霍金的黑洞不黑的結論,儘管很難用實驗和觀測來證明。霍金蒸發的最重要的作用,是鼓勵一大批物理學家來研究萬有引力和量子力學的結合。

以上是霍金的兩個站得住的重要研究。霍金第三個重要研究,不見得站得住,是關於宇宙的量子起源的研究。這個研究說起來比較抽象,我們就不做介紹了。只說一點,他的這個理論認為宇宙不需要設定原始狀態,宇宙是通過量子漲落蹦出來的。這個理論叫無界理論。往往有人誤會霍金對所謂「萬物理論」有重大貢獻,甚至有人認為霍金髮明了「萬物理論」,這是錯的。萬物理論不是別的,就是超弦理論,霍金基本沒有參與超弦理論的研究。


李淼介紹,霍金被翻譯成中文的科普書有五本,其中一本是他自己的故事,《我的簡史》。

他說,影響最大的則是《時間簡史》,這是有史以來賣得最多的科普著作,也是霍金的第一本科普書。英文版初版於1988年,本來霍金打算起名為《從大爆炸到黑洞》,霍金的編輯認為這個書名一點也不討好,雖然霍金那時在學術界如日中天。他在那一年才46歲,對於市場一點也不懂。編輯名叫西蒙?米頓,是劍橋大學天文學博士同時也是科普作家。早在1983年,他就邀請霍金寫宇宙學的科普書。他建議霍金將書名改成《時間簡史》。這麼一改不得了,十年內賣了1千萬本(英文版),至今翻譯40多種語言,賣了2500萬。「我不知道數字是否真實。麥當娜在1992年出版她的寫真集,霍金1993年說他的書賣得比麥當娜的寫真集還好」。

霍金的書為什麼賣得好?李淼認為有三點:第一,霍金是科學界的第一IP,他太有名,太勵志了。第二點,霍金喜歡在書里講故事,他懂得講故事太重要了。第三點,傳為美談的,霍金在整本書里只用了一個公式,也就是愛因斯坦的質能關係E=mc2。因為編輯告訴他多一個公式少一半讀者。

李淼說,霍金在學術界最有名的書是他與艾利斯合寫的《時空的大尺度結構》。「這本書非常抽象,影響了好幾代物理學家,包括我自己」。寫書時他31,就在這一年他作出了一生最大的成就——黑洞不是黑的,黑洞會蒸發。

南都對話

李淼:從事物理學研究的年輕人,應該學習他對物理學問題的執著

南都:大家說霍金是天才,是傳奇。您提出,霍金是繼愛因斯坦之後最偉大的物理學家這種說法不對。他是繼愛因斯坦之後社會影響最大的科學家。為什麼強調這一點?

李淼:(霍金)確實是天才,是傳奇。但太多人說霍金是繼愛因斯坦之後最偉大的物理學家,這種說法是不準確的。愛因斯坦之後有很多偉大的物理學家,比如海森堡、狄拉克、楊振寧、費曼等,有些人的偉大程度甚至是超過霍金的,所以不能這樣講,我想澄清一下這個事情。霍金是繼愛因斯坦之後社會影響最大的科學家。

南都:您和霍金先生有過多次接觸,對他個人有哪些印象?

李淼:主要是在學術場合接觸,一次1985年霍金第一次來中國,我晚上還陪他們去看了雜技。1986年我去劍橋大學,做了學術報告,他也聽了。後來兩次都是在美國,當時物理學界開始對黑洞產生濃厚的興趣。

我覺得霍金先生在學術上是特別嚴謹,儘管坐在輪椅上,認真聽學術報告,問問題也很嚴謹。生活中沒有什麼接觸。

南都:您認為霍金對物理學界最大的成績是什麼?

李淼:最大的物理成績,還是他的「黑洞蒸發」理論,對物理學界影響很大,有很多新發現。

南都:您個人的科學研究有受他的影響嗎?

李淼:我剛剛進入研究領域,就是研究霍金的無界理論,後來研究黑洞理論,沒有他的研究工作,就沒有我們後來研究黑洞。

南都:您提到霍金在科普上有很大成績,是他的科普做得最好嗎?

李淼:他的科普不能說很通俗,應該說是他做科普的影響力最大。《時間簡史》其實不通俗,很多人跟我說看不太懂,但影響力是最大的。

南都:您的科普寫作業受到他的影響?

李淼:他的科普對我很受啟發,我專門研究他的《時間簡史》怎麼寫,這本書並不通俗,但賣得很多,他的寫作方式可以學習,比如盡量不用公式,每張都有故事,調動大家的興趣。

南都:大家都在緬懷霍金,您個人認為我們最應該學習他的哪種精神?

李淼:我覺得從事物理學研究的很多年輕人,特別值得學習霍金的一點,就是他對物理學問題的執著,比如對黑洞蒸發引起的悖論,一直跟下去,而且做學問研究問題要抓住重點。

受訪者簡介:

李淼,1962年出生,2013年加盟中山大學,現為中山大學天文與空間科學研究院院長。1982年畢業於北京大學天體物理專業,1984年在中科大獲理學碩士學位。1989年赴丹麥哥本哈根大學學習,1990年獲哲學博士學位。1990年起先後在美國多所大學任研究助理、研究助理教授和高級研究助理。1999年回國,任中科院理論物理研究所研究員、博導。著有《超弦史話》《越弱越暗越美麗》《中的物理學》等。

采寫及整理:南都記者 賀蓓

部分內容整理自公眾號「大家」上《李淼:霍金為什麼能成為科學界第一大IP》,已徵求作者本人同意引用。


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