2018年3月27日

特別報導—我所認識的霍金教授

吳俊輝/臺灣大學物理系教授,劍橋宇宙學博士,現任駐英科技參事,曾任臺大副國際長,推廣自製望遠鏡及3D影片多年。


理當春暖花開的3月,英國仍然飄著白雪,14日的清晨,尤如雪片般飛來的訊息,讓我從睡夢中驚醒,該來的終究還是來了。霍金教授(Stephen W. Hawking, 1942/1/8~ 2018/3/14)在愛因斯坦(Albert Einstein, 1879/3/14~/4/18)的139歲冥誕這天與世長辭,享年76歲,與愛因斯坦同壽。

霍金是誰?
他是位殘障人士,世上活得最久的漸凍人;他是位暢銷書作家,第一本通俗作品《時間簡史》(A Brief History of Time)銷售量達千萬冊、僅次於聖經,1988年一出版就高居倫敦泰晤士報暢銷書排行榜237週、紐約時報暢銷書排行榜147週,已被翻譯成至少40種語言;他是黑洞大師、宇宙學大師,和牛頓及迪拉克都同為劍橋盧卡斯講座教授。從3月14日起,媒體就開始大肆報導他的死訊,在網路及書店也有讀不完的生平資料和懶人包,因此這些公開能查到的資訊,我在這邊就不多談了。對我來說,他就是一個獨一無二的慈祥長者,一直以一種獨特的方式在啟發我們,並對科學做出貢獻。

因輪椅而失焦的學術貢獻
常有人質疑他的學術成就,責難說他之所以有名都是因為那個電動輪椅,雖然他自己私下也不諱言地認為他的輪椅有時受到過度的矚目,但口足畫家的作品仍可能是世界最好的,兩者並不衝突,反而口足者的毅力更是對我們的另一層啟發。也就是因為這個因素,讓他很厭惡別人幫他推輪椅,和他相處的三年間,你常會看到他因自己操作輪椅的動作笨拙但又不願別人插手,而塞住狹窄走廊上的人流,也就是說如果你在走廊上遇到塞「人」,那表示前面不遠處一定是霍金卡在轉彎處;若你在劍橋的路上和他巧遇,一定會看到他自己在操控電動輪椅前進,椅背上會插著一根很長很高的路隊旗;這個情景一直持續到他晚年手部肌肉完全癱瘓時。

霍金輻射與宇宙之初奇異點
話說回來,霍金主要的學術貢獻為對於「黑洞」及「奇異點」的研究,這些最早都可追溯自他的博士論文。以下分別簡單說明,他至今仍未獲得諾貝爾獎,而且也永遠都拿不到了,除了由於該獎不頒給死人之外,主要是因為目前的科技仍然無法在霍金生前對他的任何理論預測提供有效的觀測驗證或反證。

黑洞的概念最早源自於18世紀,而它的科學內涵則是在愛因斯坦提出相對論後,於1967年由惠勒(John Wheeler)取了這個名字時被陸續定義出來,霍金的貢獻則是建立了用以研究黑洞理論的較完備架構,也因此被尊稱為黑洞大師。西元1974年,霍金32歲時在融合「量子物理」及「廣義相對論」時發現黑洞不是黑的,而是會發出微弱的能量而慢慢蒸發,這個由黑洞所發出來的光被命名為「霍金輻射」,至今尚未被任何進行中的觀測有效偵測到。霍金在私下討論時曾表示,他雖然不確定霍金輻射是否真的存在,但這是一個不需假設、在近代物理的基礎下即可推導出來的自然結果,如果這個預測是錯的,那麼我們所知道的近代物理也可能有問題。

奇異點原本是黑洞理論中存在於黑洞內部的一個難題,因為它的體積無限小、而密度無窮大,所以一般的科學界並不認為它真的存在,而認為它是一個待解決的理論問題。西元1970年,霍金和潘羅斯(Roger Penrose)在廣義相對論的架構下證明如果宇宙的空間結構符合一般的標準認知,那麼宇宙在時間的起點上必然是一個奇異點。至今這仍是一個待解的弔詭推論,仍有不少理論學家都在積極研究中,但最難的仍是如何找到觀測證據來證明這些理論的對錯。

深具啟發性的午餐會
現在很多的年輕人之所以知道霍金,是因為《愛的萬物論》(Theory of Everything)這部電影,而我這個世代的人則大多是因為《時間簡史》這本書,在這本書的牽引下,我於1996年進入霍金教授的「相對論暨重力小組(Relativity and Gravitation Group)」攻讀博士,當時組內共有五位教授分別指導各約三位博士生,其中指導我的教授為謝蘭德(Paul Shellard),他也是霍金早年的學生。當時我的研究室就在霍金教授研究室的正對面,每天中午連我在內大約有四位學生會固定陪他用餐及聊天。記得我剛開始都不敢講話,一來是英語沒有當地人流俐,二來則是由於一份敬畏之心。但後來發現大家無所不聊,從新論文的探討談到生活瑣事,那是我人生成長及被啟發的重要階段,初到英國時我不太敢講英文,因為自己講得慢,但沒想到竟然有人比我更慢,而且只能打字不會講話。在那個過程中,我的心情是從原本一開始的暨興奮又緊張,慢慢演進到輕鬆自在外加一份平靜的景仰。那時我也親自見識到他用心算來解微分方程式的能力,他的速度比我們用紙筆計算要快上許多倍。在言談中我發現他是個很有耐心的長者,有時我會因為他用的英文單字太難而看不懂,正在尷尬時他就會開始換句話說,甚至教我英文單字,我很感激他可以體諒我的背景,並不吝偶而成為我的英文老師!雖然只透過文字,我們這群常和他聊天的學生,都可以很明顯感受到他的喜怒,但不曾覺得他有哀過,他的思考總是跳很快,和他比起來我們都算是講得快但想得慢。在交流的過程中,他永遠只有兩種表情,一個是典型的撲克臉,另一個則是微笑,我們都很懷念他還會笑的那段時日,因為他的笑容後來隨著臉部肌肉的漸凍而走入歷史。......【更多內容請閱讀科學月刊第580期】

1996年我與霍金教授共進耶誕大餐,並幫他批命看手面相。
(吳俊輝提供)


1 則留言:

匿名 提到...

謝謝眾學者們的努力,盼世界更加美好!