諾貝爾|黑洞理論先驅 霍金拿不到物理學獎有原因
果籽書齋二喬霍金Leonard Mlodinow黑洞物理學
霍金從漸凍人到成為當代最偉大物理學家,他的工作、生活、愛情、友情與思考進程都記錄在這部《Stephen Hawking: A Memoir of Friendship and Physics》中。
黑洞理論有趣得很,有些也很深奧,不是一時三刻弄得明白。日前在電視新聞看見一段新聞片,看着2億光年外的黑洞把一個太陽大小的橙色星體撕碎吞噬,蔚為奇觀,不禁讚嘆科學家不斷為我們揭開宇宙奧秘,居功至偉。上周諾貝爾物理學獎頒了給同是研究黑洞的3名物理學家,當中更有霍金摯友、89歲的彭羅斯(Roger Penrose)。很多人不其然想到,彭羅斯和霍金的黑洞理論發表將近五十年,為何霍金一直無緣領獎?好奇一問余博士,佢答得妙:「因為霍金死咗。」博士沒開玩笑,諾貝爾是不會追頒已故的科學家,倘若霍金依然在世,今年非他莫屬。有德國天體物理學家Andreas Eckart更形容彭羅斯獲獎,等於間接頒了給霍金。
另一個原因是沒有足夠的實證。物理學獎只頒予有實證的理論,所以,無論理論和數學如何說得誇啦啦,若拿不出確切的證據,還是很難獲獎。物理學教育家Leonard Mlodinow在他的新書《Stephen Hawking: A Memoir of Friendship and Physics》解釋黑洞的證據得來不易。
物理學教育家Leonard Mlodinow的新書《Stephen Hawking: A Memoir of Friendship and Physics》。
最早的線索要由1990年發現了天鵝座X1這「黑洞」開始說起。叫得黑洞,當然真是黑漆漆,光都逃不掉,你又怎會見到它呢?當年之所以「發現」天鵝座X1黑洞,還不是因為一位加拿大的天體物理學家Tom Bolton觀察到有個星體,不知圍着一個甚麼東西在轉,而推論出這個是黑洞來。後來在2015年,專門探測引力波的天文台LIGO收到訊息,知道有兩個黑洞在老遠的地方「炒車」扭曲時空,相撞的漣漪震到嚟地球。這不單再一次證明黑洞的存在,而且還知道愛因斯坦真是先知,百年前已經在廣義相對論中,預測到時空扭曲所引發的重力波,真係要寫個服字。
Leonard Mlodinow的新書《Stephen Hawking: A Memoir of Friendship and Physics》獲《金融時報》推介。(網上圖片)
霍金的另一位拍檔美國天體物理學家Kip Thorne,正因為計算重力波以及成立LIGO有功,於同年分享了物理學獎。Kip Thorne是荷李活導演路蘭(Christopher Nolan)的軍師,拍《星際啟示錄》和《天能》時都有求教於他。Mlodinow指我們非到2019年,才能說「差不多」證實到黑洞幅射的存在,可惜已經是霍金過身後的一年。(頁104,第六章)。這個由以色列科學家做的實驗可為佐證,Mlodinow解釋得十分有趣,並堅信霍金唔死,評委會憑此一定會頒佢一個諾貝爾,雖然聽來有啲馬後炮。(頁129,第七章)
現在論名氣,霍金比彭羅斯大,除了物理學界,他的書還整整影響着一代人的宇宙觀,一本《時間簡史》家喻戶曉。不過Mlodinow說,霍金知道該書買的人多,讀的人少,所以每逢有心心眼粉絲書迷來朝聖,霍金劈頭就問:「有好好讀完嗎?」至於比霍金年長十歲多的彭羅斯,雖然無咁出名,但一樣著作等身。彭羅斯是最早提出:當一個星球耗盡內核燃料壓碎塌陷,而形成黑洞。而黑洞正中央如相對論預測一樣,有個無限引力的點(奇點),甚麼都變得無限。
在劍橋寫論文的霍金,借鑒彭羅斯1965年發表的這個黑洞論,舉一反三,反問恒星可以變黑洞,為甚麼我們這個宇宙就不能呢?他大膽假設,推算出宇宙確是由黑洞大爆炸而來,合乎相對論原則,亦解釋到為何過去探測到一種特別的宇宙背景輻射(CMR),都是大爆炸殘留下來的。現在我們一般相信,宇宙起源於138億年前,就是這麼計算出來的。對霍金來說,最重要自然是將新觀點放到自己的博士論文裏,否則畢業無望,因為論文其他內容都是陳腔濫調,欠缺新意。(頁71,第四章)
讀這回憶錄,有個小問題,就是無目錄無索引,不得不尋章摘句做筆記,否則根本找不到誰和那一個概念在那一頁出現過。全書十一章,介紹霍金的物理工作和貢獻散見於第四、六、七、八、十等幾個章節;霍金和量子力學權威費曼(Richard Feynman)交流過的片段大概在中後的部份有提及;其他的都是霍金的個人、健康、家庭的生活剪影,也是有幸跟霍金零距離接觸的作者才有機會看到的。Mlodinow畢竟在霍金旁觀多年,天天看到他起居飲食、家庭狀況,看着那個漸凍人ALS的病症如何折磨着他和他的家人,看護們如何全天侯照顧霍金,惟恐他一睡不醒,晚晚服侍他上床都如臨大敵。劍橋校園室內的中央空調不顧人死活,有回作者見霍金熱得汗水都要從下巴滴下來了,所以好心給他抹汗,可能抹得太大力的緣故,霍金的頭給抹到東歪西倒,跌咗落心口,霍金臉上掛着的智能眼鏡一旦移位,警報響起,看護隨即出來救駕。可見除了作者本人,身邊的人都是十二分的嚴謹。
Mlodinow跟隨過兩大諾獎物理學家費曼和Murray Gell-Mann,後來用第一身角度出了本書《Feynman's Rainbow》。(網上圖片)
Mlodinow加州理工畢業,跟隨過兩大諾獎物理學家費曼和Murray Gell-Mann,後來用第一身角度出了本書《Feynman’s Rainbow》,輕鬆憶述兩大物理學家的學問和怪脾氣。霍金就是欣賞Mlodinow懂物理又寫得動聽,所以邀請他合著「簡簡史」《A Briefer History of Time》和《The Grand Design》。《The Grand Design》原本跟出版社Bantam說好一年半交貨,但霍金惜字如金,拖足五年才寫起。Mlodinow催霍金都冇用,因為佢老人家是闊佬懶理,天天都在生死邊緣徘徊,那管你是否趕死線,出版社殺人都唔關佢事,他甚至跟Mlodinow說,唔介意寫足十年,Mlodinow回答說:「你十年寫唔起,我就返美國。」
霍金欣賞Mlodinow懂物理又寫得動聽,所以邀請他合著《A Briefer History of Time》和《The Grand Design》。(網上圖片)
1942年出生霍金,早期入讀牛津蹉跎歲月,後來驗出有ALS,所有肌肉會漸漸不聽使喚,當時存活率通常不過5年。他自覺命不久矣,於劍橋發奮圖強開始研究,有咁突破得咁突破,想不到一天一天的打併,比自己想像中活多了50年,也成為一代偉大的物理學家。三十出頭,沒想過自己會活過70年代,所以做學問都是豁出去。
Mlodinow說霍金鍛煉到一個奇技,人家用代數公式計算,他腦袋喜歡用幾何圖形計算,最終給他計算出黑洞有輻射,起初他不敢說,怕人笑話。因為之前他和其他相對論死硬派,均恥笑提出這個論點的物理學家,後來他硬着頭皮發表計算成果,果然給同行冷待,甚至有教授「使橫手」要阻止他在《自然》期刊發表論文。(頁118,第七章)。作者指費曼1948年計算粒子的「費曼圖」一出,量子力學前輩Niels Bohr、Paul Dirac(Paul Dirac是一個奇人,以後有機會都要介紹)一樣當費曼廢話連篇,後來費曼圖變了量子力學最廣泛使用的計算工具,1965年更憑此拿了個諾貝爾。不久霍金到加州理工,讓Murray和費曼看他的黑洞輻射的計算,費曼用自己的費曼圖計算一遍得出相同結論,才印證霍金所言非虛。
後期霍金主張No boundary理論,主張時間沒有起始(圖上),修正了自己大爆炸理論(圖下)。(網上圖片)
回憶錄刻意將霍金做學問和私生活放到一起說,給大家重現一個一樣會生老病死的血肉之驅,也提到霍金前妻Jane所經歷的苦痛。而作者亦以朋友的角度,憶述霍金所走過的孤獨旅程,如何在霍金身上,看到自己缺乏的堅韌和豁達。
霍金喜歡公開打賭,有一回,作者大病一場,手術後內出血差點送命,忽發奇想,跟霍金打賭誰會先去世,霍金回說:「這個不成,輸咗找唔到數。」
-----------------------------
K Kwong檢測20款兒童口罩 學童復課必備防疫貼士
《化學博士K Kwong口罩檢測全攻略 兒童版》
復課Gear up
-----------------------------
英文版已登錄新版《蘋果》App
按此下載/更新-----------------------------