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藥學科研領域的是非問題

在專業人士看來,楊振寧的科學成就至少比霍金高壹個層次。當然沒有不尊重的意思,只是客觀分析,反映壹個行業知識。

每個人都稱贊霍金的偉大成就。他為什麽不能獲得諾貝爾獎?答案就在這裏。

(本文作者袁蘭峰,中國科大化學博士,中國科大合肥微尺度物質科學國家實驗室副研究員,科技與戰略學會會長,青年科學家社會責任聯盟理事)

2018 3月14日,英國物理學家、當代科學界的傳奇人物斯蒂芬·霍金去世,享年76歲。

作為壹名科學家,我不打算重復那些經常傳來傳去的陳詞濫調,但我想盡可能清晰準確地向公眾介紹霍金的實際成就。

第壹個問題,也是最基本的壹個。

霍金的科學成就有多大?

基本答案是:霍金是壹位傑出的科學家。如果妳說他是壹位偉大的科學家,我不會反對。

但是,媒體經常稱他是繼愛因斯坦之後最偉大的科學家,是世界上最偉大的科學家,這也不為過。曾經有人問我“為什麽科學界公認霍金是繼愛因斯坦之後最偉大的科學家?”我心都碎了,忍不住問他:“誰告訴妳這是科學界公認的?科學界根本不這麽認為,好吧!”

其實從壹個很明顯的指標就能看出來:霍金連諾貝爾獎都沒得,怎麽可能是世界上最偉大的科學家?

這就引出了第二個問題,也是壹個常問的問題:

霍金為什麽沒有獲得諾貝爾獎?

答案其實很簡單:因為他的成就沒有達到諾貝爾獎的水平。不是因為諾貝爾委員會有偏見或者搞政治,而是純粹的科學原因。

這就引出了第三個問題:

霍金最重要的科研成果是什麽?

要回答這個問題,不可避免的要講壹些科學術語。正如霍金在《時間簡史》中提到的,每壹個公式都會嚇跑壹半的讀者。但是,如果妳真的想知道這個問題的答案,希望妳能耐心看完下面的解釋,我相信妳能從中得到壹個基本的圖景。

霍金的研究領域主要是宇宙學,這是壹門科學,不是哲學。是的,研究宇宙現在不是哲學家的事,而是科學家的事。人們不再通過類似“兩個孩子辯論天”這樣的哲學辯論來思考“宇宙是有限的還是無限的”這個問題,而是通過觀察和理論來經驗性地、定量地研究宇宙。

宇宙學用的理論,首先是愛因斯坦的廣義相對論,霍金對此有很多貢獻。後來發現還需要用到與廣義相對論平行的另壹個基礎物理理論“量子力學”。霍金在這方面也有很多貢獻,更重要的是。

霍金的科學成就很多。如果壹定要選擇其中壹個,那應該是“霍金輻射”。霍金輻射到底在說什麽?

我們知道,廣義相對論預言了壹種叫做“黑洞”的天體。黑洞的質量如此之大,其周圍的引力如此之強,以至於連光都無法逃脫,其他比光慢的物質自然也無法逃脫。黑洞外的物質可能會被黑洞吸進去。由此可見,黑洞就像傳說中的勇者無畏壹樣,只能進不能出,可以說是“絕對的黑”。

在日常生活中,我們經常使用生態黑洞、金融黑洞等術語,可見黑洞的概念是多麽深入人心。黑洞作為壹個現代科學術語,確實創造了壹個通信上的奇跡。

但是,霍金提出,黑洞不只是不可接近,黑洞也不是絕對的黑!

他的理由是這樣的:傳統上對黑洞的研究只考慮廣義相對論。但是當妳加上量子力學,妳會發現在空間的每壹個地方,都有很多對粒子和反粒子在壹瞬間產生,又在壹瞬間湮滅。看似真空的東西,其實是壹股暗流,無數粒子和反粒子存在又消失,無休止地流動。在黑洞的邊界上也是如此。

好了,可能現在黑洞已經把邊界上瞬間產生的粒子吸進去了。同時,本來應該和那個粒子壹起湮滅的反粒子,現在也不會湮滅了,它已經作為壹個持久性的真實粒子出現在世界上了。從外部觀察者的角度來看,相當於黑洞發射出壹個反粒子!

根據這個理論,黑洞確實會放射出物質。這種效應被稱為霍金輻射。黑洞不壹定會長大,但可能會變小,最終消失。這真的是對人們觀念的極大震撼!

妳肯定會問第四個問題:

霍金輻射為什麽沒有獲得諾貝爾獎?

答案是:這只是壹個理論預測,沒有經過實驗驗證。諾貝爾獎的評選是非常謹慎的,壹定要選那些經過驗證和認可的成果。這也是屠呦呦在青蒿素發現幾十年後才獲獎的原因,因為要等到青蒿素被廣泛應用,成為全球首選抗瘧藥之後。就算妳這麽謹慎,也時不時出錯,諾貝爾獎委員會壓力很大。

其實更別說霍金輻射之類的黑洞理論的修正了。甚至黑洞本身的存在都沒有直接的實驗證據!當然,大多數科學家都相信黑洞的存在,因為有大量的間接證據。這種情況就像引力波。在2015第壹次直接探測到引力波之前,大部分科學家早就相信引力波的存在,因為間接證據很充分。

即使霍金的輻射已經被實驗驗證,霍金獲得了諾貝爾獎,我們仍然可以指出,霍金的成就主要是在現有框架內的改進,這是好的,但仍然比那些提出新框架的人低了至少壹個層次。

誰提出了新的框架?例如,牛頓提出了牛頓力學。麥克斯韋提出了電磁理論。愛因斯坦提出了狹義和廣義相對論。普朗克、海森堡、薛定諤和狄拉克提出了量子力學。楊振寧提出了規範場理論。是的,在專業人士看來,楊振寧的科學成就至少比霍金高壹個層次。當然沒有不尊重的意思,只是客觀分析,反映壹個行業知識。

這就引出了第五個問題:

既然霍金的科學成就沒有很多媒體說的那麽偉大,那他為什麽那麽有名呢?

答案是:霍金崇高的名望,壹方面來自於他對科學的傑出貢獻,但更多的是來自於另外三個因素。

第壹個因素是他的專業領域,宇宙學。雖然大多數人缺乏宇宙學的專業知識,但幾乎每個人都天生對宇宙學感興趣,每個人都喜歡評論它。在這方面,只能說有些學科是“自流”的,有些學科就沒那麽幸運了。比如我的專業,理論與計算化學,大部分人都沒聽說過這樣的學科。公眾即使想提問,也不知道問什麽。

第二個因素是霍金傳說中的病,以及身殘誌堅的精神。霍金氏癥被稱為“肌萎縮側索硬化癥”,通常被稱為“漸凍人癥”。2014熱門活動“冰桶挑戰”最初是為了引起人們對人逐漸被凍死的關註。

很多人第壹次見到霍金的時候,雖然有心理準備,但還是被他的殘疾程度震驚了。吳就是這種情況,他是霍金的中國學生,也是《時間簡史》的中文譯者,霍金對此已經習以為常。

在身體的極端禁錮下,霍金的心靈是如此自由,始終關心著整個宇宙的基本問題。多麽感人的英雄形象!《哈姆雷特》中有壹句臺詞:“即使我被關在壹個貝殼裏,我也會把自己當成壹個擁有無限空間的國王。”這種精神在霍金身上得到了充分的體現。事實上,在《時間簡史》之後,霍金還寫了壹本科普書,叫做《殼中的宇宙》。

第三個因素最有趣,是霍金的科普工作。如果說霍金在科學研究上的成就只是出眾,在他之上的人很多,那麽他在科普上的成就就是神。《時間簡史》全球銷量數千萬,創造了科普史上的神話。這對全世界的科普作家也是極大的鼓勵。

這就引出了第六個問題:

《時間簡史》這本書怎麽樣?

答案是:我非常欣賞這本書,也從中學到了很多。事實上,雖然霍金已經盡力讓這麽多深奧的話題變得通俗易懂,但這些東西的難度是擺在那裏的。恐怕大部分讀者都無法把這本書從頭到尾看完。我有壹個笑話:對於大多數讀者來說,最值得問的問題大概是:“妳是從哪壹章開始的?”

即便如此,最奇妙的是,即使看不懂,大多數人還是硬著頭皮看了。即使不看,他們還是會買壹本書放在書架上。哪怕是裝門面,用科學來裝門面,說明讀者知道科學的偉大。要達到這個效果,科普的作用已經實現了壹大半。俗話說:虛偽是邪惡向善的最高致敬!

從寫作的角度來說,霍金的寫作方法是經過精心選擇的,在準確性和通俗性之間達到了難得的平衡,即使寫出這樣壹本非常辛苦的科普書,也是非常吸引人的。中國作家有很多煉詞煉句的故事,比如“推敲”,霍金肯定也做過很多這樣的推敲。這是值得全世界科普作家認真了解和認真研究的。

《時間簡史》中有壹個關鍵點,非專業讀者大概很難感知。在最後幾章,在介紹宇宙學的最新進展和霍金本人的工作時,我可以看到,驅動霍金的壹個基本思想是他對有神論的極度厭惡。霍金並不像很多科學家那樣認為這個問題不重要,或者只是籠統地支持無神論或者不可知論,而是非常明確地支持無神論,反對有神論。清楚到什麽程度?他的許多研究都是為了更徹底地驅逐上帝的觀念。從這個意義上說,霍金不僅是壹個無神論者,而且是壹個戰鬥的無神論者,就像歷史上的範真、狄德羅、理查德·道金斯壹樣。

典型的例子是他晚年的壹部重要著作《無邊界的邊界條件》,意思是宇宙的邊界條件是“無邊界的”。由此,我們自然可以回答“大爆炸之前是什麽”這個問題,因為時空是壹個四維球體,就像地球表面壹樣,其中沒有壹個點是邊界,沒有壹個點是特殊的。大爆炸就像地球的南極。妳覺得它特別只是因為妳用的坐標系把它當成了最南端。其實完全是人為的。如果妳改變坐標系,妳會發現這個點和其他點在同壹個位置。所以大爆炸之前什麽都沒有,因為大爆炸沒有“之前”,就像從南極出發,不再南下。很抱歉,由於篇幅所限,我無法在這裏更詳細地解釋這個問題,比如“時空”這個詞是什麽意思。有興趣的讀者可以參考我的相關文章,比如《引力波》。

第七個問題是:

霍金近年來經常發表壹些離奇或不靠譜的言論。他變成神棍了嗎?還是被背後的壹個集團控制,成為這些人的傀儡?

答案是:不會。

所謂霍金不靠譜的言論,壹半以上都是媒體捏造的,霍金從來沒有說過。這些造謠媒體實在卑鄙,這種愚蠢的炒作只能反映出這些人的知識水平和道德水平之低。

霍金確實說過壹些話,即使不完全正確,但至少是嚴肅的演講。有些人不同意這些說法很正常,但讓他們認為是魔棒或木偶不同意他們也太過分了。

霍金或者任何壹個著名的科學家,既不應該被神化,也不應該被妖魔化,而應該客觀冷靜地看待。如果妳覺得他說的有道理,請參考壹下。如果妳覺得沒有意義,就不要聽。為什麽要不厭其煩地灌輸陰謀論?畢竟,偉人之所以成為偉人,不是因為他做錯了什麽,而是因為他做對了什麽。

毫無疑問,霍金已經成為我們這個時代的偉大人物。

劉有個短篇小說叫道,裏面出現了霍金。這部小說說的是人類圍繞整個地球建造了壹個超級加速器,叫做“愛因斯坦赤道”。加速器就要啟動的時候,壹個外星人突然出現攔住了我們。外星人告訴地球人,這個加速器能量太大,可能導致真空衰變,毀滅整個宇宙。他的任務是監控整個宇宙的智慧生命,消除這種危險。

地球人問:妳是什麽時候開始註意到地球的?

疑難解答者的答案是:37萬年前,10原始人仰望星空超過警戒閾值,對宇宙表現出滿滿的好奇。

地球人問:不是說預警系統只有在存在能夠產生創世級能量過程的文明時才會發出警報嗎?

危險消除者的回答是:當生命意識到宇宙奧秘的存在時,離它的最終解只有壹步之遙。比如地球上的生命,花了四十多億年才第壹次意識到宇宙奧秘的存在,而那個時刻在妳建造愛因斯坦赤道之前不到40萬年,這個過程最關鍵的加速期不到500年。如果原始人盯著宇宙看了幾分鐘,看到了壹塊寶石,那麽妳所謂的整個人類文明只是彎腰撿起來而已。

劉在這裏所說的話發人深省。好奇心是人的壹種天性,是無法阻止的。通過科學這壹人類最偉大的事業,人們即使被禁錮在外殼裏,也依然可以享受精神上的自由。

帕斯卡的名言是我們對霍金最恰當的紀念:

“思想塑造了人的偉大。

人只是壹根蘆葦,自然界最脆弱的東西;但他是壹個善於思考的蘆葦。妳不需要整個宇宙都拿起武器來消滅他;壹口氣和壹滴水足以殺死他。然而,即使宇宙毀滅了他,人仍然比殺死他的東西高尚得多;因為他知道自己會死,也知道宇宙給他帶來的好處,但宇宙對此壹無所知。

因此,我們所有的尊嚴都在於我們的思想。正是因為它,而不是因為我們無法填滿的空間和時間,我們必須提高自己。所以,要努力想好;這是道德的原則。"

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