人教版高中语文必修五 13 “霍金”三联想——《宇宙的未来》助读参考

“霍金”三联想——《宇宙的未来》助读参考
《宇宙的未来》是当代最负盛名的理论物理学家——英国的史蒂芬•霍金1991年1月在英国剑桥大学的一次演讲。

人民教育出版社编辑出版的现行高中语文“实验课本”和“试验课本”均选用了这篇演讲稿。

面对这篇专业性很强而难于理解的课文，笔者很自然地生发了与霍金，与课文有关的三个方面的联想。

一、霍金与高士其
霍金是一位伟大的科学家。

人们对他的敬重，不仅在于他在理论物理方面的巨大贡献，还在于他对人类的这些贡献，是在身患绝症，全身瘫痪的情况下作出来的。

一见到霍金的名字，不禁使人想到了高士其。

对于现在的青少年来说，高士其的名字很可能是陌生的，但对于上世纪五六十年代的青少年来说，高士其可是一个响当当的名字。

“高士其”三个字频频出现在报刊电台和中小学的课本上，如果要说偶像，高士其可是那个时代许多青少年心目中的偶像。

霍金与高士其，两人何其相似乃尔！
其一，他们都是科学家。

其二，他们都是身患绝症，全身瘫痪的科学家。

1927年，高士其入芝加哥大学医学研究院攻读细菌学，次年，在实验时不慎，受甲型脑炎病毒感染，留下严重后遗症，后来病情不断加重，造成全身瘫痪。

那一年，高士其23岁。

1962年，霍金从英国牛津大学毕业到剑桥大学读研究生，也是在“次年”，体检时，被确诊患上了“肌萎缩性脊髓索硬化”这一无法治愈的疾病，后来，身体每况愈下，以致全身瘫痪。

那一年，霍金才21岁。

其三，他们的科学研究，都是在身体致残以后，在常人难以想象的极为艰难的情况进行的。

高士其致残后，他仍以超人的毅力，坚持学完了细菌学博士研究生的全部课程。

回国后，他的工作的重心转到了科普创作上。

他的手瘫痪后，笔握不住了，甚至连说话也困难，即使在这种情况下，他仍然坚持创作。

他先打好腹稿，然后艰难地发出模糊的喉音‘嗯嗯、喔喔’，一个字一个字地口述，由秘书、妻子和护士记录整理。

有时为了弄清一个字，往往要反复哼二十几遍，记下一段话，要
用半天时间……
霍金致残并瘫痪后，再也无法用自己的声音表述他的思想，只能借助3个手指操纵按钮输入要说的话，再经由语言合成器发出声音，他的演讲，就是采用这样一种常人无法想象的困难方式进行的。

平常，霍金看书必须依赖翻书页的机器，读文献时需要请人将每一页都摊在大桌子上，然后驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读；写作则是以平均一分钟输入10个单词的“慢”速度进行……
最终，他们都取得了令人瞩目的成就。

诚然，学习《宇宙的未来》，我们要学习霍金的先进理论，而霍金的精神，“霍金们”的精神，同样是需要我们好好学习的。

二、霍金与爱因斯坦
一提到霍金，不能不想到爱因斯坦，这是因为：他们同是20世纪最伟大的物理学家，霍金还被誉为当代的爱因斯坦。

爱因斯坦一生中最重要的贡献是创立了相对论。

1905年发表狭义相对论。

这个理论指出在宇宙中唯一不变的是光线在真空中的速度，其它任何事物──速度、长度、质量和经过的时间，都随观察者的参考系（特定观察）而变化。

1915年发表广义相对论。

这个理论解释了引力作用和加速度作用没有差别的原因。

他还解释了引力是如何和时空弯曲联系起来的，利用数学，爱因斯坦指出物体使周围空间、时间弯曲，在物体具有很大的相对质量（例如一颗恒星）时，这种弯曲可使从它旁边经过的任何其它事物，即使是光线，改变路径。

霍金是当今世界上继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家。

他的黑洞蒸发理论和量子宇宙论不仅震动了自然科学界，并且对哲学和宗教也有深远影响。

从宇宙大爆炸的奇点到黑洞辐射机制，霍金对量子宇宙论的发展作出了杰出的贡献。

他的科普著作《时间简史》将最艰深的理论问题与大众最普遍的兴趣结合起来，在世界上的发行量已超过2000万册，成为世界上最畅销的科普读物。

新书《果壳里的宇宙》获得2002年度安万特科学图书奖。

该奖项是世界最知名的科普图书奖之一。

这本书是一本图文并茂的科普著作，主题是宇宙学，涉及广义相对论、量子论、黑洞、暴胀、时间旅行、弦论、超引力等诸多前沿概念。

去年8月，霍金第二次来到中国，新华社记者就霍金在学术界的地位以及他
对整个天体物理学等做出的贡献，采访了北京师范大学天文学系何香涛教授。

何教授告诉记者：“霍金在学术上的贡献是有目共睹的，他对整个理论物理、天体物理及天文学的学术发展做出了巨大的贡献。

尤其是他‘黑洞不黑’的理论纠正了许多人关于‘黑洞是黑’的观念，使人们知道它是可以蒸发的，让人们了解到宇宙的缓冲余地。

”
有趣的是，《物理学世界》杂志前不久的一次调查显示，霍金的同行与公众的态度并不相同。

由当今最著名的物理学家评选出的他们心中最杰出的同行中，爱因斯坦以119票排名第一，牛顿46票紧随其后，至于斯蒂芬•霍金，他与另一些杰出科学家一样只获得一票，在这份天才名单上收尾。

但这并不意味着霍金与爱因斯坦相比，才能和贡献相差100多倍。

当今举世公认的能与爱因斯坦相提并论的科学家并不多；就在这极为有限的科学家中，无疑，霍金是应该排在第一位的。

复旦大学物理系教授苏汝铿在接受记者采访时曾说：“要我来评价，爱因斯坦提出的相对论，开辟了一个崭新的物理学时代，奠定了现代宇宙学的基础，有广义相对论，才有了后来的大爆炸理论、黑洞理论等等；而霍金则是将爱因斯坦的广义相对论运用到许多具体的领域，如大爆炸宇宙学、黑洞等，丰富了理论，作出了原创性贡献。

”
三、霍金假说与他人假说
⒈“宇宙的未来”假说与其他学科、其他领域的假说
人类自诞生以来，对事物的认识总是从混沌走向清晰，从迷信走向科学；就“科学”这一范畴来说，现今许多“真理”都是经过了从“假说”到“真说”的过程，有的过程还相当漫长。

在电学领域，富兰克林用“风筝实验”证明了自己的“闪电确实是一种放电现象，与室内电火花一样”的假说，揭开了神秘的雷电之谜；在生物学领域，中国辽西发现的古鸟类和带毛恐龙的事实，使“鸟类起源于恐龙以及一些小型的兽脚类恐龙是热血动物”这样的科学假说被越来越多的人所接受——这一理论的出现被称为是古生物学上的一场革命；在地球科学领域，德国地球物理学家、气象学家阿尔弗莱德•魏格纳提出的“大陆漂移说”，后来发展成“板块构造学说”，并成为20世纪地球科学的主流……“宇宙的未来”假说正是在理论物理、天体物理及天文学的范畴内提出的，与其他各门学科，各个领域并列的一种假说。

⒉“宇宙的未来”霍金假说与他人假说
在《宇宙的未来》里，霍金探讨了宇宙的未来的两种命运：一是继续膨胀下去，一是收缩以至于坍缩成一个点。

膨胀还是收缩，取决于宇宙的平均密度。

“如果它比临界值小，宇宙就将永远膨胀。

但是如果它比临界值大，宇宙就会坍缩，而时间本身就全在大挤压处终结。

对“宇宙的未来的两种命运”的假说最重要的“理论支撑”是霍金的“黑洞不黑”的理论。

霍金说：“我在若干年以前发现，黑洞并不像被描绘的那样黑。

量子力学的不确定原理讲，粒子不可能同时具有定义很好的位置和定义很好的速度。

粒子位置定义得越精确，则其速度就只能定义得越不精确，反之亦然。

如果在一颗黑洞中有一颗粒子，它的位置在黑洞中被很好地定义，这意味着它的速度不能被精确地定义。

所以粒子的速度就有可能超过光速，这就使得它能从黑洞里逸出来，粒子和辐射就这么缓慢地从黑洞中泄漏出来。

”黑洞随着时间的推移就以这种方式而耗损，直至完全被蒸发。

在霍金对外公布他的理论之前，科学界认为黑洞就是一种无底的井，它吞噬物质，使任何东西甚至光都不能逃脱。

霍金的“黑洞不黑”的理论正为越越多的人所接受。

霍金所言之“辐射”被命名为霍金辐射。

学习《宇宙的未来》，霍金的理论使我们眼界大开；与此同时，我们也会很自然地提出疑问：霍金的理论果真是正确的吗？“当代的爱因斯坦”为什么与诺贝尔奖无缘？
一切科学假说都是需要验证的，霍金的假说亦是这样。

据有关媒体报道，科学家们现在正在瑞士日内瓦尝试建立一个大型粒子加速碰撞器（LHC），并希望通过它来创建黑洞,也许能成功。

成功后，霍金的假说将会得到间接的证明。

至于“宇宙的未来”的最终结局，是无法直接验证的，一是时间太漫长，二是无论是继续膨胀还是坍缩，我们现在赖以生存的地球和太阳都将不复存在，即使人类有能力迁徙到别的星球，与整个宇宙比起来，范围也实在有限，也难逃宇宙覆亡带来的厄运，所谓的直接验证也就失去了意义。

也正因为霍金的假说未能得到验证，也还由于别的原因，目前，霍金暂时与诺贝尔奖无缘。

但这并不能从根本上影响霍金在世界上的学术地位。

我们学习《宇宙的未来》，当从积极的方面去思考，以期学到这位科学巨人
的思想和思想方法。