“模型”的魅力

曹鷸

“后來，在我十幾歲時，我建造了飛機模型和船模型。我的手工從來就笨拙，但我是和學友約翰·麥克列納翰一起做的，他比我靈巧得多，他的父親在自己家里有車間。我的目標總是建造一個我能控制的運行的模型。我不在乎它們外表如何。我想正是同一種動因驅使我和另一位學友羅杰·芬尼豪一道發明了一系列的復雜游戲，……我以為這些游戲，還有火車、船舶和飛機都是來自要了解系統如何運作和如何控制它們的強烈愿望。從我開始攻讀博士學位開始，我對宇宙學的探索滿足了這個要求。如果你理解宇宙如何運行，在某種程度上，你就控制了它。”這是當代世界著名科學家史蒂芬·霍金自傳《我的簡史》當中的一段話，這本書與《時間簡史》一樣，是霍金親自撰寫的。《時間簡史》中他嘗試著用通俗易懂的語言，來解釋高深的物理知識，哪怕你不懂得其宇宙“黑洞”理論與“虛時間”概念，但這些文字仿佛具有導引的魔力，由此及彼，延伸到浩瀚的天空和神奇的宇宙世界，推動你無限的想象力和控制力，并產生探究天體奧秘和無限世界的強烈沖動。《我的簡史》則講述了他從男孩成長為國際著名學者的心路歷程。

霍金自小對各種“模型”著迷，始終保持濃厚的興趣和控制的欲望。這種原初的動力，不僅貫徹于其人生過程和問學的路途，而且在人類難以琢磨和控制的宇宙之中，他通過計算“建造”出來一套“模型”，從而破譯了宇宙的密碼，使人類的科學探索往前邁了一大步，拓寬了科學認知的幅度。這些理論非我輩所長，但最基本的還是數學模型，即用模型來認識并解決人類面臨的困難和現實當中需解決的問題。每年，美國都要在世界各地的大學進行數學模型比賽，所謂的“美模比賽”，就是試圖運用這些模型去釋疑解惑，從而更好地認識世界的本質和現象背后的底蘊。這些模型的廣泛運用和成功探索，必將使人類的思維進入到模式化或模塊化的境地，確立了“建造”的基本思路、控制的方法和解決問題的有效性。而霍金在更高的層面，對人們之前難以窺探的宇宙“建造”出令人信服和完全可控的“模型”——“黑洞理論”。很幸運的是，霍金可以憑著自己的興趣堅韌而興致勃勃地往前走，取得了突破性的成就，為人類探究太空的規律做出了巨大的貢獻。從這本自傳來看，他對興趣的堅持和不懈努力，以及問學的沖勁和研究的攻堅，這些都得益于家傳庭訓。其父母都是牛津大學畢業的，尤其父親從事醫學研究，更注重田野考察，去過世界不少地區，凡事親力親為，這種為專業獻身的精神影響了霍金的一生。“我父親從事熱帶病研究，而他通常把我帶到他米爾山的實驗室。我很喜歡這個，尤其是通過顯微鏡做觀察。他還常帶我進昆蟲室，他在里面關著一些受熱帶病感染的蚊子。這常使我很憂慮，因為看起來總有一些蚊子隨意飛出。他異常勤奮，稱得上是獻身于研究了”，“……我父親鼓勵我在科學上的興趣，他甚至指導我學數學，直到超出他的知識范圍為止。有這樣的背景，有我父親的工作做榜樣，我認為自己做科學研究是非常自然的”。古人云“有其父，必有其子”，信然。

在科學探索的征程上，二十一歲的霍金患上ALS之后，事情變得更加艱難起來，在與病魔長期作斗爭的過程中，其間的曲折與苦病非常人所能道，或者說，在這之前霍金與常人并無二致，甚至“我們傾向于絕對厭倦和覺得沒有任何東西值得努力追求”，但患病之后，甚至醫生對此都不樂觀的時候，霍金感到“當你要面臨夭折時，你就意識到生命是值得過的，因為有很多事情等你去做”，“不知道我將來會發生什么或者這個病會發展多快，我處于一團迷霧之中。醫生們讓我回到劍橋繼續我剛開始的廣義相對論和宇宙學研究。但是因為我沒有太多數學背景，所有研究沒有進展。畢竟，當我知道也許活不到完成我的博士論文時很難專心致志。我覺得有點悲劇人物的味道”。

后面的故事大家都耳熟能詳。霍金除了取得偉大成就以外，還經歷了二次婚姻，育有三個子女，他們都很成功。這是上天賜福，也端賴科學技術特別是計算機技術的進步。“我的言語在手術之前就變得更含糊，所以只有熟悉我的人才能聽懂我，但那時至少我還能交流。我口授，由秘書來撰寫科學論文，而我做研究班講演時通過一名翻譯更清晰地重復我的話。然而，氣管切開手術把我的講話能力全部消除。……然而，在加利福尼亞的名叫瓦特·沃爾托茲的電腦專家聽說了我的困境，送給我一套他寫的名叫均衡器的電腦程序。這就允許我撳動總開關，從屏幕的一系列菜單中選取詞匯。現在我用他的另一個叫做詞加的程序。在我的眼鏡上有一個微小的傳感器，對我的面頰運動作出反應，由此控制這個程序。當我把要說的都聚集好，就能將其送到語音合成器去”。后來，隨著技術的創新和發展，“劍橋適應通訊公司大衛·梅森把一臺小型電腦和語音合成器裝到我的輪椅上，……我已經用這個系統撰寫了七部書和一些科學論文。我還做了一些科學和普及的演講。它們都很受歡迎，我想這在很大程度上歸功于語言加創造的語音合成器的高質量”。非常有意思的是霍金用“模型”“建造”了宇宙理論，而這些科學家為他以“模型”的方式“建造”了“語言加創造的語音合成器”。

讀這本自傳，更深的感受還是霍金的樂觀主義精神和科普創作的強烈愿望。前者是指他罹患重癥之后所保持的對事業的忠誠和對生命意義的追求，活力自在其中，不屈不撓，探索無止境，這是活著的大智慧;后者是指通過《時間簡史》的幾易其稿，終成正果。“我第一次想起寫一本關于宇宙的普及著作是在1982年。我的部分目的是為女兒攢一點學費（事實上，到這本書實際出版的時候，她已經在中學上最后一個學年了）。但是，寫這本書的主要動機，是想解釋我們已經在何等程度上理解了宇宙：我們一直在尋找能描述宇宙和其中萬物的一個完備理論，現在離這個目標是多么接近了”。

讀《我的簡史》，了解了霍金這個人，這個在科學史上大寫的人，盡管這些理論作為外行也只能看個熱鬧，但其中所展現出來的理論脈絡和成果的內核，通過他流利、簡易的文字演繹，終能略知一二，這是大家寫科普文字的功力與素養，也對我們的科普創作具有強大的啟示作用。隨著我國科學技術的日新月異，更是需要科學家們的“大手筆”和“小文章”，抑或類似于《時間簡史》這樣的通俗之作，深入淺出，自成一派。

“全球學界期盼已久的霍金自傳《我的簡史》終于出版了。這部書必將和有史以來一些思想家的自傳，如圣·奧古斯丁的《懺悔錄》、阿伯拉爾的《我的苦難史》和盧梭的《懺悔錄》一樣傳諸后代。它的問世也使其他霍金傳記頃刻黯然失色。”這是霍金此作翻譯者吳忠超序中的開篇語，《我的簡史》當得起。