一圖看懂 史蒂芬霍金:黑洞、外星人與霍金椅

2018.03.14 07:07PM
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如果問你認識的當代物理學家有哪幾位,史蒂芬霍金應該會是許多人熟知的人物之一。史蒂芬霍金於不久前由家人宣布逝世,結束了其76年的精彩人生。他不僅是位物理學家,也是有名的科普作者,著作包括時間簡史:從大爆炸到黑洞、胡桃裡的宇宙等書。大學時期被診斷出罹患ALS(肌萎縮性脊髓側索硬化症,俗稱漸凍症)的霍金,醫師最初預期他只有2年的壽命可活,之後隨著病情好轉、惡化反反覆覆,後期因肺炎而手術導致霍金無法發聲,自此之後就只能依靠電子音發聲,霍金的這段故事曾被拍成電影:愛的萬物論。

▲霍金是英國物理學家,在科普領域也有不少知名著作。

惡疾纏身的早年生活

霍金出生於英國牛津,1959年年僅17歲就進入牛津大學就讀從事物理學相關研究課程,當時物理學有2大頂尖研究領域,其一為宇宙學,其二為粒子物理學。霍金認為宇宙學較有挑戰,但當時牛津大學未有教授專注於該領域,因此霍金後來前往劍橋大學弗雷德·霍伊爾教授底下學習。開啟了他對於宇宙的熱愛,以及對物理學的貢獻。

過沒幾年,霍金在21歲時被診斷出罹患ALS,且醫生認為他只剩下2年的壽命。罹患ALS的病患會逐漸喪失身體對於肌肉的控制,從最初的四肢不協調到後期喪失語言、發音、吞嚥甚至呼吸的能力。60年代後期,霍金的症狀越來越惡外,行走大多要靠拐杖協助。甚至到了70年代後期,霍金已經喪失部份的語言能力,只有熟悉的人較能了解他說的話。

▲霍金21歲被診斷出罹患ALS,起初只是四肢不協調,後來全身肌肉都不太能運動,長年在輪椅上度過。

透過電腦發聲的霍金

1985年霍金在歐洲時感染了肺炎,嚴重到必須透過維生器材,為了急救必須接受氣管切開手術,手術成功後可以幫助他呼吸,但他將會完全失去發聲的能力,為延續生命霍金妻子還是選擇了手術。手術後他再也不能說話,起初是透過挑動眉毛選擇一個個的字母,後來有人贈送他一套程式,可以在螢幕上選擇單字或字母,常用的詞彙約有3000個,並內建語言合成器,可以把選擇的單詞用電腦音唸出來。起初這套合成器的聲音偏向美國口音,但後來霍金也習慣這聲音了。

這套系統被安裝在霍金的輪椅上,也有人將輪椅稱為霍金椅或物理大師椅。霍金椅上有大量的電子配備,像是在烈日下也能看清楚的12吋螢幕、一台控制輪椅裝置的ThinkPad X230t、萬用的遙控器、能夠把文字唸出來的語言合成器、輪椅底端還有個主電池與備用電池供應輪椅與電子配備,最後還有個位於眼鏡鏡框的紅外線感應器,可偵測霍金臉部的細微運動。

Intel替霍金打造了專屬的輪椅。

霍金到底如何說出話

如果你仔細看過霍金椅的輪子,可以看到Intel的字樣,這套系統是Intel負責建置與提供。最初霍金是靠選擇螢幕上的詞彙,後來稍加改善後可以讓他每分鐘說出15個詞,他也靠著這套系統寫出了時間簡史這本書。

然而後來ALS症狀惡化後,最後連手指都不太能動,Intel此時提供了新的輪椅,搭配新的電子配備,像是用鏡架上的紅外線感應他右臉頰的細微運動,可讓霍金利用電腦感應臉頰肌肉變化而判斷選字正確與否,每分鐘可講出5至6個字。不過後來症狀再度惡化,臉頰肌肉也不太能運動,Intel起初想要利用眼球追蹤,但受限於病情而放棄。

各種輸入方式都無法達到提升速度與準確度,因此團隊把腦筋動到輸入法上,透過與輸入法的SwiftKey團隊,改善輸入法並加入霍金大量的常用字詞,提升輸入的速度與準確度外,還會提供預測詞。想不到更新後大幅改善霍金的溝通能力,輸入效率提升了10倍。

有趣的是,霍金的語音早年是美國腔調,後來身為英國人的霍金也習慣了。然而在一次更新中,順道更新了他的語音。當時有許多人想要成為他的替身,最後中選的是蝙蝠俠內飾演老管家阿福的米高肯恩,自此後霍金終於可以擺脫30年來的老機器音。

▲2012年霍金換了台新電腦,後來語音合成器也錄製了米高肯恩的聲音。

霍金對於科學的貢獻

霍金在物理學領域對人類有不小的貢獻,除此之外,他對於宇宙探索、核武議題等也常關心。他曾在2010年公開表示以宇宙中的星系數量,存在與人類相當的智慧生物是合理的推論。他也警告大家,因為你無法預測外星人是否懷有惡意,如果跟人類相差過大,可能造成災難。外星人可能已經耗盡母星資源,為了獲取資源可能到處侵略或遷徙,可能對地球造成危害。

霍金在2018年3月14日畫下生命的據點,但他過往在科學、人文與社會上的貢獻不會被我們遺忘。

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