一直有个问题困惑着我,霍金是怎么借助电脑讲话的?

作者&投稿:毓宗 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
我非常疑惑:霍金不能动 他是怎么做研究的?~

以前靠两根手指操纵电脑,现在靠眼睛操作电脑

史蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking),1942年1月8日在英国伦敦出生,曾先后毕业于牛津大学和剑桥大学三一学院,并获剑桥大学哲学博士学位。他在轮椅上坐了40年,现在全身只有面部肌肉会动,演讲和问答只能通过语音合成器来完成。英国剑桥大学应用数学及理论物理学系教授,当代最重要的广义相对论和宇宙论家,是本世纪享有国际盛誉的伟人之一,被称为在世的最伟大的科学家,还被称为“宇宙之王”。1942年1月8日生于英国牛津的霍金刚好出生于伽利略逝世300周年纪念日之时。70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。 他还证明了黑洞的面积定理。霍金的生平是非常富有传奇性的,在科学成就上,他是有史以来最杰出的科学家之一。他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务,那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡逊数学教授。他拥有几个荣誉学位,是英国皇家学会会员。 他因患“渐冻症”(肌萎缩性侧索硬化症 卢伽雷氏症),禁锢在一把轮椅上达40年之久,他却身残志不残,使之化为优势,克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。他不能写,甚至口齿不清,但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”。尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却出色地遨游到广袤的时空,解开了宇宙之谜。 霍金的魅力不仅在于他是一个充满传奇色彩的物理天才,也因为他是一个令人折服的生活强者。他不断求索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深地吸引了每一个知道他的人。 他被誉为“在世的最伟大的科学家”"另一个爱因斯坦""不折不扣的生活强者"。 [编辑本段]相关作品: 《时间简史续编》 作为宇宙学无可争议的权威,霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者,《时间简史续篇》是为想更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。该书以坦白真挚的私人访谈形式,叙述了霍金教授的生平历程和研究工作,展现了在巨大的理论架构后面真实的“人”。该书不是一部寻常的口述历史,而是对二十世纪人类最伟大的头脑之一的极为感人又迷人的画像和描述。对于非专业读者,本书无疑是他们享受人类文明成果的机会和滋生宝贵灵感的源泉。 《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》,是由霍金1976-1992年间所写文章和演讲稿共13篇结集而成。讨论了虚时间、有黑洞引起的婴儿宇宙的诞生以及科学家寻求完全统一理论的努力,并对自由意志、生活价值和死亡作出了独到的见解 《时空本性》80年前广义相对论就以完整的数学形式表达出来,量子理论的基本原理在70年前也已出现,然而这两种整个物理学中最精确、最成功的理论能被统一在单独的量子引力中吗?世界上最著名的两位物理学家就此问题展开一场辩论。本书是基于霍金和彭罗斯在剑桥大学的6次演讲和最后辩论而成。 《未来的魅力》本书以史蒂芬·威廉·霍金预测宇宙今后十亿年前景开头,以唐·库比特最后的审判的领悟为结尾,介绍了预言的发展历程,及我们今天预测未来的方法。该书文字通俗易懂,作者在阐述自己观点的同时,还穿插解答了一些有趣的问题,读来饶有趣味。 《果壳中的宇宙》该书是霍金教授继《时间简史》后最重要的著作。霍金教授在这本书中,再次把我们带到理论物理的最前沿,在霍金教授的世界里,真理甚至比幻想更令人眼花缭乱,缤纷多彩。霍金教授用通俗的语言解释制约我们宇宙的原理,并加之以他独特的热情,邀请我们一起进行宇宙之旅,做非凡的时空遨游。 《时间简史——从大爆炸到黑洞》(1988年撰写)霍金畅销书-《时间简史》这本书是霍金的代表作。作者想象丰富,构思奇妙,语言优美,字字珠玑,更让人咋惊,世界之外,未来之变,是这样的神奇和美妙。这本书至今累计发行量已达2500万册,被译成近40种语言。 在这本书中,霍金将试图勾勒出我们心目中的宇宙历史——从大爆炸到黑洞。在第一讲里,他将简要地回顾过去关于宇宙的构想,并说明我们是如何得到目前的图像的。这或许可以称之为宇宙史的历史。 第二讲将解释牛顿和爱因斯坦的两种引力理论为什么会都得出这样的结论——宇宙不可能是静态的,它不得不或是膨胀,或是收缩。而这又意味着,在前200亿年到前100亿年之间,必定有某一时刻,那时宇宙的密度为无穷大,这就产生了所谓的大爆炸。它可能就是宇宙的开端。 第三讲将谈谈黑洞。黑洞是当某个巨大的星球,或者更大的天体,受其自身引力吸引而自行塌缩(塌陷并紧缩)时形成的。根据爱因斯坦的广义相对论,任何蠢得掉进黑洞的傻瓜都会永远消失,他们将无法再逃出黑洞。而有关他们的历史,则将到达一个奇点,一个痛苦的终点。不过,广义相对论是经典理论——也就是说,它没有考虑量子力学的不确定原理。 第四讲将讲述量子力学如何允许能量从黑洞泄漏出来。黑洞并不像人们所描绘的那样黑。 第五讲将把量子力学思想应用于大爆炸和宇宙的起源。这就得出了这样的设想:时空可能在范围上有限,但没有边缘。这或许类似于地球表面,但它多了两维。 第六讲将说明这个新的边界条件如何能解释这个问题:尽管物理学定律是时间对称的,但过去与未来为什么如此大不相同? 最后,第七讲将讲述我们正如何试图找寻一种统一的理论,它能把量子力学、引力以及物理学中其他所有相互作用都包容在内。如果我们做到了这一点,我们就真正理解了宇宙以及我们在其中的位置。 该书不是一部寻常的口述历史,而是对二十世纪人类最伟大的头脑之一的极为感人又迷人的画像和描述。对于非专业读者,本书无疑是他们享受人类文明成果的机会和滋生宝贵灵感的源泉。《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》,是由霍金1976-1992年间所写文章和演讲稿共13篇结集而成。讨论了虚时间、有黑洞引起的婴儿宇宙的诞生以及科学家寻求完全统一理论的努力,并对自由意志、生活价值和死亡作出了独到的见解。在三年工作量并不巨大的学习之后,他获得了一等自然科学荣誉学位,之后进入剑桥大学研究宇宙学,当时牛津大学还没有宇宙学这个专业。尽管他希望能够跟当时在剑桥的弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle)身边做研究,但是他的导师却是丹尼斯·西艾玛(Dens Scama)。在获得博士学位之后,他成为一名研究员,后来成为冈维尔和凯厄斯学院(Gonvlle and Caius College)的教授。 1992年耗资350万英镑的同名电影问世。霍金坚信关于宇宙的起源和生命的基本理念可以不用数学来表达,世人应当可以通过电影——这一视听媒介来了解他那深奥莫测的学说。本书是关于探索时间本质和宇宙最前沿的通俗读物,是一本当代有关宇宙科学思想最重要的经典著做,它改变了人类对宇宙的观念。《时间简史续编》 作为宇宙学无可争议的权威,霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者,《时间简史续篇》是为想更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。该书以坦白真挚的私人访谈形式,叙述了霍金教授的生平历程和研究工作,展现了在巨大的理论架构后面真实的“人”。 《乔治开启宇宙的秘密钥匙》中文版发行于2008年年初,这本书由史蒂芬·霍金、其女儿露西·霍金、其学生克里斯托弗·加尔法德所著,是史蒂芬·霍金的“儿童科普三部曲”之一,这本书当中论黑洞以及很多部分都简述了霍金的新想法,这本书在国内外好评如潮。 [编辑本段]霍金趣事: 霍金虽然身体的残疾日益严重,霍金却力图像普通人一样生活,完成自己所能做的任何事情。他甚至是活泼好动的——这听起来有些好笑,在他已经完全无法移动之后,他仍然坚持用唯一可以活动的手指驱动着轮椅在前往办公室的路上“横冲直撞”;当他与查尔斯王子会晤时,旋转自己的轮椅来炫耀,结果轧到查尔斯王子的脚趾头。

年仅21岁时霍金就被诊断出患有肌肉萎缩性侧索硬化症(一种病因至今不明的运动神经损害疾病,又名“渐冻症”),他的肌肉会渐渐失去力量,萎缩,最终蔓延至呼吸和吞咽的相关肌群,很大概率会死于呼吸衰竭。随着病情持续恶化,霍金开始依靠拐杖才能出行。几年后,霍金就已经无法站立,与轮椅将近50年的羁绊正式开始。1985年,霍金在欧洲访问时患上严重的肺炎,医生实施了气管切开手术,虽保住了他的性命,但他却永远失去了发声的能力。

物理学家马丁·金最先想到用一套辅助软件来跟霍金交流,并找到了美国加利福尼亚Words 公司的CEO,请求他帮助霍金教授。为了方便的运行这套软件,他们在霍金的轮椅上安装了Apple II 电脑以及一个显示器。这套系统的原理其实很简单,光标会一行一行地扫过屏幕上显示的字母表,霍金只需要在光标经过想要的字母时给电脑一个确认指令便能实现输入。

当时,霍金的双手还有一定的运动能力,不仅能自己操纵轮椅,对辅助软件的使用也完全不成问题,毕竟整套软件只需要一两个按键就可以操作。据说,霍金还是使用扫描式输入法速度最快的三个人之一,每分钟能拼出15-20个单词。

霍金的家人朋友们又找到了一家开发语音合成器的公司,他们改造了一台 CallText 5010 设备,用上了当时最好的文字转换语音处理器,在1988年赠送给了霍金。这样霍金在输入文字后就能通过语音合成器大声地“说”出来了,仿佛重获新生。根据霍金的要求,他们还为霍金制作了三种声音,分别是他妻子、他女儿以及他本人的声音。

从2005年起,霍金只能用一根手指操作整台轮椅;三年之后,他已经连唯一的手指都无法控制了,仅剩下面部的部分肌肉可以活动,他的装备面临又一次的大改造。

于是霍金的研究生助理为他设计了一个“cheek switch”装置,这个装置可以安装在眼镜框上,用红外线检测霍金右脸颊的一块肌肉活动。这种控制方法类似于智能手机上的距离感应传感器,传感器发射肉眼不可见的红外光束,根据目标物反射的强度检测距离。霍金收缩面部肌肉,传感器接收到一个变化的信号,则反馈给电脑一个确认动作。这种方式可以完全替代之前使用的手动点击操作,并且不改变原来的操作逻辑。

好景不长,很快霍金的输入效率就大幅下降之每分钟一个单词,他面部的肌肉也开始退化,无法精准地控制,常常陷入选错字母的困境,只好再度求助于英特尔团队。科学家们想了很多办法,比如说眼球追踪技术、脑电波识别技术等等,但都不适合霍金的现实状况。没办法,工程师团队只好另辟蹊径,将重点放在了改善软件输入效率的方向上。他们仔细认真的观察了霍金输入时的每一个细节,发现了很多问题。令他们惊讶的是,已经是21世纪了,霍金还在一个一个字母地完整拼写单词,除了他严谨的性格外,其余的恐怕还要“归功于”这套古老的软件。

团队找来了在智能手机输入法领域备受好评的SwiftKey公司合作,他们采集了霍金的大量文档,分析词频以及上下文关联,在霍金输入时会给出最合适的预测词。比如输入“Stephen”,软件会联想出“Hawking”,不再需要逐个输入字母。同时新软件还添加很多便捷操作,包括一键静音,全屏幕任意位置的鼠标点击功能,快速搜索还有电子邮件。用上新软件,霍金的输入效率高了10倍,还能方便的用Firefox浏览器上网。2016年,霍金还开通了微博,亲自发博文与中国网友交流。

以下是百度知道给出的最佳答案。



一、斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年1月8日至2018年3月14日),男,出生于英国牛津,英国剑桥大学著名物理学家,现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。
1963年,霍金21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症(卢伽雷氏症),全身瘫痪,不能言语,手部只有三根手指可以活动。1979至2009年任卢卡斯数学教授,主要研究领域是宇宙论和黑洞,证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。获得CH(英国荣誉勋爵)、CBE(大英帝国司令勋章)、FRS(英国皇家学会会员)、FRSA(英国皇家艺术协会会员)等荣誉。
二、交流设备:
电脑:由英特尔度身订造的手提电脑,内置Pentium M1.5GHz中央处理器,有无线宽带上网功能。在没有无线上网网络的地方,则可透过诺基亚电话上网卡,直拨剑桥大学的系统
发音:霍金使用Words-Plus公司开发的Equalizer发音程式,发音时有点像电子字典,带有美国口音(又有说像北欧口音),他2006年在香港说,原本系统仍有法国口音的英文,但要是用了这套口音,恐怕太太要跟他离婚。
电话:有无线电话系统,可直接用电脑拨出或收线
万能遥控:轮椅备万用红外线遥控器,可控制电视、录影机、听音乐、锁门、开关灯
储存:霍金习惯将所有演讲、论文储入记忆碟内,理论上任何说话亦可加以储存
电源:电池藏于轮椅之下,可同时支援轮椅及电脑运作
打字:霍金眼镜右上方装了红外线发放及侦测器,只要他移动眼球,红外线侦测到可从屏幕选出基本字母,再在屏幕下半部选字。输入复杂公式时,他会用TeX(科学界通用、Wikipedia也支持的公式编译软件),例如他输入${-b\pm\sqrt{b^2-4ac} \over {2a}}$,即可得到二次方程求解公式。

1985年,霍金有幸得到美国的电脑工程师瓦特·沃尔托兹的帮助,给他设计了一个名为“平等者”的程序。霍金在使用这个软件的时候,只要光标跳到某个单词或者字母的时候,用手指按下选中后,就会被语音软件识别,从而发出声音。
在2005年的时候,英特尔公司为他设计了新的交互软件和轮椅,好让他能够通过面部肌肉收缩和眼球转动来控制软件选定字母,从而拼出单词。
2012年的时候,美国的脑神经科学家改造了霍金的睡眠头带,并把它变成了一款脑电波读取设备iBrain。头带上安装了火柴盒大小的传感器,字母在屏幕闪现,当霍金想选中单词时,停止大脑的反应,设备就可以监测、提取出来,选中这个字母或者单词。这种装置已经在霍金本人身上开始检测。不过信号读取的准确性还不那么高,很多时候,都会误选成附近的字母或者单词。

在观察了霍金一段时间后,2012年,专家们开始了正式的大规模改造。成果就是英特尔刚刚公布的针对残障人士开发的交互系统工具包ACAT(Assistive Context Aware Toolkit,辅助情境感知工具包)。
ACAT整合了滑动手势输入法SwiftKey,并支持用户通过眨眼、眉毛的动作等进行交互操作。SwiftKey由同为数学天才的一对朋友琼·雷诺兹和本·梅德洛克在2008年开发出来的,具备联想功能,可在用户输入时预测单词和短句。SwiftKey还有一项滑行输入功能SwiftKey Flow,用户只需要在要录入单词的几个字母之间滑行,系统词库就能把需要的单词给找出来,无需考虑顺序、排列、冗余甚至无需考虑多输入进去的字母。使用该输入法,霍金的打字速度提高了一倍,并使其从事普通任务的效率提高了十倍。

你好霍金的电脑是专门针对他研发的,
他的面前是一个电脑屏幕
在他右眼旁边是一个感应器
比如他想说SHANK
必须用眼睛寻找到S
然后用肌肉震动来确认
然后再从S提供的检索中通过眼睛移动光标寻找到SHANK
然后再确认才能进行语音合成
所以他在接受采访的时候拒绝使用闪光灯
2012年的时候,美国的脑神经科学家改造了霍金的睡眠头带,并把它变成了一款脑电波读取设备iBrain。头带上安装了火柴盒大小的传感器,字母在屏幕闪现,当霍金想选中单词时,停止大脑的反应,设备就可以监测、提取出来,选中这个字母或者单词。这种装置已经在霍金本人身上开始检测。不过信号读取的准确性还不那么高,很多时候,都会误选成附近的字母或者单词。
在观察了霍金一段时间后,2012年,专家们开始了正式的大规模改造。成果就是英特尔刚刚公布的针对残障人士开发的交互系统工具包ACAT(Assistive Context Aware Toolkit,辅助情境感知工具包)。
ACAT整合了滑动手势输入法SwiftKey,并支持用户通过眨眼、眉毛的动作等进行交互操作。SwiftKey由同为数学天才的一对朋友琼·雷诺兹和本·梅德洛克在2008年开发出来的,具备联想功能,可在用户输入时预测单词和短句。SwiftKey还有一项滑行输入功能SwiftKey Flow,用户只需要在要录入单词的几个字母之间滑行,系统词库就能把需要的单词给找出来,无需考虑顺序、排列、冗余甚至无需考虑多输入进去的字母。使用该输入法,霍金的打字速度提高了一倍,并使其从事普通任务的效率提高了十倍。

霍金由于患有“肌萎缩性脊髓侧索硬化症”(又俗称为“渐冻人症”),这种疾病会影响大脑和脊髓中与运动相关的神经细胞,造成运动神经元死亡,令大脑无法控制肌肉运动,肌肉也会因缺乏运动而萎缩。最后其浑身上下只有几根手指可以动,他就是用这几根手指控制操作手柄在电脑中输入文字,最终用电脑将这些文字读出来.

一直有个问题困惑着我,霍金是怎么借助电脑讲话的?
答:这套系统的原理其实很简单,光标会一行一行地扫过屏幕上显示的字母表,霍金只需要在光标经过想要的字母时给电脑一个确认指令便能实现输入。当时,霍金的双手还有一定的运动能力,不仅能自己操纵轮椅,对辅助软件的使用也完全不成问题,毕竟整套软件只需要一两个按键就可以操作。据说,霍金还是使用扫描式输入...

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