霍金简史

荣智慧

我们星球伟大的物理学家史蒂夫·霍金逝世了。

霍金出生于1942年1月8日，那一天正好是伽利略300周年忌辰。

3月14日，他逝世的日子，是爱因斯坦的诞辰。在39年前，他成为剑桥大学“卢卡斯数学教授”，那曾经是艾萨克·牛顿的教席。

400年前由伽利略创始、牛顿发扬光大、再任爱因斯坦改写的科学革命，经由霍金之手进一步揭开谜底—别再说宇宙神秘如万古长夜，因为霍金证明“我们有能力理解宇宙”。

“爱因斯坦”

霍金曾对和伽利略的奇异巧合表示惊讶。同一天也许有20万个婴儿诞生，但到底有多少人长大后会对天文学产生兴趣？而出生在牛津的霍金是幸运的—1942年的牛津和剑桥并没有受到德国空军的轰炸，那是德国对英国不轰炸海德堡和哥廷根的回报；而且，也许只有他走上了天文学之路，并在人们眼中和伽利略比肩。

小时候的霍金对火车模型爱不释手，玩腻了发条火车之后，电动火车成了霍金梦寐以求的玩具。他花好几个钟头去观看克劳奇巷子尽头一家模型铁路俱乐部的展览，最后，趁父母不在，霍金把存在邮局银行的钱全都取了出来，那是他受洗时拿到的“压岁钱”，虽然也不多。然而买到的电动火车竟然是坏的，霍金不得不再花钱来修理电动马达。

制作飞机模型和轮船模型时，霍金从来不在乎外观如何。无论是交通工具的模型制作，还是经营对战的模拟游戏，对于霍金来说，探究事物运行的本质并控制它们的渴望，直到他攻读博士、沉浸在宇宙学研究中才最终得到满足。

霍金还在西班牙的马约嘉待过一阵子。有一位老师被请来教导霍金和小伙伴，他每天布置孩子们阅读一章《圣经》并写一篇作文，体会英国语言之美。霍金学到的主要教诲是造句时不要用“还有”开头。他发现里面多数文章打头都是“还有”—事实是，自从1611年英王詹姆士一世推行“钦定版”之后，《圣经》的文本已经大为不同。因此霍金提出抗议，既然文本已经不再古雅，为何还要学它？抗议石沉大海。

就读于圣阿尔班斯学校时，霍金的成绩从来没上过班里的前半数之列。他的字乱七八糟，纸面也涂涂改改，任何老师都大为头痛。自从17岁离开圣阿尔班斯学校，霍金就再也没正式上过数学课。这并不妨碍他后来成了一名数学教授。在剑桥大学指导数学系本科生时，霍金承认自己只要提前一个礼拜学一下要教的东西就行了。

同学们给霍金起的外号叫“爱因斯坦”，他们可能才是有史以来最独具慧眼的预言家。在很小的时候，霍金就表现出了对万物运行规则的强烈兴趣，他疏于动手，强于复杂思考。在他奇异而孤独的一生中，肢体的运动后来几乎完全消失，而毫不停歇的大脑将告诉地球上的人类：150亿年前宇宙如何爆炸、拥有一个“开端”；粒子和辐射如何从吞噬一切的黑洞中逃逸，离开一个不是终点的“终点”。

“命运的动机”

牛津大学时代的霍金一开始有点“混日子”。那是50年代末期，大多数青年都对“成功”感到幻灭。“垮掉的一代”，有人这么称呼他们，实际上他们自己也毫不在乎—除了财富就是财富，没有什么别的值得追求。保守党刚刚赢得第三次竞选，口号是“你从来没这么好过”，这令人们更加厌倦。

在很小的时候，霍金就表现出了对万物运行规则的强烈兴趣，他疏于动手，强于复杂思考。

因为平时没用功，为了通过毕业考试，霍金决定自己推演下理论物理的问题，好避免回答记忆性的知识。前一晚精神太紧张，霍金考得不是很理想，处在第一和第二等的边缘，必须接受考官的面试。霍金打好了主意：如果考官给他一等，他就去剑桥，如果拿到二等，就留在牛津。

剑桥的丹尼斯·夏玛成了霍金的导师。有两个领域正等待着他进入：一个是大尺度的宇宙学，一个是极小尺度的基本粒子。当时基本粒子还没什么合适的理论，科学家发现了新粒子以后，就像植物学分种子那样分门别类。在宇宙学领域，爱因斯坦的广义相对论已经奠基。

然而命运露出了狰狞的面孔。圣诞节期间，霍金去圣阿尔班斯的湖面滑冰，摔倒在冰面上，他的母亲发现了异常。在伦敦的巴兹医院住了两周，医生没告诉霍金他到底出了什么毛病，最后通知家属，最多不过两年的时间可活。

霍金注意到的第一件事，是在牛津时不能正常划船，那时他可是校赛艇队的舵手。有一次从公共教室出来，还摔在楼梯上，他担心把头摔坏了，结果学校的医生告诉他，少喝点酒。这种病是肌萎缩性脊髓侧索硬化症，在英国被称作运动神经细胞病，在美国被称为卢迦雷病。医生对于治愈或者控制它的恶化，均束手无策。

病症恶化得相当迅速，霍金预料自己活不到博士毕业答辩。他开始极度迷恋瓦格纳的作品，里面的沉郁情绪符合他穷途末路的绝望。瓦格纳歌剧《尼伯龙根的指环》的第二部《女武神》是霍金的心头好，乐队在演奏“宝剑的动机”和“爱的动机”的交织中，达到演出的高潮。此时的霍金，正在“命运的动机”的千头万绪里，试图找到一丝光亮。

光亮来自简·怀尔德。1963年的新年派对上，即将进入伦敦大学的简被霍金的风趣牢牢吸引。和简订婚使霍金跳出了绝望的深渊。为了结婚，他需要工作，为了得到工作，他需要拿到博士学位。因此，霍金开始了一生中第一次的“用功”。然后，他发现，自己还挺喜欢研究的。

“上帝死了”

虽然广义相对论预言了黑洞的存在，但爱因斯坦早年既不愿意承认有引力波，也不认为宇宙中真的有黑洞。爱因斯坦去世后，黑洞研究在60年代进入了“黄金時代”。活跃在当年“黑洞研究”学术界的是三位“带头人”，美国的约翰·惠勒、俄罗斯的泽尔多维奇、英国的丹尼斯·夏玛。惠勒是诺贝尔奖得主费曼的老师，“黑洞”的名字就是他起的。夏玛就是霍金的导师。

70年代伊始，霍金和罗杰·彭罗斯先是证明了黑洞的存在。他们推演出大质量恒星继续坍缩直到具有无限密度的奇点。它是时间的终点，它的引力场如此之强，连光线都无法从这一片区域逃逸—这就是黑洞，甚至可以通过明确、已知的几何语言来精确描述。

1973年，霍金、布兰登·卡特等人证明了约翰·惠勒提出的无毛定理（No Hair Theorem）。它是对经典黑洞简单性的叙述：质量M产生黑洞的视界；角动量L是旋转黑洞的特征，在周圍空间产生涡旋；电荷Q在黑洞周围发射出电力线，这三个物理守恒量唯一地确定了黑洞的性质。还有人将此定理戏称为“黑洞三毛定理”。

当时整个科学界满腹狐疑。“黑洞”和“黑洞无毛”听起来一点不专业，甚至还有点淫秽和不雅的嫌疑，很多科学家抵制这些说法。社会大众反而一下子就接受了，没人往歪处想。

1974年之后，霍金把广义相对论和量子力学综合起来进行研究。大尺度的宇宙和小尺度的粒子，也是他刚刚进入理论界的诱惑，现在他把它们放在了一起。霍金的理论认为，黑洞并不是全黑的，它能以热辐射的形式创造并排放亚原子粒子。

来自黑洞的辐射被命名为“霍金辐射”—这是人类自爱因斯坦以来在统一广义相对论和量子场论、热力学的道路上走出的最坚实的一步。而且，当时的观测手段别说黑洞排放的粒子，就连黑洞本身都证明不来。黑洞虽然得到了承认，但这个“玄之又玄”的东西竟然还遵守“土掉渣”的热力学定律，人们也是大跌眼镜。

早在1981年，教皇就告诫来梵蒂冈参加宇宙学会议的学者：大爆炸以后的宇宙演化是可以研究的，大爆炸不可以。因为那是创生的时刻，是只能属于上帝的事务。霍金在这次会议上作了主题为“时空有限无界的可能性”的报告，这是他提出“虚时间概念”的前奏。报告取消了上帝在宇宙中存在的最后一点必要性：宇宙没有边界，宇宙是自足的，不需要“第一推动”。

来自黑洞的辐射被命名为“霍金辐射”—这是人类自爱因斯坦以来在统一广义相对论和量子场论、热力学的道路上走出的最坚实的一步。

尼采在《快乐的科学》中宣称“上帝死了”，100年后，这一论点凭霍金的几页论文从虚空降落到了物理世界。人类用一个世纪把一个哲学概念变成了人尽皆知的常识，宇宙的秩序从高高在上的神坛跌落，人的价值正在等待重新评估。也许霍金从此发现了虚无主义的危险，在生命的最后几年，他一直大声疾呼，希望人类警惕人工智能。时代巨轮轰轰碾过，连福柯的“人死了”都不再耸人听闻。

一生无悔

1985年夏天，日内瓦欧洲核子研究中心。霍金打算前往德国的贝洛伊斯去听瓦格纳的《尼伯龙根的指环》。不幸感染了肺炎的他，被飞机送回了剑桥的艾登布鲁克斯医院。外科医生为他进行了穿气管手术，这个手术救了霍金一命，但从此失去了声音。

1988年出版的《时间简史》使大众认识了霍金。这时的霍金已经完全依赖轮椅和医护人员，只能用程序和语音合成器讲话。《时间简史》荣登《纽约时报》畅销书榜达53周之久，被翻译成40多种文字，共售出2500多万本，世界各地的读者寄来雪片一样的信件。霍金一开始就希望这本书能在机场书摊上出售，他自己都没想到，这个愿望竟然成真了。直至今日，中国的机场里还有再版多次的《时间简史》，以及他出版于2001年的《果壳中的宇宙》。

不知道他在这人类史书铭刻的伟大工程上，眺望如悲欢离合般连绵不绝的燕山山脉，到底想了些什么。但眺望是一种永恒的姿态。

霍金曾用金鱼缸的比喻来启发读者：地球中的人类和金鱼缸里的金鱼没什么本质的区别。我们观察到的现象、总结下来的规律只不过适用于我们的生存世界，并希望也适用于地球之外。但是，金鱼能理解人类的大千世界吗？人类能理解茫茫银河里如恒河沙数的生命吗？

霍金的科普著作的意义，引发兴趣多于答疑解惑。人类就是在不断追问宇宙的奥秘的长河里漂流，就像库布里克的科幻电影《2001太空漫游》的开头，一个人猿开始仰望星空。自那以后，百万年如一瞬，阿波罗11号登上月球。

随着观测方式的变化、观测技术的进步，对宇宙和黑洞的研究的不断深入，很多物理学家承认了霍金的“有限性”。美国加利福尼亚大学约瑟夫.掊钦斯基教授就说，“霍金是第一个去思考很多深刻的物理问题的人，如时间的开始的数学理论。既然这些问题这么难，第一个试图回答它们的努力也许是错误的就不奇怪了。但是霍金这些先锋之举，为科学研究开辟了新的问题。”

用今天的眼光看，霍金入选20世纪下半叶前十位最重要的理论物理学家之列，是当之无愧的。这在物理学家中也得到了承认。但人们也意识到，如果不是卢伽雷症，他也许并不会这么有名。霍金的知名度是由他的科学贡献和疾病共同促成的。生活在平凡世界里的众生需要一个英雄，特别是需要霍金这样、凭借思索宇宙的奥秘就获得敬仰和尊严的英雄—这是人类的荣耀。

曾经有个访谈节目，问霍金如果流落荒岛，他会带什么唱片。霍金说是伊迪斯·皮艾芙的《我不再为任何事后悔》，他说这是他一生的总结。如果带书的话，他会带乔治·艾略特的《米德尔马契》。他记得维吉尼亚·伍尔夫说过，这是一部为成熟的人写的书。他想试一试。

《米德尔马契》（Middlemarch）意译为“中途镇”。这个镇里世界的规律不是善恶有报，而是求仁得仁。人们拼命去观察自己的内心，到头来发现内心也是起伏不定，毫无规律可测，只能随着命运上下漂流。

21岁被医生委婉宣判“死刑”的霍金，生命延续了半个多世纪；从突击考试的小青年，到举世知名的科学家；两次婚姻和永远搞不懂的“女人”……1985年，霍金曾到访中国，坚持上了长城。不知道他在这人类史书铭刻的伟大工程上，眺望如悲欢离合般连绵不绝的燕山山脉，到底想了些什么。但眺望是一种永恒的姿态。