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Stephen Hawking
史蒂芬·霍金
史蒂芬·霍金在美国国家航空航天局,摄于1980年代
出生Stephen William Hawking
(1942-01-08) 1942年1月8日82歲)
 英国牛津
国籍 英国
母校牛津大学大学学院
剑桥大学三一学院[11]
知名于霍金輻射
彭罗斯-霍金定理
时间简史
配偶珍·怀尔德(m. 1965–1991)
伊莱恩·梅森(m. 1995–2006)
儿女罗伯特 (b. 1967-)
露西英语Lucy Hawking (b. 1970-)
帝摩斯 (b. 1979-)
奖项哲学博士(1966年)[12]
亚当斯奖英语Adams Prize(1966年)
皇家学会院士(1974年)[13]
爱丁顿奖章(1975年)
海内曼奖英语Dannie Heineman Prize for Mathematical Physics(1975年)
休斯奖章(1976年)
阿尔伯特·爱因斯坦奖(1978年)
大英帝国勋章(1982年)
英国皇家天文学会金质奖章(1985年)
狄拉克奖(1987年)
沃尔夫奖(1988年)
名誉勋位(1989年)
阿斯圖里亞斯王子獎(1989年)
利林菲尔德奖英语Lilienfeld Prize(1999年)
阿尔伯特奖英语Albert Medal (Royal Society of Arts)(1999年)
科普利獎章(2006年)
總統自由勳章(2009年)
基础物理学奖英语Fundamental Physics Prize(2012年)
皇家文艺学会
科学生涯
研究领域广义相对论
量子引力
天体物理学
理论物理学
应用数学
机构剑桥大学
加州理工学院
圆周理论物理研究所
论文Properties of Expanding Universes(1965)
博士導師丹尼斯·夏玛英语Dennis William Sciama[1]
博士生布鲁斯·艾伦英语Bruce Allen (physicist)[2][1]
拉斐尔·布索英语Raphael Bousso[3][1]
费伊·多克英语Fay Dowker[4][1]
波纳·卡尔英语Bernard Carr[5][1]
加里·吉本斯英语Gary Gibbons[6][1]
唐·佩吉英语Don Page (physicist)[7][1]
雷蒙·拉夫勒蒙英语Raymond Laflamme[8][1]
托马斯·赫托格荷兰语Thomas Hertog[9][1]
马尔科姆·佩里英语Malcolm Perry (physicist)[10][1]
签名

史蒂芬·威廉·霍金 CH CBE FRS FRSA(英語:Stephen William Hawking 聆聽i/ˈstvən ˈhɔːkɪŋ/,1942年1月8日[14]英國著名理论物理学家宇宙学家、作家和剑桥大学理论宇宙学中心研究部主任[15][16]。他与罗杰·彭罗斯提出了广义相对论下的重力奇点定理,并在理论上预言了黑洞能产生辐射,这种辐射现在常被称为霍金辐射。此外,霍金是第一个提出统一了广义相对论和量子力学的宇宙论的人,也是量子力学中多世界诠释的支持者[17][18][19][20][21][22][23][24][25][26]

霍金是皇家文艺学会的荣誉学士和教皇科学院英语Pontifical Academy of Sciences终身成员,还获得过美国最高的平民荣誉总统自由勋章。霍金还分别于1979年和2009年两次荣获剑桥大学卢卡斯尔教授职位,甚至被譽為愛因斯坦之後最傑出的理論物理學家[27]

霍金十分关心科普事业,他出版的《时间简史》在英国《星期日泰晤士报》畅销书排行榜排行榜首长达237周,创造了新纪录。

霍金身患肌萎缩性脊髓侧索硬化症,这种病使他几乎全身瘫痪,只能通过发音装置英语Speech-generating device与旁人交流。他结过两次婚,养有两子一女。

早年生活

霍金于1942年1月8日出生[11],父亲名为弗兰克·霍金(Frank Hawking),母亲名为伊泽贝尔·霍金(Isobel Hawking[28][29]。当时霍金家庭的财务状况欠佳,不过弗兰克和伊泽贝尔两人都在牛津大学就读,其中弗兰克学的是医学,而伊泽贝尔学的是哲学、政治学及经济学[29]。二人在第二次世界大战开始后不久在一个医学研究所相遇,伊泽贝尔当时是一名护士,而弗兰克正在进行医学研究[29][30]。二人住在伦敦以北的海格特,不过由于伊泽贝尔临产时伦敦正遭受轰炸,为保证安全她还是去了牛津生产[31]。霍金有两个妹妹,分别名为菲利帕(Philippa)和玛丽(Mary),他的父母还收养了一个弟弟,名为爱德华(Edward[32]。霍金第一次上学是在拜伦学校(Byron House School),期间他的阅读不是很好,而他后来将其归咎于该校采用的所谓“先进方法”[33]

1950年,霍金父亲出任英国国家医学研究所英语National Institute for Medical Research寄生虫学部门主任,霍金也随他迁往赫特福德郡圣奥尔本斯[33][34]。八岁时,霍金曾在圣奥尔本斯女子学校英语St Albans High School for Girls读过几个月书,因为那时男孩子是可以去此类机构的[35][36]。在圣奥尔本斯期间,霍金一家给人以高智商却有些古怪的感觉[33][37],吃饭时家人也常常各自安静地手捧本书边读边吃[33]。霍金一家生活简朴,住在杂乱而失修的房子里,开的车是一辆改装过的伦敦出租车[38][39]。霍金父亲常常出差去非洲[40],有一次他出差时家里其他人去马略卡岛待了四个月,拜访了霍金母亲的朋友贝丽尔和她的丈夫,诗人罗伯特·格雷夫斯[35]

回到英格兰后,霍金去拉德莱特学校(Radlett School)上了一年学[36],1952年9月之后,霍金又转到英語:圣奥尔本斯学校 (赫特福德郡)羅馬化:St Albans School (Hertfordshire)直译:圣奥尔本斯学校上学[41]。霍金家很重视教育[33],霍金13岁时霍金父亲希望霍金转到有名的西敏公学,但霍金在入学考试那天不幸染病,而且霍金一家也必须靠奖学金才能负担霍金的学费,于是霍金还是留在了圣奥尔本斯学校[42][43],好在霍金有一群好友,他们常在一起下棋、制造烟花以及飞机和船的模型[44],还常讨论基督教第六感[45]。1958年,在数学教师迪克伦·泰赫塔英语Dikran Tahta的帮助下,霍金和伙伴们用闹钟零件、报废的电话总机和其他回收的零件组装了个计算器[46][47]。尽管霍金在学校有个外号“爱因斯坦”,他起初在学术上并不成功[48],之后,霍金在科学学科上渐显天资,并受泰赫塔鼓舞准备在大学学习数学专业[49][50][51]。对此霍金父亲觉得数学专业合适的工作很少,于是建议他学医[52],想要霍金去他的母校牛津大学大学学院。鉴于当时也没有条件读数学,霍金选择了物理和化学。霍金的校长建议他再等一年,不过霍金1959年3月考试后拿到了奖学金,去了牛津大学[53][54]

大学

1959年10月,17岁的霍金开始在牛津大学读书[55]。起初的18个月间,霍金觉得很无聊且孤独,因为他比大部分学生年纪都小,而且他还觉得学业“荒谬地简单”[56][57]。他的物理导师罗伯特·里伯曼(Robert Berman)之后回忆称:“他只需要知道要做什么,就能在不看别人怎么做的情况下做完。”[58]霍金二、三年级时情况发生了变化,据里伯曼回忆,霍金努力试图“融入男生圈子”,他变成了个活跃、诙谐而受欢迎的大学生,喜欢古典音乐和科幻[55]。这个变化一部分缘自霍金决定加入校划艇俱乐部,并在其中一个赛艇队任舵手英语Coxswain (rowing)[59][60]。霍金的赛艇教练称霍金培养出了不怕死的精神,常挑战危险的赛道,有时甚至损坏了赛艇[59][61]。霍金估计他在大学三年间学习的时间加起来大概有1000个小时,这些难以留下深刻印象的学习习惯让他的期末考试成为了挑战,因而他决定只回答和理论物理有关的问题而规避那些需要事实性知识的问题。这样一来,他便必须要有一等荣誉学位英语British undergraduate degree classification才能到剑桥大学宇宙学当研究生。[62][63]为此,霍金处在焦虑之中,考试前夜失眠。考试结果处在一等和二等荣誉学位之间,于是霍金必须参加口试[63][64]。霍金的口试要求是描述他的未来计划,他很担心自己会被以为是个懒惰而执拗的学生,于是回答道:“假如你给我一等,我就会去剑桥,如果我拿到的是二等,我就会留在牛津,所以我希望你们给我一等。”[63][65]结果出乎预料地好:据里伯曼描述,考官们“足够聪明地意识到和他们说话的这个人比他们大部分人都聪明”[63]。拿到一等荣誉学位后,霍金和朋友去伊朗旅了次游,之后,1962年10月他开始在剑桥大学三一学堂的研究生学习。

霍金攻读哲学博士的第一年过得很辛苦,他很失望他被分配给丹尼斯·W·夏默英语Dennis W. Sciama主管而非弗雷德·霍伊尔[66][67],还发现他的数学知识不足以对付广义相对论和宇宙学[68]。他的身体情况也不甚乐观,他在牛津的最后一年间身子已经越来越不听使唤,他在楼梯上摔过一次,划船也有困难[69][70]。研究生之后,情况更加糟糕,他说话已有些模糊英语Dysarthria,他回家过圣诞节时家里人看出了异常,便开始对他进行医学调查[71][72]。21岁时,霍金确诊为肌萎缩性脊髓侧索硬化症,医生预计他只能活两年[73][74]。这之后,霍金深陷沮丧,尽管医生还是建议他继续学业,霍金觉得这已经没有意义[75]。不过与此同时,他与确诊前认识的朋友的姊妹珍·怀尔德(Jane Wilde)的关系也日渐紧密,两人最终于1964年10月订婚[76],后来霍金回忆称订婚“给了他生活的目的”[77]。尽管之后霍金的病情一天比一天重——他已难以独自行走,言语也大多语无伦次——他还是充满热情地重新开始了工作[78]。1964年6月的一个讲座中,霍金公开挑战弗雷德·霍伊尔和他的学生贾扬·纳利卡英语Jayant Narlikar所完成的一项工作,给人留下了他聪明透顶却莽撞无礼的印象[79][80]


研究领域

霍金的主要研究领域是宇宙论黑洞,证明了广义相对论奇性定理黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发现象和无边界的霍金宇宙模型[27],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普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。

生平

早期

霍金1942年1月8日出生於英國牛津,出生當天正好是伽利略逝世300年忌日,父親法蘭克是畢業於牛津大學熱帶病專家,母親伊莎貝爾1930年代於牛津研究哲學政治經濟

1942年1月,納粹德軍轟炸英格蘭倫敦遭受幾乎夜夜不停的空襲。這迫使霍金一家搬離海格特的家園,遷到牛津避難。他們在霍金誕生後又回到了倫敦。童年時的霍金,學業成績並不突出,但喜歡設計極為複雜的玩具,據說他曾做出一台簡單的電腦

1959年,17歲的霍金入讀牛津大學的大學學院攻讀自然科學,用了很少時間而得到一等榮譽學位,隨後轉讀劍橋大學研究宇宙學,1963年被診斷患有肌肉萎縮性側索硬化症,即運動神經病,當時醫生診斷他只能活兩年,他雖然活下來,但在往後數十年逐渐全身癱瘓并失去了說話能力。霍金曾澄清自己並無酗酒,只感到自己有「悲劇性格」,並使自己沉醉於瓦格纳的音樂裡。直至他遇上首任妻子珍·王尔德(Jane Wilde),兩人結婚後育有3名子女。23歲時,他取得了博士學位,留在劍橋大學進行研究工作。

學術之路

就在霍金攻讀博士學位前後,倫敦大學柏貝克學院教授罗杰·彭罗斯在1960年代初開始發展奇點理論,引起劍橋大學的研究小組注意,霍金聽畢彭羅斯的研究後,回程途中向他的老師說:「如果把彭羅斯的奇點理論,運用到整個宇宙不知道會得到甚麼結果?」

1970年代初,霍金與彭羅斯合作發表論文,指出如果廣義相對論是正確,宇宙大爆炸前必然有奇點存在,成為首篇重要文章,隨後成為少數認真看待黑洞的學者,他結合了量子力學廣義相對論,於1974年3月1日,霍金在《自然》提出黑洞發出一種能量,最終導致黑洞蒸發,該能量被命名為霍金輻射,引起全球物理學家重視。霍金的新發現,被認為是多年來理論物理學最重要的進展。該論文被稱為「物理學史上最深刻的論文之一」。

數年的研究令他迅速蜚声學術界。1975至1976年間,先後獲得倫敦皇家天文學會的埃丁頓勳章、梵蒂岡教皇科學學會十一世勳章、霍普金斯獎美國丹尼歐海涅曼獎馬克斯韋獎英國皇家學會的休斯勳章,1978年再獲亞伯特·愛因斯坦獎章。自1979年他被聘用為劍橋大學應用數學和理論物理學院的盧卡斯教授牛頓於1663年亦曾出任這榮譽職位。2006年11月底更獲英國皇家學會頒授科普利獎章(Copley Medal),與愛因斯坦達爾文齊名。

1983年,霍金和吉姆·和特勒(Jim Hurtle)進一步提出「宇宙無邊界」(No Boundary Proposal),改變了當時科學家對宇宙的看法。

大眾明星

1988年,霍金的科普著作《時間簡史:從大爆炸到黑洞》發行,從研究黑洞出發,探索了宇宙的起源和歸宿,該書被譯成40餘種語言,出版逾1000餘萬冊,但因書中內容極其艱深,在西方被戲稱為「讀不來的暢銷書」(Unread Bestseller),有學者曾指這種書之所以仍可以如此暢銷,是因為書本嘗試解答過去只有神學才能觸及的題材:時間有沒有開端,空間有沒有邊界。[81]

2001年10月又一部作品《果壳中的宇宙》出版發行。該書是《時間簡史》的姐妹篇,以相對簡化的手法及大量圖解,訴說宇宙起源。

2006年,他在香港透露正與女兒合撰一套類似《哈利波特》,但主題是理論物理學而非魔法的小說:《勇闖宇宙三部曲

霍金亦試圖通過通俗演講,將自己的思想與整個世界交流,除了常在英國美國發表演說,他90年代曾兩次到訪日本,2002年8月曾到訪杭州發表《膜的新奇世界》(Brane New World),2006年6月在香港科技大學發表《宇宙的起源》時轟動一時,被戲稱受到「搖滾巨星」級的接待。霍金的聲望,令他多次獲邀到外地演說,常獲國家元首接見。

霍金曾指,大眾會好奇一位殘障人士,為何會想到這麼多宇宙論,令他成了大眾媒體的寵兒。事實上,他在「星艦奇航記」中的電視影集「銀河飛龍」飾演過自己,與愛因斯坦牛頓一起打橋牌;他亦曾在美國卡通片《辛普森一家》中演出,拯救劇中的女孩;他亦于2012年4月份在美国情景喜剧《生活大爆炸》第5季第21集中客串并饰演自己。[82]

2012年8月29日,霍金参与2012年夏季残奥会开幕式演出。[83]

殘障及高科技輪椅

近乎全身癱瘓的霍金,除了四肢不能移動,1980年代他因肺炎而接受手術後,亦失去說話能力,但憑一張高科技輪椅,他仍可能發音合成語音、通電話,以及寫下一條條艱深方程式。據報霍金正嘗試一套新系統,讓電腦直接閱讀他腦內的訊息,做到「我腦寫我口」。[84]他說話時,會先抽動右面頰肌肉,當眼鏡上的紅外線感應器收到訊息後,電腦就會自動打字。霍金每抽動一下,浮標即可選定目標。電腦由英特爾量身訂造;語音系統於1980年代中由美國公司Words-Plus撰寫,該公司為令霍金可以使用新的WindowsXP系統,特意為他重寫整套程式。當霍金突然發笑,面頰肌肉抽動太大,屏幕便會出現一堆垃圾字。

  • 電腦:由英特爾為霍金量身訂造的手提電腦,內置Pentium M1.5GHz中央處理器,並具有無線寬頻上網功能。在沒有無線上網網絡的地方,則可透過諾基亞電話上網卡,直撥劍橋大學的系統
  • 發音:霍金使用Words-Plus公司開發的Equalizer發音程式,發音時有點像電子字典,帶有美國口音(又有人說像北歐口音),他2006年在香港訪問時說道:「原本系統仍有法國口音的英文,但要是用了這套口音,恐怕太太要跟他離婚。」
  • 電話:有無線電話系統,可直接用電腦撥出或收線
  • 萬能遙控:輪椅備萬用紅外線遙控器,可控制電視、錄影機、聽音樂、鎖門、開關燈
  • 儲存:霍金習慣將所有演講、論文儲入記憶碟內,理論上任何說話亦可加以儲存
  • 電源:電池藏於輪椅之下,可同時支援輪椅及電腦運作
  • 打字:霍金眼鏡右上方裝了紅外線發放及偵測器,只要他移動眼球,紅外線偵測到可從屏幕選出基本字母,再在屏幕下半部選字。輸入複雜公式時,他會用TeX(科学界通用、维基百科也支援的公式编译软件),例如他輸入${-b\pm\sqrt{b^2-4ac} \over {2a$,即可得到二次方程求解公式

與妻子的關係

1990年,霍金與前妻珍離婚,1995年迎娶私人看護伊萊恩。2004年初,英国有媒體指霍金遭到第二任妻子虐打,消息轟動全球。2004年1月,霍金透過剑桥大学兩度發表聲明,指責有關消息失實,並表示「我全心堅決駁斥說我遭到虐待的說法。媒體的報導純屬虛構,有人散播這樣不實的消息,令我感到失望。」珍寫有《霍金:前妻回憶錄》。然而外界傳出霍金身上出現多處神秘傷痕,手腕骨折,臉部和嘴唇有很深的切口,同年3月英國警方正式向霍金問詢了解有關情況,並查問部分霍金前護士索取資料,但由於霍金並未合作,英國警方最終未能起訴任何人。早在2000年,警方亦曾對霍金的意外受傷感到懷疑,但霍金當時拒絕配合,令調查終止。霍金的女兒露西·霍金在訪問中曾說[85],約2000年已發現父親身上有傷痕,但是父親說是他不小心自己弄傷的,她未有在意。

2006年10月19日,64岁的霍金正在与第二任妻子伊莱恩办理离婚手续,他们已经共同生活了11年。

2009年4月6日,霍金因病取消外訪,同月20日因病送院治理,情況欠佳[86]。剑桥大学于2009年4月20日透露,67岁的霍金呼吸系统感染数周,被送往当地一家医院。

轶闻

  • 霍金除了喜愛看脫衣舞表演(據說是為了研究),他亦喜歡就一些科學命題,與其他學者開賭,一時成為科學界美談。[87]

霍金宇宙論

自1970年代,霍金先後與不同學者,提出多項學說,改變人類對宇宙誕生的看法。其中由他與另一名學者彭羅斯合著的奇點定理,提出時間及宇宙是有起點和終點,肯定了同時代其他人開創的宇宙大爆炸學說,推翻古典物理學有關時空是永恒存在的學說;按照該項定理,他進一步提出具有革命意義的「宇宙無邊論」(No Boundary Proposal),該論說指出,在擴張中的宇宙外,並沒有任何人類認知的「空間」存在。

在黑洞研究上,他亦提出多重創見,認為黑洞並非完全漆黑一片,相反,黑洞會發出一種輻射(後來被稱為霍金輻射),這種輻射(能量)以極緩慢的速度離開黑洞後,亦即意味黑洞能量會耗盡,造成黑洞蒸發現象。[88]

學說背景

在古典物理學中,一般相信時間和空間,是一個獨立於自然界的概念,可以永久存在,但1915年,愛因斯坦發表廣義相對論中提出,時間和空間並非絕對,不再是獨立於事件的背景,人類對時間的看法出現革命性的轉變。

1920年代,哈柏利用100英寸的望遠鏡觀天時,發現恒星並非均勻分佈於整個空間,而是聚集在稱為星系的集團之中。他同時發現幾乎所有星系,都出現紅移現象,即它們飛離我們,而星系離開我們越遠,飛離的速度亦越快(及著名的红移定律)。這項發現帶來新的問題,在更早的時候,所有星系是否離我們更近,甚至有一個宇宙的開端。

當時科學家曾嘗試解釋這種現象。1948年英國學者邦迪、高爾德和霍伊爾提出的穩恒態理論,提出宇宙會穿梭於擴張和收縮兩種狀態,但並沒有開端;俄國學者利弗席茲哈拉尼科夫則提出,物質若沒有嚴格對稱的收縮,最終會引起反彈,而密度保持有限,這亦避免了宇宙有開端的說法。這理論提出時,霍金當時21歲,正在攻讀博士學位。

奇點定理

霍金當時並不相信這些學者的證明,於是聯同當時已研究奇點的彭羅斯發展一套數學公式,證明宇宙不能反彈。該學說認為,如果廣義相對論正確,宇宙起源將存在一個奇點。當時,奇點一般被視作黑洞的中心,內裡有密度無限強、引力無限重、限時空曲率無限大,霍金當時設想,若重新走回宇宙誕生之時,全部物質聚成一點,這亦即為奇點。

1965年10月,人類發現一種散佈於空間的微波背景輻射。這些能量極度微弱,能量值遠低於一台微波爐,但科學家發現,要合理解釋這種輻射,宇宙早期必定非常熱,隨著宇宙膨脹,輻射持續冷卻,最終才會有出現微波背景。這一學說,進一步確認宇宙早期曾經出現大爆炸。

不過,霍金因應廣義相對論,雖然解釋了宇宙源自一個「奇點」,這些定理未能說明宇宙如何開始。霍金認為,這代表廣義相對論在「奇點」中失效,該理論只能推測宇宙如何演化,卻不能判斷它如何起始,於是霍金試圖合併量子理論廣義相對論,期望以此解釋整個宇宙從誕生、以至演化的過程。

簡而言之,廣義相對論是處理極大的物理現象,而量子力學則處理極小尺度的結構。直至今日,科學家相信,若有人成功合併兩套理論,則有可能成為一套更具一般性的理論,解釋空間中任何物理現象,亦即物理學界一直追求的所謂大一統理論。霍金至今仍未能發展出這套理論,但科學界一般認為他的研究,為人類邁向大一統理論踏出重要一步。

黑洞蒸發

1970年以前,科學家一直相信黑洞只會吸進物質,四周「漆黑」一片,當吸引更多物質時,黑洞的質量亦隨之上升,霍金另一創見是指出,黑洞不是真的很黑(Black Holes aren't so black),而且黑洞內存在溫度。有溫度的物質自然會釋放輻射,由於輻射是一種能量,黑洞最終因耗盡能量而消失,即所謂「黑洞蒸發論」。

霍金這次發現,拜量子力學所賜。過去科學家以為黑洞內的「真空狀態」,代表內裡沒有任何物質,但霍金約1974~1976年指出,如果量子力學正確,人類從極度微觀中觀看宇宙的「真空」時,會發現一對對的光子不斷產生,但能量在真空中無法保持固定值,令這些成相成對的光子不斷搖晃,最終消滅。他相信,當黑洞質量越少,釋放光子的速度越快,加速黑洞的消失。

這種從黑洞中釋出的能量,被稱為霍金輻射,但由於這種輻射極其微弱,科學界至今雖然公認它在理論上可行,仍未能從觀察中發現它的存在。這亦說明,即使霍金輻射是真實存在,但其能量過弱,意味黑洞要經過極長時間後,才能耗盡能量,造成蒸發。

應用性未確立

若比照相對論及霍金的學說,前者對重力及能量的描述,為人類帶來核電、核彈,但霍金的宇宙論,仍未能直接應用於現代科技。霍金亦曾自言,雖然近年宇宙論有長足發展,但仍有多個宇宙謎團並未解開:「我們觀察到,宇宙的膨脹在長期的變緩之後,再次加速。對此理論還不能理解清楚。缺乏這種理解,對宇宙的未來還無法確定。它會繼續地無限地膨脹下去嗎?暴脹是一個自然定律嗎?或者宇宙最終會再次坍縮嗎?新的觀測結果,理論的進步正迅速湧來。」[89]

黑洞是否存在?

根据霍金自己在《时间简史》一书中的陈述,窮一生精力研究黑洞的霍金,曾擔心黑洞可能只是理論上的概念,而現實中根本不存在。他為免到時自己變得一無所有,1975年他與另一名物理學家索恩(Kip Thorne)開賭:究竟黑洞是否存在,具体的赌约是指当时一个最有可能疑似为黑洞的天体天鹅座X-1。

為了進行「對沖」,霍金很有趣地押注黑洞不存在。如果他「不幸」贏了,霍金雖然一生心血被毀,但索恩要向他贈上專門踼爆英國皇室醜聞的《私家侦探》(Private Eye)雜誌4年訂閱,如果霍金「幸運」輸了,他就要贈送索恩色情雜誌《阁楼》(Penthouse)一年贈閱。

霍金在《時間簡史》(1988年)曾說:「當我們1975年打賭時,我們80%肯定天鵝座X-1是黑洞,現在我會說有95%肯定,但這場賭局仍未有結果。」其实不久以后霍金就很“伤心”地认输了。

1990年霍金到南加州大学演讲,当时索恩人在莫斯科,于是霍金大张旗鼓闯入索恩的办公室拿出当年的赌据来按手指认输。

这件事情还有一个有趣的结局,霍金给索恩订阅了1年的《阁楼》,这让索恩的妻子很恼火,原因倒不是因为对阁楼的内容反感,因为他的妻子认为霍金应该订阅一份对男女都适合的刊物(索恩当年赢过钱德拉塞卡的《花花公子》,因为同样的原因换成了《听众》)

對於外界將東方哲學與「黑洞」學說及「奇點定理」扯上關係:「這是趕時髦的胡扯。人們跌進了東方神秘主義,只因這是他們以前從未遇到過的東西。但是如果當做現實的描述,它們完全不能產生任何結果……如你熟悉東方神秘主義,會發現它們似乎使人聯想到近代物理或宇宙學,但我並不認為它們具有任何意義...假如當初俄文的「冷凍恆星」(黑洞最早的叫法)這個術語被廣泛接受,那麼這一部分東方神話就根本沒有意義。它們被命名為「黑洞」,是因為它們使人聯想到毀滅與被吞食的恐懼,所以在這層意義上就存在著一種聯繫。我沒有被拋進黑洞的恐懼,因為我了解它們。在某程意義上,我覺得我是它們的主人。」[90]

裸奇點是否存在?

1991年,霍金又要求開賭,今次索恩與他站在同一陣線,對賭一方是物理學家普雷斯基(John Preskill)。當時的命題是,奇點應該被黑洞圍繞,但沒有被黑洞包圍的「裸奇點」是否存在。霍金與索恩押注:裸奇點並不存在,隨即與加州理工大学的普雷斯基立下賭據,誰輸了要向對方送上一件用來「遮蔽裸體」的T恤衫,寫上適當的服輸字眼。后来的研究证明黑洞经过霍金蒸发之后可能保留一个裸奇点,虽然霍金在文字上耍赖,认为由于量子过程而产生的裸奇点不是赌约上描述的由于广义相对论而形成的裸奇点。但是1997年德州大学的科学家用超级计算机证明了黑洞塌缩的时候在非常特别的条件下存在裸奇点。霍金於1997年修正他的理論,指出裸奇點有可能存在。但是霍金仍然对此事耿耿於懷,另立赌约,赌虽然在特别条件下裸奇点存在,但是在通常情况下被禁止。而霍金输掉的T恤衫上的文字更是不依不饶-“大自然讨厌裸露”

訊息是否会在黑洞消失?

霍金在裸奇點的賭局輸了,但這位好賭成癮的物理學家即時要求再開賭。物理學家相信所有訊息一經出現,雖然會改變成不同形態,但本質上會「永恆」存在。霍金及索恩當時指出,任何物質掉進黑洞後將會消失,黑洞中產生的輻射是「全新製造」的,與掉進黑洞中的物質無關;這一項命題,違反了量子力學,若命題正確,量子力學或要重寫。裴士基反駁這項命題,雙方於是開賭。[91]2004年,霍金出席研究會時,承認賭輸了,要向對方賠上棒球百科全書《Total Baseball: the Ultimate Baseball Encyclopedia》。勝出的裴士基親身在學術會議上,高舉這本著作,霍金在台上只顧著笑。被問到為何挑選這套百科全書做戰利品時,裴士基事後說:「這本書重得像黑洞,亦要更長時間才可以趕走書中的資料,有如黑洞一樣。」

其他見解

霍金過去曾在多個公開場合,發表對人類、生命、神的看法,節錄如下:

  • 移民外太空:「在20年內,我們可能已經在月球建造永久基地,40年內可能已經在火星建基地。但月球和火星都很細小,而且缺乏或完全沒有大氣層。我們不會找到像地球一樣美好的地方,除非我們離開太陽系。往太空擴展生存空間,對人類的生存很重要。地球上的生命受到災難滅絕的危機愈來愈大,如突然的全球溫室效應、核武戰爭、基因改造病毒、以及一些我們想像不到的災難。不過,如果人類能避免在未來數百年內自我毀滅,我們應該會在地球以外找到生存的居所。」(2006年訪問香港)
  • 基礎研究:「基礎科學研究應從科學考慮出發,並非由經濟主導,但基礎科學研究發展經常帶來經濟效益。如我的前輩、劍橋大學保罗·狄拉克的研究令電晶體的發展變成可能,而電晶體正是現代電子和電腦工業的基礎;另一位來自劍橋大學的佛朗西斯·克里克發現 DNA(去氧核糖核酸)的結構,亦成為生物科技工業的基礎。」(2006年訪問香港)
  • 安樂死:回應香港一名叫斌仔(鄧紹斌)的癱瘓病人,公開要求安樂死合法化:「我認為他(斌仔)應該有權決定結束自己的生命,但這會是一個很大的錯誤。不論命運看似有多糟,你依然可以有所作為、有所成就。生命尚存,總有希望。」(2006年訪問香港)
  • 的存在:「法國科學家拉普拉斯曾向拿破崙解釋,科學定律如何影響宇宙的演進。但拿破崙問,上帝在過程中扮演什麼角色呢?科學家的回答是,我並不需要這個假設。」(2006年訪問香港)
  • 宇宙大发现:2008年4月21日,在美国国家航空航天局成立50周年纪念活动上,霍金在华盛顿的乔治敦大学发表讲话称,应加大宇航投入,以迎来一个像哥伦布发现美洲一样的“宇宙大发现”时代。霍金说道:“现在的情况有点像1492年之前的欧洲,人们也许会认为让哥伦布去航海纯粹是浪费钱。但新大陆的发现却让旧世界得到了根本改变。”“人类向外太空扩展将带来比发现美洲的“地理大发现”更巨大的影响,彻底改变人类的未来,甚至决定人类能否在未来生存。”[92]
  • 出版大眾文章:「有人告訴我,如果我在时间简史之中每加入一條數學公式,這本書的銷量便會減半。」(1993年訪問都柏林
  • 所謂「常識」:「我們一世人被教導很多常識,但常識往往只是偏見的代名詞。」
  • 關於核武:「我們平均每個人擁有相當於四噸的烈性炸藥,但只要半磅炸藥就可以炸死一個人,所以我們擁有的核武是所需的一萬六千倍。大家必須了解,我們並不是與蘇聯處於衝突的狀態,兩方面都很需要對方維持穩定。」
  • 外星生物:2010年4月,霍金在探索頻道新紀錄片《與霍金探索宇宙》( Into the Universe with Stephen Hawking)中,他認為宇宙有1000億個星系,「看數字就知道外星生命存在是合理推斷」。霍金也提出警告,若外星生物出現於地球,即代表其科技能力遠在地球人類之上(足以離開遠在地球人類所不知之處,並移動至太陽系區域),若外星生物離開其原先區域並向外發展,表示其有耗光原先自有資源且需向外探索的可能;此即存在與外星生物接觸的風險,外星生物可能住在大型太空船上變成游牧民族,四處討伐和佔領其他星球,外星生物可能令地球淪為殖民地。[93]
  • 有人認為美國政府刻意隱瞞與外星生物接觸過的記錄,霍金回答:「我非常懷疑這種說法,因為就過去的記錄來看,美國政府隱瞞事實的功力並不怎麼高明。」
  • 在时间简史一书中,霍金说长时间坐飞机,相当于长时间进行高速旅行,人会因此"多活"几秒,但劣质飞机餐对健康的损害使得这几秒变得微不足道。

作品列表

科普作品

  • 1988年:《时间简史》(A brief History of Time)
  • 1993年:《黑洞、嬰兒宇宙及其他》(Black Holes and Baby Universes and Other Essays)
  • 2001年:《果壳中的宇宙》(The Universe in a Nutshell)
  • 2002年:《在巨人的肩膊上》(On The Shoulders of Giants. The Great Works of Physics and Astronomy)
  • 2005年:《時間簡史(普及版)》(A briefer History of Time)
  • 2010年:《大設計》(The Grand Design)

論文

  • The Large Scale Structure of Spacetime with George Ellis
  • The Large, the Small, and the Human Mind, (with Abner Shimony, Nancy Cartwright, and Roger Penrose), Cambridge University Press, 1997, ISBN 0-521-56330-5 (hardback), ISBN 0-521-65538-2 (paperback), Canto edition: ISBN 0-521-78572-3

公開演說

霍金出版《時間簡史》後,多年來曾在英國美國日本香港等地,向一般大眾發表多場公開演說,敍述時間起源、宇宙終結、時光旅行,演說時其受歡迎程度猶如「搖滾巨星」。[94]

參見

參考

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延伸閱讀

外部連結