斯蒂芬·威廉·霍金

斯蒂芬·威廉·霍金

史蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年1月8日),ALS患者,英國著名物理學家和宇宙學家。肌肉萎縮性側索硬化症患者,全身癱瘓,不能發音。霍金的主要研究領域是宇宙論和黑洞,證明了廣義相對論的奇性定理和黑洞面積定理,提出了黑洞蒸發現象和無邊界的霍金宇宙模型,在統一20世紀物理學的兩大基礎理論——愛因斯坦創立的相對論和普朗克創立的量子力學方面走出了重要一步。

霍金是繼牛頓愛因斯坦之後最傑出的物理學家之一,被世人譽為“宇宙之王”。

  • 中文名
    史蒂芬·威廉·霍金
  • 外文名
    StephenWilliamHawking
  • 國籍
    英國
  • 出生地
    英國牛津
  • 出生日期
    1942年1月8日
  • 職業
    科學家
  • 畢業院校
    牛津大學、劍橋大學
  • 中文名
    史蒂芬·威廉·霍金
  • 研究領域
    天體物理學、理論物理學、數學
  • 任職于
    劍橋大學圓周理論物理研究系
  • 著名理論
    黑洞、霍金輻射
  • 其他成就
    總統自由勛章(2009年), 科普貢獻獎(2006年), 阿斯圖裏亞斯王子獎(1989年), 沃爾夫物理獎(1988年)
  • 其他作品
    《時間簡史》《果殼中的宇宙》
  • 星座
    摩羯座

人物簡介

蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking),1942年1月8日出生于英國牛津,出生當天正好是伽利略逝世300年忌日。父親法蘭克是畢業于牛津大學熱帶病專家,母親伊莎貝爾1930年于牛津研究哲學政治經濟

童年經歷

1942年1月,納粹德軍幾乎夜夜不停地轟炸英國倫敦。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復雜的玩具。據說他曾用一些廢棄用品做出一台簡單的電腦。

成年經歷

霍金本人畢業于牛津大學(University of Oxford)和劍橋大學(University of Cambridge),並獲劍橋大學博士學位。

英媒稱霍金有望出席倫敦殘英媒稱霍金有望出席倫敦殘

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,21歲的他不幸被診斷患有肌肉萎縮性側索硬化症即運動神經細胞病。

當時,醫生曾診斷身患絕症的他隻能活兩年,可他一直堅強的活了下來。他被禁錮在輪椅上,隻有三根手指和兩隻眼睛可以活動,疾病已經使他的身體嚴重變形,頭隻能朝右邊傾斜,肩膀左低右高,雙手緊緊並在當中,握著手掌大小的擬聲器鍵盤,兩腳則朝內扭曲著,嘴已經幾乎歪成S型,隻要略帶微笑,馬上就會現出“呲牙咧嘴”的樣子。這已經成為他的標志性形象。他不能寫字,看書必須依賴一種翻書的機器。讀活頁文獻時,必須讓人將每一頁平攤在一張大辦公桌上,然後驅動輪椅如蠶吃桑葉般的逐頁閱讀。他在手術過後的幾天又寫下了世界名著《時間簡史》,奇跡般的活下來。在往後數十年逐漸全身癱瘓並失去了說話能力。霍金曾澄清自己當時並無酗酒隻感到自己有“悲劇性格”並使自己沉醉于瓦格納的音樂裏。直至他遇上了首任妻子珍·王爾德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。

1985年,他因患肺炎做了穿氣管手術,被徹底剝奪了說話的能力,演講和問答隻能通過語音合成器來完成。

斯蒂芬·威廉·霍金斯蒂芬·威廉·霍金

1973年,他考察黑洞附近的量子效應,發現黑洞會像天體一樣發出輻射,其輻射的溫度和黑洞質量成反比,這樣黑洞就會因為輻射而慢慢變小,而溫度卻越變越高,最後以爆炸而告終。黑洞輻射霍金輻射(包括de Sitter空間中的霍金輻射)的發現具有極其基本的意義,它將廣義相對論量子場論熱力學統一在一起,其為彎曲時空中的量子場論。1973年以後,他的研究轉向了量子引力論。雖然人們還沒有得到一個成功的理論,但是它的一些特征已被發現。例如,空間-時間在普朗克尺度下不是平坦的,而是處于一種粉末的狀態。在量子引力中不存在純態,因果性受到破壞,因此使不可知性從經典統計物理學、量子統計物理提高到了量子引力的第三個層次。

1980年以後,霍金的興趣轉向了量子宇宙論,提出了能解決宇宙第一推動問題的無邊界條件。2004年7月,他承認了自己原來的“黑洞悖論”觀點是錯誤的。《時間簡史》的副題是從大霹靂黑洞。史蒂芬·威廉·霍金認為他一生的貢獻是在經典物理的架構裏,證明了黑洞和大霹靂奇點的不可避免性,黑洞越變越大,但在量子物理的架構裏,他指出,黑洞因輻射而越變越小,大霹靂的奇點不斷被量子效應所抹平,而且整個宇宙空間正是起始于此。理論物理學的細節在未來的20年中還會有變化,但就觀念而言,已經相當完備了。

這是霍金60年代和發妻簡的合影這是霍金60年代和發妻簡的合影

1985年,第一次來中國,在科大水上講演廳作天體物理的學術報告。

史蒂芬·威廉·霍金的生平是非常富有傳奇性的,在科學成就上,他是有史以來最傑出的科學家之一,他的貢獻是在他被盧伽雷氏症禁錮在輪椅上50年之久的情況下做出的。他的貢獻對于人類的觀念有深遠的影響,所以媒體早已有許多關于他如何與全身癱瘓作搏鬥的描述。吳忠超(霍金的學生之一)于1979年第一回見到他時的情景至今還歷歷在目。那是第一次參加劍橋霍金廣義相對論小組的討論班時,身後門一開啟,腦後忽然響起一種非常微弱的電器的聲音,回頭一看,隻見一個骨瘦如柴的人斜躺在電動輪椅上,他自己驅動著電開關。譯者盡量禮貌而不顯出過分吃驚,但是他對首次見到他的人對其殘疾程度的吃驚早已習慣。吃飯他要用很大努力才能舉起頭來。在失聲之前,隻能用非常微弱的變形的語言交談,這種語言隻有在陪他工作、生活幾個月後才能通曉。他不能寫字,看書必須依賴于一種翻書頁的機器,讀文獻時必須讓人將每一頁攤平在一張大辦公桌上,然後他驅動輪椅如蠶吃桑葉般地逐頁閱讀。人們不得不對人類中居然有以這般堅強意志追求終極真理的靈魂從內心產生深深的敬意。從他對譯者私事的幫助可以體會到,他是一位富有人情味的人。每天他必須驅動輪椅從他的家——劍橋西路5號,經過美麗的劍河、古老的國王學院駛到銀街的套用數學和理論物理系的辦公室。該系為了他的輪椅行走便利特地修了一段斜坡。霍金雖然身殘但志不殘,非常樂觀。

他還證明了黑洞的面積定理。在富有學術傳統的劍橋大學裏他擁有幾個榮譽學位,是最年輕的英國皇家學會會員。在公眾評價中,被譽為是繼阿爾伯特·愛因斯坦之後最傑出的理論物理學家。他提出宇宙大霹靂自奇點開始,時間由此刻開始,黑洞最終會蒸發,在統一20世紀物理學的兩大基礎理論——愛因斯坦的相對論和普朗克的量子論方面走出了重要一步。

他因患肌肉萎縮性側索硬化症,禁錮在輪椅上達50年之久,卻身殘志堅,克服了殘疾之患而成為國際物理界的超新星。他不能書寫,甚至口齒不清,但他超越了相對論量子力學大霹靂等理論而邁入創造宇宙的“幾何之舞”——無邊界條件。盡管他那麽無助地坐在輪椅上,他的思想卻使人們遨遊到廣袤的時空,漸漸解開宇宙之謎。

1988年,霍金的科普著作《時間簡史:從大霹靂到黑洞》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餘種文字,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隻有神學才能觸及的題材:時間有沒有開端,空間有沒有邊界。2001年10月又一部作品《果殼中的宇宙》 (The Universe in a Nutshell)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寫一套類似于《哈利波特》、但主題是理論物理學而非魔法的小說。

2002年,第二次來中國,在北京作主題為“膜的新奇世界”科普報告,向公眾闡釋他的關于天體演化的“M理論”。

霍金亦嘗試通過通俗演講,將自己的思想與整個世界交流,除了常在英國及美國發表演說,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,被戲稱為受到“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,為何會想到這麽多宇宙論,令他成了大眾媒體的寵兒。事實上,他在“星艦奇航記”中的電視系列劇“銀河飛龍”飾演過自己,與愛因斯坦及牛頓一起打橋牌;他亦曾在美國卡通片《辛普森一家》中“演出”,拯救劇中的女孩。其形象也在卡通片《飛出個未來》中的一集裏出現。卡通片《居家男人》中則有與其類似的角色(Steve)對其進行了滑稽的模仿。

2006年,第三次來中國,他帶來的仍然是自己關于宇宙學最新的研究,在香港科技大學體育館主持一個題為"宇宙的起源"的演講;在人民大會堂向北京的公眾講述《宇宙的起源》。

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。2012年1月傳出因臉部肌肉惡性萎縮,已嚴重影響其表達能力,並有可能使他無法發出獨特的“電腦聲”。

2012年4月6日播出的熱播美劇《生活大霹靂》第五季第21集中,史蒂芬·霍金本色出演參與了客串。

人物經歷

家庭背景

史蒂芬·霍金 1942年1月8日出生于英國牛津,出生當天正好是現代科學之父伽利略逝世300年忌日。他的父親弗蘭克與母親伊莎貝爾都就讀于牛津大學,弗蘭克主修醫學,伊莎貝爾學習哲學、政治學和經濟學。第二次世界大戰爆發後,弗蘭克原本想要從軍報國,上級認為他如果從事研究工作可以對國家給出更有價值的貢獻,他于是在一所醫學研究院的任職研究員,伊莎貝爾也在這所研究院找到一份秘書工作。他們在這裏相遇並且墜入愛河、共結連理。婚後,他們住在倫敦附近郊區海格特。那時正值納粹德軍轟炸英格蘭,倫敦遭受幾乎夜夜不停的空襲。夫妻二人被迫決定,伊莎貝爾應該搬遷到較為安全的牛津把孩子生下來。等到史蒂芬誕生後,伊莎貝爾才又回到海格特。在史蒂芬1歲與5歲時,他們還生了兩個女兒菲莉帕與瑪莉,史蒂芬14歲時,他們又收養了一個兒子愛德華。

這是霍金60年代和發妻簡的合影這是霍金60年代和發妻簡的合影

弗蘭克于1950年升任為國家醫學研究院寄生蟲學部門主任,在該學術領域享有盛名,全家搬到赫特福德郡的聖奧爾本斯。在那裏,霍金一家被認為是有點古裏古怪的高級知識分子,他們很喜歡閱讀書籍,每個人都手不釋卷,甚至在餐飲時間,來訪客人時常會觀察到全家默默地邊吃邊讀書。他們生活很簡樸,住屋雖然很大,但是缺乏維護,交通工具是一輛改裝過的倫敦計程車。

殘障惡疾

霍金患有一種不尋常的早發性、慢發性肌萎縮性脊髓側索硬化症 ,這種疾病俗稱漸凍症。幾十年來,由于這疾病,他的身體緩慢地癱瘓。這疾病開始于霍金在牛津大學讀書的最後一年,那時,他發現自己動作越來越笨拙,時常不知緣由地摔跤,劃船也變得力不從心。有一次,他還從樓梯上摔下來,頭先著地,造成暫時的記憶力輕微喪失。在劍橋大學時,狀況更加惡化,他的講話有些含糊不清。霍金的父母親也註意到他的健康問題,帶他去看專科醫生。在21歲時,醫生診斷其患有肌萎縮性脊髓側索硬化症,隻有兩年好活,但是,兩年光陰飛馳而去,他仍舊活著,很奇妙地,病情的惡化漸漸地緩慢下來。

斯蒂芬·威廉·霍金斯蒂芬·威廉·霍金

不知是什麽原因,60年代後期,霍金的身體狀況又開始惡化,行動走路都必須使用拐杖,不再能定期教課。由于霍金逐漸失去寫字能力,他自己發展出一種替代的視覺性方法,他在腦裏形成各種不同的心智圖案與心智方程,他可以用這些心智元素來思考物理問題。物理學者維爾納‧以色列表示,霍金的思考過程,有如莫扎特隻憑借想象就寫出一整首極具特色的交響樂曲。

霍金不願對惡疾低頭,甚至不願接受任何幫助。他最喜歡被視為是科學家,然後是科普作家,最重要的是,被視為正常人,擁有與其他人相同的欲望、幹勁、夢想與抱負。潔恩後來說,“有些人稱這為決斷,有些人稱這為固執,而我曾經在很多時候稱這為既果斷又固執。”年代末期,經過不斷勸說,霍金才同意使用輪椅,後來,朋友們都知道他是個危險司機,他時常會肆無忌憚地沖過街路,似乎以為自己擁有優先權。霍金很受歡迎、很具幽默感,但是由于他的疾病與他治學時的不客氣態度,有些同事選擇與他保持距離。

霍金的言語功能逐年退步,到了70年代後期,隻剩下他的家人或密友能夠聽得懂他的話。 為了與其他人通話,他必須依賴翻譯。在霍金的辦公室大樓門口,沒有設定專門給輪椅通行的殘障坡道,劍橋大學不願負擔搭建殘障坡道所需的款項,因此霍金與劍橋發生爭執,他與妻子共同發起活動敦促劍橋改善殘障設施。但是,對于扮演殘障權利代言人這角色,霍金的態度通常很摸棱兩可,一方面他很想幫助殘障族群,另一方面又想把自己跟殘障和殘障所伴隨的挑戰分開。他的這些態度引起了一些批評。

霍金在1985年拜訪歐洲核子研究組織時,感染了嚴重的肺炎,必須使用維生系統。由于病況危急,醫生詢問潔恩是否應該終止維生系統的運行。潔恩的答案是“不”,替代方案是霍金必需接受氣管切開術。這手術可以幫助他呼吸,但會使他從此以後再也無法發聲。手術後,經過在加護病房療養一段時間,霍金才被準許出院,但他需要全天24小時看護,費用非常昂貴。盡管英國國民保健署可以給付療養院費用,可是潔恩還是決定帶霍金回家。索恩知道霍恩的病況後,建議他們尋求友人默裏·蓋爾曼的幫助。那時,諾貝爾獎得主蓋爾曼是麥克阿瑟基金會的董事,麥克阿瑟基金會慷慨地答應負擔所有醫護費用。潔恩請到了三班護士輪流看護霍金,其中一位護士伊蓮‧梅森後來成為霍金的第二任妻子。

霍金不再能講話,必須用特別方法傳達信息,對方一手拿著一張字母卡,另一手一個字母一個字母地用食指指,當指到霍金想要的字母時,霍金會揚起眉毛,這樣,可以慢慢地把整個單字拼出來。後來,電腦專家華特·沃特斯送給他一個稱為“平等者”的程式,可以讓他在螢幕上選擇單字、單詞或字母。平等者的字匯大約有2500–3000個單字,並內建了一個語音合成器。 平等者本來是執行于台式電腦,護士伊蓮的先生大衛‧梅森是電腦工程師,大衛在霍金的輪椅上設定了一台小電腦,並且將平等者安裝在小電腦裏。這樣,霍金就不再需要找人做他的翻譯,霍金很高興地說,“與在我失去說話功能前相比,我現在可以更如意地傳達信息。”霍金仍舊可以稍微操控他的手來開啓開關,每分鍾大約能給出15個單字。每一次演講前,他會事先準備好講義,然後用語音合成器把內容發表出來。有些人覺得語音合成器給出的聲音具有美國或斯堪地那維亞口音。霍金原本希望換成英國口音,但後來習慣了,反而覺得那就是他的聲音。

霍金的健康仍舊在緩慢惡化,2005年,他開始使用臉頰肌肉的運動來控製他的通訊設備,每分鍾大約可以輸出一個字。由于這疾病很可能引起閉鎖症候群,霍金正與神經學專家研發出一套新系統,讓電腦將他的腦波圖樣翻譯為詞句。2009年,他不再能獨立駕駛他的輪椅,他的呼吸越加困難,時常需要使用人工呼吸器,還有幾次嚴重到需要去醫院診療。

個人生活

霍金跟母親關系很好,其母住在莎士比亞的故鄉斯特拉特福,霍金經常去探望她。霍金還跟自己的女兒合著了幾本宇宙探險的科普書,他女兒已成為著名作家。

斯蒂芬·威廉·霍金斯蒂芬·威廉·霍金

簡的出現對霍金來說是生命中的一個重要轉捩點,她跟霍金一起面對病魔,令霍金擺脫絕望,並讓他重新獲得對生活和工作的信心。

1965年,簡(Jane)義無反顧地嫁給了霍金。簡恩服侍、照顧霍金25年之久,一天24小時、一周七天看護他,推著輪椅帶他到各地旅行,還要照顧幾個孩子、操持其它家務。25年的時間,她看著他從默默無聞的研究生變成“世界上最偉大的科學家”。

1990年,霍金與妻子簡離婚。對于兩人最終分手的原因,媒體曾有不同的猜測,而按照英國人邁克爾·懷特和約翰·葛瑞本合著的《霍金傳》的說法,他們離婚的最主要原因,還是跟霍金的科學研究有關。因為他的研究,霍金從早期的不可知論者變成了一名極端的無神論者,他以自己的無邊界理論完全排除了上帝的概念。然而,簡卻是一名虔誠的教徒,上帝是她的精神支柱之一,正是有這樣的信仰才讓簡在這20多年間肩負起了照顧霍金的重擔。但也有一種說法是霍金跟自己的一個女護士伊萊恩走得越來越近,從而冷落了簡,這名女護士後來成了霍金的第二任妻子。

1995年迎娶私人看護伊萊恩(Elaine Mason)。2004年初,英國有媒體指霍金遭到第二任妻子虐打,訊息轟動全球。2004年1月,霍金透過劍橋大學兩度發表聲明,指責有關訊息失實,並表示“我全心堅決駁斥說我遭到虐待的說法。媒體的報道純屬虛構,有人散播這樣不實的訊息,令我感到失望。”簡(Jane)寫有《霍金:前妻回憶錄》(上)(下)。

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,但由于霍金並未合作,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,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歲的斯蒂芬·霍金正在與第二任妻子伊萊恩辦理離婚手續,他們已經共同生活了11年,至今未娶。

婚姻生活

霍金就讀劍橋大學研究院時期,在1963年的新年派對裏,遇到了正準備進入倫敦大學的潔恩·懷爾德,她被霍金的風趣幽默與獨立性格所吸引。那時,霍金的身體已出現了漸凍症的症狀,雖然尚未確診,由于漸凍症無葯可治,患者通常隻能活兩到三年,然後會因為肺炎或呼吸肌肉失效導致窒息而往生。1964年10月,霍金與潔恩文定終身。霍金後來感言,這改變了他的人生,給予他生活的動機。潔恩覺得,她要尋找她存在的目的,她猜想這目的應是照顧霍金,不論如何,她們已墜入愛河,她們結婚了,對于這事似乎沒有什麽選擇,她隻是決定她要如此做,她也如此做了。隔年,他找到一份研究員工作,于此,小倆口完成了婚姻大事。婚後第一年,為了完成學業,潔恩在周間必須住在倫敦,在周末才能與霍金共聚。幾經周折,他們在套用數學與理論物理系的大樓附近租到一間住屋,霍金每天隻要走很短一段路就可以抵達辦公室。他還買了一輛三輪機動車,可以駕駛到劍橋附近鄉下的天文學學院辦事。潔恩畢業于1966年,為了證明個人智識才能、給自己設定人生目標,她決定繼續留在倫敦大學攻讀博士學位,專門研究評論中世紀西班牙古書。隔年,霍金的大兒子羅柏特誕生,後來老二露希生于1969年,老三提摩西則生于1979年。

斯蒂芬·威廉·霍金斯蒂芬·威廉·霍金

霍金很少談論他的疾病與肢體障礙,甚至跟潔恩,他都很少談到這些困難。由于他的行動不便,全家事無鉅細幾乎都必須倚賴潔恩處理,這樣,霍金也才會有更多的時間思考物理問題。1974年,霍金獲聘去加州理工學院做研究,為了減輕負擔,潔恩提議找一位研究生或博士後幫助照顧霍金的生活起居,這樣,潔恩可以有更多休息時間。他們找到研究生柏納德·卡爾跟隨他們一起去加州帕薩迪納作研究。在那裏,他們渡過了很快樂、很有成果的一年。

潔恩在1977年12月參加聖馬克教會的合唱團。在那裏,她遇到管風琴演奏家強納森·瓊斯。逐漸地,瓊斯與霍金一家走得越來越近。到了1980年中期,潔恩與瓊斯發展出羅曼蒂克的友情,潔恩曾透露,她的丈夫很勉強地接受了這現實:“他不會表示反對,隻要我持續地愛他。”那時,潔恩與瓊斯決定不讓這脆弱的家庭破碎,有很久一段時間,他們彼此之間隻是努力地維持著純友誼的關系。

多年來,照顧霍金病情與起居的護士與助手也不可避免地侵擾了他們的家庭生活,使得潔恩不知如何是好,霍金與潔恩之間的婚姻關系變得益發緊綳。他明星般的地位對于家庭成員與學校同事都是一場挑戰。1980年代後半期,陪伴霍金出外旅行的人時常是護士伊蓮·梅森,他們彼此開始喜歡對方,霍金要伊蓮盡可能陪伴他。伊蓮的個性很強悍,她極力守護她與霍金之間的親近關系。霍金家人、其他護士與看護人員對她都很有意見。

最後,霍金與潔恩維持了幾乎25年的的婚姻終于觸礁。1990年,霍金與潔恩分居。1995年春天,霍金正式與潔恩離婚。四個月之後,迎娶伊蓮,他開心地表示,“好棒,我已與我愛的人結婚”。潔恩則與瓊斯結婚,她于1999年發表了一本回憶錄《移動星星的音樂》,描述她與霍金婚姻的生活點滴與破裂之緣由,無以遮掩的曲折情節立即在大眾傳媒引起了一陣轟動。如同他往常處理關于自己私生活的方式,霍金並沒有做出任何公開回應,他隻表示從不閱讀關于自己的傳記。

霍金再婚後,他的家人很少有機會與他見面,他們懷疑霍金可能遭到虐待。2004年初,媒體報導,霍金遭到第二任妻子虐打,這訊息立刻轟動全世界。為此,霍金在醫院病床上發表聲明,指稱這訊息失實,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訊息,令我感到失望。……我妻子與我相愛。今天我還能活著,完全是因為她。我要求媒體尊重我的私生活,讓我專註于從疾病中恢復健康。”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詢問了解相關情況,並向先前照顧霍金的護士查問並且索取資料,但由于霍金不願意提出控訴,警方最終隻好結束案件。2006年夏天,64歲的霍金與第二任妻子伊蓮辦妥離婚手續,結束了他們作為夫妻共同生活的11年。霍金與潔恩合好,重新與兒孫們共享天倫之樂。為了反映這段快樂時期,潔恩將先前著作《移動星星的音樂》進行了大幅度編修,移除了很多不堪回首的敘述,更換為對于未來盼望的語句,完成後發表為著作《遨遊至天涯海角》。

學術思想

時光機

英國著名天體物理學家史蒂芬·威廉·霍金繼承認外星人的存在後,又發表一個驚人論述:他聲稱帶著人類飛入未來的時光機,在理論上是可行的,所需條件包括太空中的蟲洞或速度接近光速的宇宙飛船。不過,霍金也警告,不要搭時光機回去看歷史,因為“隻有瘋狂的科學家,才會想要回到過去‘顛倒因果’。”

物理學家霍金在拍攝的一部有關宇宙的紀錄片時提到,人類其實能建造出接近光速的宇宙飛船,並且能夠進入未來。霍金甚至說,自己是因為擔心別人把他當成“怪人”,所以才不敢亂說話,也不願意多談有關時光機的東西,直到透過紀錄片後才敢大方討論。

時間縫隙

至于時光機的關鍵點,霍金強調就是所謂的“四度空間”,科學家將其命名為“蟲洞”。霍金強調,“蟲洞”就在我們四周,隻是小到肉眼無法看見,它們存在于空間與時間的裂縫中。

他指出,宇宙萬物非平坦或固體狀,貼近觀察會發現一切物體均會出現小孔或皺紋,這就是基本的物理法則,而且適用于時間。時間也有細微的裂縫、皺紋及空隙,比分子、原子還細小的空間則被命名為“量子泡沫”,“蟲洞”就存在于其中。

回到過去

霍金指出,理論上時光隧道或“蟲洞”不隻能帶著人類前往其他行星,如果蟲洞兩端位于同一位置,且以時間而非距離間隔,那麽宇宙飛船即可飛入,飛出後仍然接近地球,隻是進入所謂“遙遠的過去”。因為在4度空間中,10分鍾也許是n小時。不過霍金警告,不要搭時光機回去看歷史。

飛去未來

史蒂芬·威廉·霍金表示,如果科學家能夠建造速度接近光速的宇宙飛船,那麽宇宙飛船必然會因為不能違反光速是最大速限的法則,而導致艙內的時間變慢,那麽飛行一個星期就等于是地面上的100年,也就相當于飛進未來。

霍金舉人造衛星為例,指衛星在軌道運行時,由于受地球重力影響較小,衛星上的時間比地上時間稍快。由此,霍金就構想出一艘大型極速宇宙船,可在1秒內加速至時速9.7萬公裏,6年內加速至光速的99.99%,比史上最快的宇宙船阿波羅10號快2000倍。船上的乘客就是變相飛向未來,作出名副其實的時間旅行。

四度空間

即使是在太空中,萬物也都有時間的長度,在時間中漫遊,意味著穿越該“4度空間”。

霍金舉例指出,開車直線行進等于是在“1度空間”中行進,而左轉或右轉等于加上“2度空間”,至于在曲折蜿蜒的山路上下行進,就等于進入“3度空間”。穿越時光隧道就是進入“4度空間”。

外星人論

斯蒂芬·霍金在美國探索頻道2010年4月25日播出的紀錄片《跟隨斯蒂芬·霍金進入宇宙》中說,外星人存在的可能性很大,但人類不應主動尋找他們,應盡一切努力避免與他們接觸。

果殼中的宇宙果殼中的宇宙

霍金認為,鑒于外星人可能將地球資源洗劫一空然後揚長而去,人類主動尋求與他們接觸“有些太冒險”。“如果外星人拜訪我們,我認為結果可能與克裏斯托弗·哥倫布當年踏足美洲大陸類似。那對當地印第安人來說不是什麽好事。”

然而,也有不少專家對“外星人威脅論”表示了質疑。他們從外星人的智慧與科技,甚至是人類自身對外星人的心理作用來說明外星人對地球人並不構成威脅。中國語言學家、數學家周海中表示,如果外星人能來到地球,說明它們的文明程度遠遠超過我們人類;文明程度越高,暴力傾向的可能性就越低。他認為,擔心外星人的威脅是完全沒有必要的,因為隻要是高智慧生命體,它們的理智決定著它們怎樣對待其他智慧生命體;外星人與地球人將來是能夠和平共處、友好合作和共同發展的。無獨有偶,美國天體生物學家大衛·莫裏森也表示,如果一個文明能夠存在數十萬年,那麽它的先進程度一定超過人類。這個文明一定能解決我們面臨的一系列問題,所以沒有必要侵略地球。他甚至認為外星人是“和平使者”且友善可愛,並風趣地說,“如果外星人來訪,我會好好款待它們。”在諾貝爾物理學獎得主、美國天體物理學家喬治·斯穆特眼裏,“外星人威脅論”的種種擔憂純屬杞人憂天。

星際移民

霍金在2010年8月接受美國知識分子影片共享網站BigThink訪談時,再曝驚人言論,稱地球200年內會毀滅,而人類要想繼續存活隻有一條路:移民外星球。

霍金表示,人類如果想一直延續下去,就必須移民火星或其他的星球,而地球遲早會滅亡。霍金說:“人類已經步入越來越危險的時期,我們已經歷了多次事關生死的事件。由于人類基因中攜帶的‘自私、貪婪’的遺傳密碼,人類正在一點點掠奪地球資源,人類不能把所有的雞蛋都放在一個籃子裏,所以不能將賭註放在一個星球上。”

學術賭註

霍金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。

1.能否發現希格斯玻色子

霍金跟美國密歇根大學的戈登教授打了個賭:CERN不會發現希格斯玻色子

希格斯玻色子是英國著名物理學家希格斯與其他同事經過漫長年代的潛心研究,等待了48年,才發現了希格斯玻色子,也稱為“上帝粒子”。

2.黑洞是否存在

集一生精力研究黑洞的霍金,曾擔心黑洞可能隻是理論上的概念,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。

3.裸奇點的存在

1991年,霍金又要求開賭,這次索恩與他站在同一陣線,對賭一方是物理學家裴士基(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”(naked singularities)是否存在。

霍金與索恩押註:裸奇點並不存在,隨即與裴士基立下賭據,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。霍金于1997年修正他的理論,指出裸奇點有可能存在。

高維空間

根據90年代提出的M理論(超弦理論的一種),宇宙是十一維的,由震動的平面構成的。在愛因斯坦那裏,宇宙隻是四維的(三維空間一維時間),現代物理學則認為還有七維空間我們看不見。

斯蒂芬·威廉·霍金斯蒂芬·威廉·霍金

科學家們對我們已認知的維與可能存在但未被認知的維之間的區別是如何解釋的呢?他們打了一個比方:一隻螞蟻在一張紙上行走,它隻能向右或向左,向前或向後走。對它來說高與低均無意義,這就是說,第3維的空間是存在的,沒有被螞蟻所認識。同樣,我們的世界是由四維資料構成的(三個空間維,一個時間維),我們沒有覺察到所有其他的維。

根據物理學家的看法還應該有7個維。盡管有這麽多的維,這些維是看不見的,它們自身卷在了一起,被稱為壓縮的維。為了弄清這種看法,讓我們再以螞蟻為例展開我們的想象。我們可以構想一下,將螞蟻在上面行走的那張紙卷起來,直到卷成一個圓筒形。如果螞蟻沿著紙壁走,最後它又會回到出發點,這就是壓縮維的一個例子。如果能沿著著名的莫比烏斯帶走,也會發生上述現象,當然,它是3維的,但如果沿著它走過,總是會回到出發點的。莫比烏斯帶從維的角度講是壓縮的,按照物理學它有3個維,但誰在上面行走,都隻能認知成一個維。這就有點像左圖上的人:上行或下行,但永遠不會走到盡頭。如果螞蟻不是沿著紙筒彎曲的壁行走,它就永遠不會返回到原出發點。這就是二維(或者說被我們所感知的那種維)的例子,沿著它一直走,就不可能返回到原來的出發點。

宇宙理論

霍金還由此進行大膽假設,宣稱如若人類掉入黑洞可能也不會消失。他說,不幸的太空旅行者不會被困在黑洞裏,而是可以逃逸,但他們將無法回到原來的宇宙,而是會逃往另一個宇宙。“這是有可能的,不過黑洞必須足夠大。如果黑洞在旋轉,可能會生成通往另一個宇宙的通道。所以,如果你感覺你掉進了黑洞,不要放棄,還是有辦法出去的。”

經典黑洞理論認為,任何物質和輻射都不能逃離黑洞;而量子力學理論表明,落入黑洞的信息可以重新獲取,這個所謂的“信息悖論”已困擾科學界40年。2016年1月,斯蒂芬·霍金等人提出了新解釋:落入黑洞的粒子的信息部分被位于視界線(黑洞邊界)的粒子組成的“柔軟毛發”所“俘虜”,這些信息並沒有消失,但很難還原和破解。相關研究發表在arXiv上。

主要作品

主要著作

時間名稱出版社
1973年
時空的大尺度結構》(The large scale structure of space-time)

1988年
時間簡史》(A Brief History Of Time)
湖南科學技術出版社
1993年
《黑洞、嬰兒宇宙及其他》(Black Holes And Baby Universes And Other Essays)

2001年
果殼中的宇宙》(The Universe In A Nutshell)
湖南科學技術出版社
2002年
《在巨人的肩膀上》(On The Shoulders Of Giants. The Great Works of Physics And Astronomy)

2005年
時間簡史(普及版)》(及插圖版)(A Briefer History Of Time)

2005年
《上帝創造整數》(God created the integers)

2007年
(與女兒Lucy合作的少兒讀物)《喬治的神秘宇宙鑰匙》(George's secret key to the Universe),《喬治的宇宙尋寶之旅》(George's cosmic treasure hunt),《喬治與大霹靂》(George and the Big Bang) 《George and the Unbreakable Code》

2010年
大設計》(The Grand Design)

2013年
我的簡史》(My brief history)


《時間簡史續編》


《霍金講演錄——黑洞、嬰兒宇宙及其他》


《時空本性》


《未來的魅力》


《喬治開啓宇宙的秘密鑰匙》

主要演說

《霍金講演錄——黑洞、嬰兒宇宙及其他》

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,敘述時間起源、宇宙終結、時光旅行,演說時其受歡迎程度猶如“搖滾巨星”。部分演說目錄:

宇宙的起源(中文)

宇宙之始(英文)

時間的開始(英文)

太空及時間扭曲(英文)

上帝擲骰子嗎(英文)

宇宙中的生命(英文)

主要成就

斯蒂芬·威廉·霍金的研究為今天我們理解黑洞和宇宙本源奠定了基礎,不過據他本人指出,他在卡通片《辛普森一家》(The Simpsons)和科幻劇集 《星際迷航:下一代》(Star Trek:The Next Generation)中的演出也同樣精彩。

歐巴馬頒獎歐巴馬頒獎

霍金在《大設計》中強調,宇宙不需要一個造物主或“上帝”,以“哲學已死”開篇,這意味著人類將從愚昧的自我奴役超脫出來,其否認了純哲學和宗教可以真正解釋自然,這也表明各大宗教隻是古代精神世界探索未知,追求不滅解脫的體系,而非客觀真理。隨著時代的進步,人類文明也當奮起直追,不甘落後,這就是為什麽世代有識之士追求存在、生命和宇宙的意義。解決這些命題本來應該是哲學家的任務,可惜科學的高度發展使得哲學無法跟上。霍金在《大設計》的開篇中說到“哲學已死”就是這個意思。

霍金希望解開宇宙誕生之時的奧秘,1970年代時,霍金將量子力學套用于解釋黑洞現象,在之後的30年中,用量子力學解釋整個宇宙已經變得更加困難了。霍金想找到一套可以完美解釋整個宇宙現象的理論來說明137億年誕生直到現在的宇宙,但是多年過去了就算無限接近他仍然沒有得出結論。按照他的量子力學理論,宇宙誕生是大霹靂產生的,這是一個被壓縮的無限小卻具有超大重力的物質(也可以理解成密度無限大)爆炸的產物。量子力學的理論範疇不能夠解釋這一個過程是如何進行?為什麽會這樣?霍金說“那必須有一套可以描述小規模重力的理論”。最新的科學突破是霍金的同事,倫敦瑪麗皇後學院的麥克·格林(Michael .Green)參與建構的超弦理論,簡稱為“弦論”,這理論指出所有粒子和自然力量,其實都是在震蕩中的像弦一樣的微小物體,解決了霍金一直想努力解答的重力問題,這個理論必須建立在宇宙必須有9、10甚至是大于11個的維度中,而人類身處的三維世界可能僅僅是真正的宇宙的其中一個膜……為數眾多的世界各地科學家正在太空和地球做相關的實驗來證明弦論以及從實驗來證明從而支持霍金的黑洞理論和量子理論。2014年1月24日,英國著名科學家斯蒂芬·霍金教授再次以其與黑洞有關的理論震驚物理學界,在日前發表的一篇論文中承認,“黑洞是不存在的”,不過“灰洞”的確存在。在這篇名為《黑洞的信息儲存與氣象預報》(Information Preservation and Weather Forecasting For Black Holes)的論文中,霍金指出,由于找不到黑洞的邊界,因此“黑洞是不存在的”,這是為了解決“防火牆”問題于新理論中設定“黑洞不存在”,其並非真不存在。黑洞的邊界又稱“視界”,經典黑洞理論認為,黑洞外的物質和輻射可以通過視界進入黑洞內部,而黑洞內的任何物質和輻射均不能穿出視界。霍金的最新“灰洞”理論認為,物質和能量在被黑洞困住一段時間以後,又會被重新釋放到宇宙中。他在論文中承認,自己最初有關視界的認識是有缺陷的,光線其實是可以穿越視界的。當光線逃離黑洞核心時,它的運動就像人在跑步機上奔跑一樣,慢慢地通過向外輻射而收縮。“經典黑洞理論認為,任何物質和輻射都不能逃離黑洞,而量子力學理論表明,能量和信息是可以從黑洞中逃離出來的。”霍金同時指出,對于這種逃離過程的解釋需要一個能夠將重力和其他基本力成功融合的理論。在過去近一百年間,物理學界沒有人曾嘗試解釋這一過程。對于霍金的“灰洞”理論,一些科學家表示認可,也有人持懷疑態度。美國卡夫立理論物理研究所的理論物理學家約瑟夫·波爾欽斯基(Joseph Polchinski)指出,根據愛因斯坦的重力理論,黑洞的邊界是存在的,隻是它與宇宙其他部分的區別並不明顯。其實,早在2004年霍金就曾做出過類似表示。當年7月21日,霍金在“第17屆國際廣義相對論和萬有引力大會”上指出,黑洞並非如他和其他大多數物理學家以前認為的那樣,對其周遭的一切“完全吞噬”,事實上被吸入黑洞深處的物質的某些信息可能會在某個時候釋放出來。1973年,霍金稱自己通過計算得出結論,黑洞在形成過程中其質量減少的同時,還不斷在以能量的形式向外界發出輻射。這就是著名的霍金輻射理論,該理論提到的黑洞輻射中並不包括黑洞內部物質的任何信息,一旦這個黑洞濃縮並蒸發消失後,其中的所有信息就都隨之消失了,這便是所謂的“黑洞悖論”。這種說法與量子力學的相關理論出現相互矛盾之處。因為現代量子物理學認定這種物質信息是永遠不會完全消失的。30多年來,霍金嘗試以各種推測來解釋這一自相矛盾的觀點。霍金曾表示,黑洞中量子運動是一種特殊情況,由于黑洞中的引力非常強烈,量子力學在此時已經不再適用了。霍金的這種說法並沒有讓科學界眾多持懷疑態度學者信服。現在看來,霍金終于給了這個當年自相矛盾的觀點一個更具有說服力的答案。霍金稱,黑洞從來都不會完全關閉自身——霍金輻射,它們在一段漫長的時間裏逐步向外界輻射出越來越多的熱量,隨後黑洞將最終開放自己並釋放出其中包含的物質信息。

獲獎記錄

獲獎時間屆次獎項名稱獲獎作品備註
1989年

英國爵士榮譽稱號




英國皇家學會學員和美國科學院外籍院士




倫敦皇家天文學會的埃丁頓勛章




梵蒂岡教皇科學學會十一世勛章




霍普金斯獎




美國丹尼歐海涅曼獎




麥克斯韋




英國皇家學會的休斯勛章


1978年

世界物理學界最高獎—愛因斯坦獎章


1988年

沃爾夫物理獎

與羅傑·彭羅斯共同獲得
1988年

沃爾夫基金獎
《時間簡史:從大霹靂到黑洞》

2009年8月12日

自由勛章

歐巴馬親自頒獎

人物評價

史蒂芬·威廉·霍金是本世紀享有國際盛譽的偉人之一,出生于伽利略逝世三百周年紀念日,劍橋大學數學及理論物理學系教授,當代最重要的廣義相對論和宇宙論家。榮獲英國劍橋大學盧卡斯數學教席,這是自然科學史上繼牛頓和狄拉克之後榮譽最高的教席。

70年代他與彭羅斯一道證明了著名的奇性定理,為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。他因此被譽為繼愛因斯坦之後世界上最著名的科學思想家和最傑出的理論物理學家。

霍金的生平是非常富有傳奇性的,在科學成就上,他是有史以來最傑出的科學家之一。他擔任的職務是劍橋大學有史以來最為崇高的教授職務,那是牛頓和狄拉克擔任過的盧卡斯數學教授。(名人網評

人物軼事

預測世界杯

如何才能讓三獅軍團英國隊再次奪冠,史蒂芬·霍金研究很久並且有了初步的成果後,在發布會上用公式闡述英格蘭奪冠的要素。包括三獅軍團需要在海拔500米以下的球場比賽,而當氣溫提升僅僅5攝氏度時,他們的奪冠幾率會下降59%;英格蘭隊在當地下午3點比賽時會提升三分之一的幾率奪冠,身著紅色比賽球衣則會提升5分之一等。

冰桶挑戰

2014年,72歲霍金接受“冰桶挑戰” ,子女代其冰水澆頭。

霍金接受冰桶挑戰,子女代為被冰水澆

出唱片

2014年11月,霍金與Pink Floyd再度合作的單曲《Talkin'Hawkin》問世,令世人充滿期待。

由于罹患肌萎縮側索硬化症,霍金全身肌肉萎縮,隻能借助貼在臉上的感測器感應臉頰肌肉運動打字,再用電腦聲音合成器發聲。這次是霍金與Pink Floyd的第二次合作,上一次是在該樂隊1994年發行的一張專輯中,霍金曾為單曲《繼續交談》誦讀歌曲引言。

申請姓名專利

2015年3月,霍金計畫申請姓名專利,成立基金會,推動運動神經元疾病等的研究,並防止不肖人士濫用他的名字謀利。

霍金是繼暢銷全球的《哈利波特》系列小說作者JK·羅琳、前足球明星貝克漢姆(DavidBeckham)後,第三個為自己的名字申請專利權的名人。

流行文化

時間簡史》的家庭影視版于1993年製成,在《星際迷航》影集中扮演史巴克的演員由李奧納德·尼摩伊擔任,在發布派對裏,介紹霍金入場的任務。派對結束後,尼摩伊知悉霍金是《星際迷航》的超級影迷,渴想參與演出,尼摩伊因此與製作人商量,在《銀河飛龍》影集中的《墮落》一集安排給霍金三分鍾時間表演,霍金飾演自己,在全息成像平台裏與愛因斯坦牛頓、生化人百科比賽撲克牌。同年,著名搖滾樂團平克·佛洛伊德在作曲繼續講吧裏特別置入霍金的“說唱”。1999年,霍金在《辛普森家庭》系列卡通片中的一集為自己的卡通角色配音。

很多關于霍金生平的記錄片陸續被製成,這包括有《真實的霍金》(2001)、《霍金簡介》(2002)、《霍金:宇宙大師》(2008)、 《霍金:我的簡史》(2013)、《萬物理論》(2014).

霍金也曾經在動畫影集《飛出個未來》與情景喜劇影集《生活大霹靂》客串演出。另外,在2014年上映的電影《萬物理論》中,飾演霍金的英國男演員埃迪·雷德梅尼因優秀演技而贏得美國演員工會獎最佳男主角以及第87屆奧斯卡金像獎最佳男主角等獎項,而霍金亦提供了電腦化的聲音給該片。

開通微博

2016年4月12日,史蒂芬·霍金開通新浪微博。

霍金老爺子的微博名為史蒂芬霍金_StephenHawking,開通當日隻發布了一條微博,用中英雙語寫的:“我的中國朋友們,你們好嗎?好久不見了!我上次拜訪中國是在2006年,當時在北京參加了一場物理會議,那次經歷非常難忘。我的首次中國之旅是在1985 年,我那時候坐火車遊歷了你們雄偉的國度。這些旅行使我對博大精深的中國歷史和文化略有了接觸。不過現在,我可以通過社交媒體和你們交流了 —— 通過這個微博,我希望和你們分享我的生活趣事和工作心得,也希望能在互動中向你們學習。”

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