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史蒂芬·霍金

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Stephen Hawking
史蒂芬·霍金
Stephen Hawking.StarChild.jpg
史蒂芬·霍金摄于美国国家航空航天局
出生 1942年1月8日1942-01-08(73岁)
 英国牛津
国籍  英国
研究领域
任职于 剑桥大学
加州理工学院
普里美特理论物理研究所
母校 牛津大学
剑桥大学
毕业论文 宇宙膨胀的性质 (1965[1])
博士导师 丹尼斯·夏玛英语Dennis W. Sciama
博士学生 吴忠超
伯纳德·卡尔英语Bernard Carr
克理斯托福·高发德英语Christophe Galfard
盖瑞·纪邦斯英语Gary Gibbons
汤玛斯‧赫涛格英语Thomas Hertog
唐恩·佩吉英语Don Page (physicist)
著名成就
获奖
配偶 洁恩·怀尔德英语Jane Wilde(m. 1965–1991)
伊莲·梅森英语Elaine Mason(m. 1995–2006)
签名

史蒂芬·霍金OCHCBEFRSFRSA英语Stephen Hawking,1942年1月8日[2]英国著名物理学家,是剑桥大学理论宇宙学中心英语Center for Theoretical Cosmology研究主任。[3][4]霍金做出很多重要贡献:他与罗杰·彭罗斯共同合作提出在广义相对论框架里的彭罗斯–霍金奇性定理英语Penrose–Hawking singularity theorems,他理论预测黑洞会发射辐射,现称为霍金辐射

霍金是皇家文艺学会的荣誉会员,曾经获得总统自由勋章,这是美国所颁发最高荣誉平民奖。从1979年至2009年,霍金是剑桥大学的卢卡斯数学教授

霍金撰有多本阐述自己理论与一般宇宙论的科普著作,广受大众欢迎。其中《时间简史:从大爆炸到黑洞》曾经破纪录地荣登英国星期日泰晤士报的畅销书排行榜共计237周。

霍金患有肌萎缩性脊髓侧索硬化症,是一种渐冻症,病情会随着岁月逐渐愈加严重。他现已全身瘫痪,不能发音,必须倚赖语音合成器来与其他人通话。霍金曾经有过两次婚姻,育有3名子女。

生平[编辑]

家庭背景[编辑]

史蒂芬·霍金1942年1月8日出生于英国牛津,出生当天正好是现代科学之父伽利略逝世300年忌日。[5]父亲弗兰克与母亲伊莎贝尔都就读于牛津大学,弗兰克主修医学,伊莎贝尔学习哲学、政治学和经济学。第二次世界大战爆发后,弗兰克原本想要从军报国,但上级认为研究工作可以对国家给出更有价值的贡献,他于是任职为一所医学研究院的研究员,伊莎贝尔也在这所研究院找到一份秘书工作,他们在这里相遇并且坠入爱河、共结连理。婚后,他们住在伦敦附近郊区海格特英语highgate。那时正值纳粹德军轰炸英格兰伦敦遭受几乎夜夜不停的空袭。夫妻二人被迫决定,伊莎贝尔应该搬迁到较为安全的牛津把孩子生下来。等到史蒂芬诞生后,伊莎贝尔才又回到海格特。[6]:21-22他们后来生了两个女儿菲莉帕与玛莉,又收养了一个儿子爱德华。[7]:1-2, 5[6]:21-22

弗兰克于1950年升任为国家医学研究院英语National Institute for Medical Research寄生虫学部门主任,在该学术领域享有盛名,他举家搬到赫特福德郡圣奥尔本斯。在那里,霍金一家被认为是有点古里古怪的高级知识分子,他们很喜欢阅读书籍,每个人都手不离书,甚至在餐饮时间,来访客人时常会观察到全家默默地边吃边读书。他们生活很简朴,住屋很大,但是缺乏维护,交通工具是一辆改装过的伦敦出租车[7]:3[6]:22-23

婚姻生活[编辑]

1963年,霍金就读剑桥大学研究院时期,在一场新年派对里,遇到了正准备进入伦敦大学洁恩·怀尔德英语Jane Wilde,她被霍金的风趣幽默与独立性格所吸引。那时,霍金的身体已出现了渐冻症的症状,虽然尚未确诊。在那时,渐冻症无药可治,患者通常只能活两到三年,然后会因为肺炎或窒息而往生。1964年10月,霍金与洁恩文定终身,霍金后来感言,这改变了他的人生,给予他生活的动机。隔年,他找到一份研究员工作,于此,他们完成了婚姻大事。[6]:37-40, 43-44[7]:xii两人育有3名子女,老大罗柏特生于1967年,老二露希生于1970年,老三提摩西生于1979年。[6]:47, 65, 92

霍金很少谈论他的疾病与肢体障碍,甚至跟洁恩,他都很少谈到这些困难。由于他的行动不便,全家从大事到小事几乎都必须倚赖洁恩处理,这样,霍金也才会有更多的时间思考物理问题。[6]:37-39, 77-781974年,霍金获聘去加州理工学院做研究,为了减轻负担,洁恩提议找一位研究生或博士后帮助照顾霍金的生活起居,这样,洁恩可以有更多休息时间。研究生柏纳德‧卡尔英语Bernard Carr因此跟随他们一起去加州逗留了一年。[6]:82–83[8]

1977年12月,洁恩在教会合唱团唱歌时碰到管风琴演奏家强纳森‧琼斯英语Jonathan Jones。逐渐地,琼斯与霍金一家走得越来越近。到了1980年中期,洁恩与琼斯发展出罗曼蒂克的友情,根据洁恩,她的丈夫很勉强地接受了这现实:“他不会表示反对,只要我持续地爱他。”那时,洁恩与琼斯决定不让这脆弱的家庭破碎,有很久一段时间,他们彼此之间努力地维持着纯友谊的关系。[6]:91-92[7]:xiv, 79

多年来,照顾霍金病情与起居的护士与助手无可避免地侵扰了他们的家庭生活,使得洁恩感觉到不知如何是好,霍金与妻子之间婚姻关系变得益发紧绷。他明星般的地位对于家庭成员与学校同事都是一场挑战。1980年代后半期,陪伴霍金出外旅行的人时常是护士伊莲·梅森英语Elaine Mason,他们彼此开始喜欢对方,霍金要伊莲尽可能陪伴他。伊莲的个性很强悍,她极力守护她与霍金之间的亲近关系。霍金家人、其他护士与看护对她都很有意见。[9][6]:145

1990年,霍金与洁恩分居,1995年春天,正式与洁恩离婚,四个月之后,迎娶伊莲,他开心地表示,“好棒,我已与我爱的人结婚”。[6]:165, 186-187[7]:xv–xvi洁恩于1999年发表了一本回忆录《移动星星的音乐英语Music to Move the Stars》,描述她与霍金婚姻的生活点滴与破裂,无以遮掩的曲折情节立即在大众传媒引起了一阵轰动。如同他往常处理关于自己私生活的方式,霍金并没有做出任何公开回应,除了表示他自己尚未阅读这本关于他的传记以外。[6]:192

第二次婚姻后,霍金的家人觉得被排除在他的生活之外,甚至连见他一面都很困难。随着时间流易,他们越发疑虑霍金的身心可能遭到折磨虐待。2004年初,有媒体指控霍金遭到第二任妻子虐打,消息轰动全球。为此,霍金两度发表声明,指责这消息失实,并表示“我全心坚决驳斥说我遭到虐待的说法。媒体的报道纯属虚构,有人散播这样不实的消息,令我感到失望。”然而外界传出霍金身上出现多处神秘伤痕,手腕骨折,脸部和嘴唇有很深的切口,同年3月英国警方正式向霍金询问了解相关情况,并向先前照顾霍金的护士查问并且索取资料,但由于霍金不与警方合作,英国警方最终未能起诉任何人。2006年夏天,64岁的霍金与第二任妻子伊莲办妥离婚手续,他们已经共同生活了11年。之后,霍金与洁恩合好,重新与儿孙们共享天伦之乐。反映这段快乐时期,洁恩于2007年发表了著作《遨游至天涯海角英语Traveling to Infinity》。[9][10] [11][12][6]:197, 225

学子生涯[编辑]

中小学时期[编辑]

霍金启蒙于海格特的拜伦贵族学校英语Byron House School,然而,霍金并没有在这所学校里学会如何阅读,他归咎于这学校提倡使用的“进步教学法英语progressive teaching method”。举家搬到圣奥尔本斯后,年仅8岁霍金转学到圣奥尔本斯女子中学英语St. Albans High School for Girls;这学校的校名很奇怪,虽然是女子中学,它招收了很多低于中学年龄的学生,它的麦可堂会英语Michael House还可以招收男性学生。读了几个月以后,他又转学到拉德雷特公校英语Radlett School读了一年书,获得很好的成绩,足以进入精英学校圣奥尔本斯公校英语St Albans School (Hertfordshire)。刚进入新学校,他的成绩很差,第一年排名倒数第三。渐渐地,他开始展露出他的才智,同学们称他为“爱因斯坦”,觉得他似乎才智出众,他自己也开始对科学发生兴趣,想要成为科学家。霍金一家很重视教育,在他13岁那年,他的父亲要他申请西敏公学,但是霍金在奖学金考试之日染病,无法参加考试,假若没有奖学金,则无法负担昂贵的学费,因此霍金只好仍旧留在圣奥尔本斯公校。[6]:22, 24-25[7]:3-4[13]:4, 7-8

不能游学西敏公学,焉知这不是福分,霍金在圣奥尔本斯公校有很多从小就在一起成长的挚友,他们共同分享对方的嗜好,比赛图版游戏,制造爆竹、模型飞机、模型船艇,互相切磋学问。在数学老师迪克岚‧挞塔英语Dikran Tahta的指导下,利用时钟零件、旧电话交换机与其它回收零件,他们制成一个简单电脑。在老师挞塔的极力鼓励之下,他决定他要研究“数学,更多的数学,还有物理”。霍金的父亲忧虑数学系毕业后很难找到工作,建议霍金主修医学,他要霍金去他的母校牛津大学就读。在那时,牛津大学不让学生主修数学,霍金因此决定主修物理与化学。由于他在入学考试的物理部分几乎获得满分,面试也进行的很顺利,他获准在牛津大学主修物理,并且得到奖学金。[6]:25-28[13]:17-20, 42-43

大学时期[编辑]

霍金于1959年进入牛津大学大学学院就读,也是他父亲读大学时的学院。他那时年仅17岁,比大多数其它学生都年轻。入学后最初18个月,他觉得挺无聊与寂寞,他认为学校功课“可笑的简单”。他的物理导师罗柏特‧柏尔曼英语Robert Berman后来称赞霍金是他所教导的学生中最为聪明才智的一位,“他只需要知道某个问题有答案,不需要查看其他人怎样解答,他就可以给出答案”。在大二与大三两年,霍金的态度有很大的改变,他变得很活泼,很受欢迎,学友们都知道他很幽默风趣,他对于经典音乐与科幻小说很有兴趣,这改变的促成主要是因为他参加了划艇会,成为一支划艇队的舵手。教练注意到霍金具有冒险犯难的精神,他喜欢带领队友航行危险便捷的路线,因此时常导致快艇遭到损坏。[6]:28-31[13]:46-47, 50-51[14]:44[7]:11

在牛津大学主修物理需要念完三年课程,在这期间没有任何考试,只有在最后有个毕业考,必须通过毕业考,才可获得学士学位。霍金估算他大约平均每天读书一小时,在牛津的三年间一共读书一千小时。这样懒散的读书习惯的确让人怀疑他怎能通过毕业考的严格挑战。霍金完全明白自己的状况,由于毕业考不需要每一个问题都给出答案,他计划只回答理论物理学问题,忽略那些需要实际知识的问题。那时期,在理论物理学里,有两个尖端研究领域,一个是宇宙学,另一个是粒子物理学。霍金觉得宇宙学比较具有挑战性,涉及到很多深邃奥妙的大问题,例如,宇宙是从哪里来的?那时在英国最具盛名的宇宙学者是剑桥大学教授弗雷德·霍伊尔,而牛津大学没有任何教授专注于宇宙学。霍金很想跟霍伊尔学习,他申请并且获准毕业后在剑桥大学研究院读宇宙学,唯一条件是他必须以第一级荣誉的成绩毕业。在毕业考的前一晚,霍金异常紧张,他居然失眠了!他的成绩只在第一级荣誉与第二级荣誉之间的边界,因此,还必须加考口试。霍金恐怕被视为很懒惰与难教的学生,在考口试时,考试官询问他的未来计划,他巧妙回答,“假若您奖励我第一级荣誉,我会游学剑桥,假若我获得第二级荣誉,我会留在牛津,因此我认为您会给我第一级荣誉。”他如愿得到了第一级荣誉学士学位。柏尔曼表意,那些考试官拥有足够智慧,他们知道询问的对象比他们聪明很多。1962年10月,他开始在剑桥大学三一学堂的研究生学业。[6]:31-32[13]:53-56[15]:36-37

研究院时期[编辑]

霍金在剑桥大学研究的第一年遇到了很多困难。[1]他的指导老师被指派为丹尼斯·夏玛英语Dennis W. Sciama,虽然夏玛对学生很热诚,乐意花时间与学生讨论,把学生的需要放在优先位置,但是他在那时只是讲师,在学术界名气不高,霍金很想成为霍伊尔的学生,因此他最初觉得很失望。他又发觉自己的数学程度难以应付广义相对论与宇宙学的需要。更严重的是他的健康出现了状况;霍金在牛津最后一年时期,就已经发现自己动作越来越笨拙,时常不知缘由地摔跤,划船也变得力不从心。有一次,他还从楼梯上摔下来,头先着地,因此造成暂时轻微丧失记忆力。到了剑桥,健康问题更加恶化,他的讲话有些含糊不清。霍金的父母亲也注意到他的健康问题,带他去看专科医生。霍金21岁时,医生诊断他得到肌萎缩性脊髓侧索硬化症,只有两年好活。在这之后,霍金的情绪变得很抑郁,虽然医生建议他继续学业,他觉得继续读书已不具任何意义。很奇妙地,他的病情渐渐地稳定了,两年光阴飞驰而去,他仍旧活着,虽然他走路时需要倚靠拐杖,他的讲话几乎难以听懂,百年与完全失去运动功能似乎离他尚远,在指导教授夏玛的鼓励下,他重拾先前已放弃的学业。生命是那么的珍贵,还有很多有意思的事值得完成。[6]:32-36[13]:58-63[7]:16-19

在那时期,关于宇宙初始有两种主流理论,大爆炸理论稳恒态理论。60年代,稳恒态理论的预测被发现与天文观测结果不符合,例如,通过数算分布于宇宙的无线电波源,无线电天文学大师马丁·赖尔于1962年发现,宇宙似乎不像稳恒态理论所预测的那么均匀。为此,霍伊尔与他的学生必须修改稳恒态理论来弥补差别。霍金察觉他们的结果有瑕疵,因此发表论文修正他们的论述。[16]霍金觉得稳恒态理论的未来可能相当坎坷,他开始投身研究大爆炸理论。果真,贝尔实验室阿诺·彭齐亚斯罗伯特·威尔逊于1965年测量到宇宙背景辐射,彻底摧毁了稳恒态理论。罗杰·彭罗斯于1965年提出理论阐明,假设恒星在生命末期坍缩成黑洞,则不论恒星原本状况为何,不论它怎样坍缩,它会在黑洞中心坍缩成一个密度无穷大、曲率无穷大的时空奇点。霍金从这最早的奇性定理得到启发,将同样的想法应用于整个宇宙,并且逆转时间方向,设想从一个密度无穷大、曲率无穷大的时空奇点向外爆炸,会发生什么样的状况,他撰写的博士论文《宇宙膨胀的性质》研讨的就是这论题。同年,他获得了冈维尔与凯斯学院研究生奖学金。隔年,拿到博士学位。霍金发表的论文《奇点与时空几何》与彭罗斯的论文共同赢得了那年的亚当斯奖英语Adams prize。夏玛骄傲地表示,霍金的学术成果应能配与艾萨克·牛顿相提并论。[6]:34, 42-44, 47[13]:71-72[7]:xii, 16, 24-25

学术生涯[编辑]

1966–1974[编辑]

应用先前彭罗斯研究奇点所发展出来的数学技巧,霍金团队获得很多关于大爆炸的存在与物理行为的重要结果。霍金与乔治·艾利斯英语George Francis Rayner Ellis于1968年发现,宇宙背景辐射的存在证实宇宙的确曾经发生过大爆炸。霍金与罗柏特·哲洛奇英语Robert Geroch、彭罗斯合作将奇性定理加以延伸;他们表明,宇宙必须有一个初始奇点,时间与空间就是从这初始奇点开始演化。霍金与彭罗斯合作撰写关于最初时间的论文荣获1968年引力研究基金英语Gravity Research Foundation竞赛第二名。隔年,霍金得到冈维尔与凯斯学院特别设立的“科学卓越贡献奖学金”,提供他在凯斯学院做六年研究的薪资。1970年,霍金与彭罗斯共同发表论文证明,假若宇宙遵守广义相对论,并且含有足够多的物质(如同现今观察到的数量),则它必定起始于大爆炸奇点 。[17]来年,霍金发表的论文《黑洞》赢得引力研究基金英语Gravity Research Foundation竞赛第一名。霍金与艾利斯共同撰著的《时空的大尺度结构》于1973年开始发行,这是霍金的第一本著作,现已成为经典文品,主要是应用微分几何来检试广义相对论的后果,探讨时空的基础结构。[6]:49, 61, 64-65, 68[13]:101, 115-116[7]:31-33, 35

在对于奇点的研究告一段落之后,霍金开始转移焦点研究黑洞。1971年,他发表论文指出,宇宙可能存在一种崭新种类的物体,称为原生黑洞,是在大爆炸的最早时刻经过高温与高压制成的微观黑洞。[18]同年,霍金又发表论文阐明,黑洞的事件视界表面面积永不会减少,两个黑洞合并后的表面面积不会小于原先两个表面面积之和,这发现后来知名为黑洞热力学第二定律[19]任何粒子都无法从黑洞表面逃逸出去,因此,黑洞的质量只能增加,不能减少。由于黑洞的事件视界表面面积是决定于它的质量,表面面积也只能增加,不能减少。热力学第二定律表明,孤立系统自发地朝着热力学最大状态的方向演化。霍金认为,黑洞表面面积的增加很像熵的增加,但这只是个类比。但是,约翰·惠勒的研究生雅各布·贝肯斯坦坚持主张,黑洞的表面面积可以用来量度熵;假若将一堆含有熵的物质丢入黑洞,则黑洞的熵必定增加,这会从黑洞的质量增加反映出来。霍金觉得贝肯斯坦的主张有误,假若黑洞具有熵,则必定可以测量出它的温度,它会辐射出能量,但是没有任何粒子可以从黑洞内部逃逸出去!1972-1973年间,霍金又与杰姆斯·巴丁英语James Bardeen布兰登·卡特英语Brandon Carter合作提出四条黑洞热力学定律。这些定律看起来真的很像热力学定律[注 1]但是霍金强烈声明,黑洞不能辐射出任何能量,因此黑洞不具有熵。[6]:65-68[13]:123-124[7]:38

俄国物理学者雅可夫·泽尔多维奇艾利西·斯塔宾斯基英语Alexi Starobinsky不确定性原理推断出旋转中的黑洞会发射粒子,这些粒子是在事件视界外的邻近区域由黑洞的旋转能制成,因此会消耗黑洞的旋转能,直到黑洞不再旋转为止。霍金对于这研究觉得很好奇,因此,霍金与好友基普·索恩于1973年一起去俄国拜访泽尔多维奇与斯塔宾斯基,希望更了解他们的想法,索恩与俄国物理学者在过去五年间共同进行学术研究,在那里建立了丰富的人脉关系。会谈之后,霍金觉得俄国学者的数学方法稍嫌粗糙,他可以做的更好。可是,经过仔细计算,他发现了一个令人惊讶的结果,不仅是旋转中的黑洞,甚至连非旋转中的黑洞也会持续发射粒子,其能谱符合黑体辐射的物理性质。这结果与黑洞热力学第二定律相互矛盾,并且支持贝肯斯坦关于熵的推论。[6]:68-70[13]:146[7]:41

1974年,霍金在牛津大学卢瑟福-阿普顿实验室举行的第二次量子引力会议英语Second Quantum Gravity Conference发表论文《黑洞爆炸?》,[注 2]一个月后又刊载于《自然》。在这篇论文里,他详述,事件视界外的邻近区域会出现很多虚粒子对,每一对虚粒子都会有一个正能量粒子和一个负能量粒子,总能量为零;通常,这些虚粒子对在出现后的短暂片刻会再相遇,因此相互湮灭;但是,假若在相遇前,负能量粒子穿越过事件视界,并且从强劲的引力场获得能量,则正能量粒子可以逃逸出黑洞,因此,能量会被辐射出去,黑洞质量会逐渐减小,这就是黑洞发射辐射的机制,辐射率与质量呈反比;对于普通黑洞而言,由于宇宙微波背景辐射的干扰,很难观测到这种称为霍金辐射的现象;但是,超小型的原生黑洞的质量很小,因此辐射率很高,同时温度也会变得很高,最后,会造成威力如同几百万个氢弹的爆炸,这是一种可以观察到的稀有事件。[6]:69–73

这篇论文立刻震惊了整个宇宙学界。泽尔多维奇起初持保留态度,但经过严格检查后不能不承认霍金是对的。教授夏玛称赞,“这是物理学里史上最美丽的论文之一!”最令人佩服的是,霍金的计算大部分是在他的脑袋内部完成,霍金谦虚地解释,“大多数人错误地以为数学只是方程而已,实际而言,方程只是数学的乏味部分,我试图以几何来看问题。”1974年3月,霍金当选为皇家学会会士,年龄才32岁,是最年轻的会士之一。同年,加州理工学院聘请他为谢尔曼·费尔柴尔德杰出访问教授英语Sherman Fairchild Distinguished visiting professor,除了优渥的薪资、住房、车子、孩童教育以外,他还获得了一辆电轮椅与所有医疗需要。虽然霍金发表的这篇论文极具争议性,到了70年代末期,经过更进一步研究与论述,这理论物理学的突破终于被学术界广泛接受。[6]:43-44, 70-74[13]:133, 150-151[7]:42-44

1975–1989[编辑]

霍金于1975年回返剑桥大学担任大学教授。在那时期,人们对于黑洞与研究黑洞的物理学者有浓厚的兴趣,时常可以在报纸杂志或电视媒体看到霍金被访问。学术界对于他的成就也给予诸多表彰。1975年,他获颁爱丁顿奖章庇护十一世金牌英语Pontifical Academy of Sciences。隔年,被授予麦克斯韦奖英语Maxwell Medal and Prize海涅曼奖休斯奖章英语Hughes Medal。1977年,升任为引力物理学讲座教授。翌年,获得爱因斯坦奖英语Albert Einstein Award与牛津大学荣誉博士学位。[6]:90-92[13]:132-133, 162[7]:xiv-xv

卢卡斯数学教授席位是剑桥大学授予物理学者的一个最高荣誉职位。1979年,霍金当选第十七位卢卡斯教授[20]他就职演讲的题目为“是否即将看到理论物理的尽头?”他在演讲中坦率预测,在这世纪结束之前,量子力学与广义相对论将会达成统一;他又预测,就研究理论物理的能力而言,电脑将会超越人脑,这可能是理论物理学者的尽头,如果不是理论物理的尽头的话。为了更快捷地发掘宇宙的奥秘,霍金决定改变他研究物理的方法,不再坚持踏实的数学证明,他变得更为凭靠直觉,更带推测性。他告诉索恩,“在正确与严严密这两种选项之间,我宁愿选择正确。”严密不一定是获得正确结果的最好方法,有时候,过度注重细节,可能会导致忽略大局。1981年,在批评思想家维尔纳·艾哈德英语Werner Erhard的豪宅举办的一场会议里,霍金提出黑洞悖论英语Black hole information paradox:由于黑洞发射霍金辐射如同理想热辐射,当黑洞因霍金辐射而最终消失之时,所有信息也会不可逆地遗失。在黑洞学里,信息指的是粒子的种类、性质与组态等等。霍金严重警告,信息的遗失是物理学的一大危机,因为这意味着无法按照物理学的理论来预测未来。黑洞悖论违反了量子力学的基本原则,即“信息守恒定律”:宇宙不会遗失任何信息。黑洞悖论引起了延续多年的激烈辩论,霍金与李奥纳特·苏士侃杰拉德·特·胡夫特之间因此开启了黑洞大战英语Black Hole War[6]:92, 96-101[7]:48-49, 60[21]:9, 18

霍金将费曼原创的总和历史方法应用于研究宇宙的起源,这涉及到总和宇宙的每一种可能历史,也就是说,总和在时空的每一条世界线可能发生的事件。这意味着必需考虑宇宙的边界条件.。1981年,在梵蒂冈教皇科学学会英语Pontifical Academy of Sciences主办的一场会议里,霍金发表论文《宇宙边界条件》。他提议,宇宙可能没有边界(没有起源或终结)。两年后,他与詹姆斯·哈妥共同提出宇宙无疆界模型英语no-boundary model:在普朗克时期之前,由于量子力学的不确定性原理,宇宙没有时空边界;而在大爆炸之前,时间并不存在,宇宙起源的概念毫无意义。[22]经典大爆炸模型的初始奇点被改变为像北极区域一般;北极是所有朝北线相交与结束之点,没有比北极更北的地方。[6]:102-103, 116-131[13]:180-183 [23]:234

1985年,霍金发表论文说明对于时间箭头的研究结果,在这篇论文里,他声称,假若无边界提议是正确的,则当宇宙不再膨胀、开始坍缩之时,时间会朝着反方向流易。这论点很具争执性。他曾经指导过的学生唐恩·佩吉英语Don Page发表论文反驳此结果。经过一番功夫,佩吉与另外一位学生雷蒙·拉弗兰姆英语Raymond Laflamme,成功说服了霍金,促使霍金承认错误。[6]:114, 180-182[13]:274[7]:xiv–xv

由于先前卓越的研究成果,霍金得到更多奖章。1981年,他被授予弗兰克林奖章英语Franklin Medal。隔年,又获颁大英帝国勋章 (CBE)。奖章不能用来支付日常开销,为了筹措孩子教育与家庭生活所需的费用,霍金决定撰写一本大众读者可以看得懂,解释宇宙奥秘的科普书籍。他并没有找学术出版社承担发行的工作,而是与商业出版社签约,因此得到一大笔预付款。这本书的书名为《时间简史》,首稿于1984年完成。经过多次编缀,于1988年出版发行,快速升至美国与英国的畅销书排行榜第一名,并且占据那位置好多个月,很快地就卖出一百万本。至2001年为止,这本书至少被翻译成35种语言,销售超过九百万本。[24]霍金已成为大众明星,各种媒体都争相报道有关他的消息。《新闻周刊》杂志封面刊登了他的肖像,称他为“宇宙大师”。[6]:134-135, 143-144[13]:205, 220-227[7]:xiv-xv

虽然霍金赚了很多钱财,成为公众人物,他必须面对很多新挑战,但他觉得乐在其中,他到处旅游,推销他的著作,常常派对与跳舞至三更半夜。[注 3]霍金似乎无法拒绝邀请,他也很少杜门谢客,因此减少了做研究的时间,甚至他的学生们都觉得他的“课外活动”太多。霍金的超高人气引起有些酸葡萄人士忌妒,他们认为这全是因为霍金的残障。尽管如此,他继续获得更多的褒奖,包括五个名誉学位与七个国际奖。1988年,他与彭罗斯共同获得沃尔夫奖,表彰他们“对于广义相对论的重要研究,并显示宇宙奇点的必要性,及阐述了黑洞物理。”[25]隔年,英国女皇伊丽莎白二世颁予名誉勋位,这是英国女皇所能颁发的最高荣誉。[6]:143-149[13]:230-231

1990–1999[编辑]

虽然需要经营很多公关活动,霍金仍旧能够空出一些时间研究学问。1993年,霍金与盖瑞·纪邦斯英语Gary Gibbons合作编辑著作《欧几里得量子引力》,霍金还将自己的关于大爆炸与黑洞的论文编修成著作《霍金论大爆炸与黑洞》;在他发表的37篇论文里,他独自或与他人共同撰写了16篇论文。隔年,霍金与彭罗斯在剑桥的牛顿研究院英语Isaac Newton Institute讲演的六堂课系列发行成著作《时空的性质英语The nature of Space and Time》。在这本著作中,霍金表示,按照实证主义,物理理论只是一种数学模型,它是否对应于物理实在则是一个无意义的问题;人们只能要求它的理论预测符合实验观察。这句话惹恼了很多批评者,他们之中很多主张,或许在问题的后面存在着千真万确的物理实在,只不过人们无法观察到这物理实在。霍金坚持,研讨像虫洞是否存在这类问题是毫无意义的,因为对于描述物理实在,我们从未有独立于模型的绘景,但这不意味着没有独立于模型的物理实在,假若我不认为有,则我将会无法继续做物理研究。这本著作记录了实证主义者霍金与实在主义者彭罗斯之间的一场辩论,主要论题是量子力学与广义相对论,这两种非常成功但仍旧存在严重争议的理论,怎样合并为能够解释时空性质的量子引力理论。[26]:vii-viii, 3-4, 134[27][6]:180, 188[7]:95

霍金曾于1991年与加州理工学院的教授索恩、约翰‧裴斯基英语John Preskill打赌,命题是,奇点通常应该会出现在黑洞内部,无法从事件视界之外观察到,但出现在事件视界之外的“裸奇点”是否存在。霍金支持彭罗斯提出的宇宙审查假说,他认为裸奇点并不存在,而索恩与裴斯基对此则持相反意见。1997年,普林斯顿大学教授德米特里‧克理斯特德勒英语Demetrios Christodoulou的理论计算与玛修‧乔土奕克英语Mathew Choptuik的电脑模拟建议,在非常特别状况下,可能会出现裸奇点。霍金只好因为这技术细节认输。后来,克理斯特德勒修改了他的理论计算,他发现,霍金可能白棋举得稍微早了一点。霍金仍然对此事耿耿于怀,他再与索恩、裴斯基打赌,命题更加详细地改为,在一般状况下,是否存在裸奇点。同年,黑洞赌王霍金又与索恩、裴斯基打赌,这次命题涉及到黑洞悖论。霍金与索恩主张,黑洞吞入的信息永远与外界宇宙隔绝,永远不会显露出来,甚至当黑洞蒸发与完全消失之时;裴斯基持反对立场坚信,正确的量子引力理论必需而且将会给出机制解释霍金辐射怎样从黑洞释出信息。[28][29][30][6]:189-90[7]:97-98, 124-125

霍金对于将科学介绍给更广泛大众的工作不遗余力。《时间简史》的电影版本,经过埃洛·莫里斯的导演与史蒂芬·史匹柏的制作,正式于1992年在好莱坞美国电影艺术与科学学会首映。原本,霍金认为这部电影应该如同他的著作一般,专注于描述科学理论,而不是人物事迹,然而,他后来发现其中一大半内容是在描述人物事迹,他很随和地改变主意,觉得这是件好事,但他并未在摄影机之前公开自己的私生活。虽然这部电影得到很多好评,但并没获得广泛发行。霍金将他从1976年到1992年撰写的14篇文章收集成一本科普著作《黑洞与婴儿宇宙英语Black Holes and Baby Universes and Other Essays》,于1993年发行。在这本书理,霍金谈到他的生平,他怎样经历与奋战渐冻症,以及一些宇宙学理论。1997年,英国广播公司与美国公共电视合作制成了六集电视节目《史蒂芬‧霍金的宇宙》,在霍金的坚决要求之下,这次,节目内容完全聚焦于说明科学理论。[6]:168-170, 189–90[7]:93, 97[31]

2000–现今[编辑]

霍金与弦理论学者大卫·葛罗斯爱德华·维腾在印度塔塔基础研究院英语TIFR的2001年弦理论会议合照。
2006年,坐在轮椅上的霍金
2006年,坐在轮椅上的霍金。

由于《时间简史》广受好评,霍金又于2001年撰写完成了姊妹作《胡桃里的宇宙》,概述霍金在完成《时间简史》之后的一些研究结果,历如,关于膜世界的研究结果。在《胡桃里的宇宙》里,霍金对于膜理论表示意见,额外维度是否存在这问题并不具意义。人们只能检试额外维度数学模型是否恰当地描述宇宙来评价额外维度。2005年,霍金与伦纳德·姆沃迪瑙合作将《时间简史》重写与更新为更易懂易读,并且附有精美图片的著作《新时间简史》,希望更多读者能够通过这本书接触到这方面的知识。在于2006年出版的选集《上帝创造整数英语God Created the Integers》里,霍金收录了数学史上最重要数学论文之中的31篇论文,并且简略描述了每篇论文作者的生平。自2006年以来,霍金、汤玛斯·赫涛格英语Thomas Hertog詹姆斯·哈妥发展出的“自顶向下宇宙学”理论阐明,宇宙有很多种不同的初始态,而不是只有一种唯独的初始态,因此不该只表述从某种宇宙初始态预测出宇宙未来态的理论。实际而言,宇宙初始态是不可得知的,只有宇宙现在态是可得知、可观察的,因此只能从现在态逆着时间估算所有可能的初始态。自顶向下宇宙学假定,现在态选择所有能够导致现在态的过去历史。这样,这理论给出一条解释精细调节问题英语fine-tuned universe的路径。[32][33][34][6]:199-200, 222-223[7]:117-118

随着黑洞学研究快速进展,越来越多的学者认为霍金关于黑洞信息遗失的答案可能不正确。2004年,在爱尔兰都柏林举办的第十七届广义相对论与引力国际会议英语Internal Conference on General Relativity and Gravitation (GR17)的一场演讲里,霍金给出他自己的相当具有争议性的解答,涉及到黑洞可能同时拥有多种拓扑(几何)。演讲完毕后,霍金邀请索恩与裴斯基一同来到台前,霍金正式认输,并且赠与裴斯基一本棒球百科全书。索恩要先研读霍金的论文,然后再决定是否认输。裴斯基很高兴得到赠礼,但是他承认并不了解霍金的演讲。翌年,他对于这论题正式发表论文,应用总和历史方法,思考宇宙的所有可能历史,拥有黑洞的历史会造成信息遗失,而不拥有黑洞的历史不会造成信息遗失,由于这两种状况会相互抵销,最终结局是信息不会遗失,因为根本就不会存在有任何俘获信息的黑洞。[注 4]演讲完毕后,霍金邀请索恩与裴斯基一同来到台前,霍金正式认输,并且赠与裴斯基一本棒球百科全书。索恩要先研读霍金的论文,然后再决定是否认输。裴斯基很高兴得到赠礼,但是他承认并不了解霍金的演讲。[30][36][6]:216-220, 223-224

霍金与女儿露希、博士学生克理斯托福·高发德英语Christophe Galfard于2007年共同撰写完成童书《乔治通往宇宙的秘密钥匙英语George's Secret Key to the Universe》,这本书讲述孩童乔治如何找到并借着一种宇宙闸门游遍整个太阳系。两年后,霍金与女儿露希撰写童书《乔治的宇宙寻宝英语George's Secret Key to the Universe》,叙述乔治怎样迷航宇宙寻找生命的踪迹。过了两年,他们又再度合作完成童书《乔治与大爆炸英语George and the Big Bang》,描述宇宙在大爆炸时的状况。[37][6]:230–231

霍金的健康仍旧缓慢恶化,2005年,他开始使用脸颊肌肉的运动来控制他的通讯设备,每分钟大约可以输出一个字。由于这疾病很可能引起闭锁综合症,霍金正与神经学专家研发出一套新系统,让电脑将他的脑波图样翻译为文字或字句。2009年,他不再能独立驾驶他的轮椅,他的呼吸越加困难,时常需要使用人工呼吸器英语ventilator,还有几次严重地需要去医院诊疗。[38][39][40][34][6]:224, 240

Barack Obama talking to Stephen Hawking in the White House
2009年8月12日,美国总统巴拉克·奥巴马颁予霍金总统自由勋章。图为美国总统奥巴马与霍金、霍金女儿露希在白宫蓝室畅谈的留影纪念。

英国广播电台的“伟大英国人”节目于2002年选举霍金为最伟大的100名英国人中第25名。2006年,霍金荣获英国皇家学会科普利奖章因为他“对于理论物理学与理论宇宙学做出杰出贡献。”两年后,霍金亲赴西班牙的圣地亚哥-德孔波斯特拉大学英语University of Santiago de Compostela接受丰塞卡奖英语Fonseca Prize,这是为了表彰他尽心竭志传播科学种子于广泛大众。隔年,美国总统巴拉克·奥巴马颁予霍金美国最高的平民荣誉总统自由勋章,表彰他克服身体残障、拓展科学疆界。又过四年,俄国也授予霍金特别基础物理奖英语Fundamental Physics Prize,奖金$3,000,000,为了奖励他“发现黑洞的霍金辐射,和他对于量子引力学与早期宇宙量子学的深度贡献。”[41][42][43][44][6]:241

根据剑桥大学的校规,卢卡斯数学教授必须在67岁时退休,霍金因此于2009年卸任,但他仍可继续在应用数学与理论物理系作研究,他的新头衔是“剑桥理论宇宙学中心研究主任”。为了抗议基础研究与科学教育的经费被裁减,他扬言很可能搬迁至加拿大。谣传他退休后或许会到加拿大的普里美特理论物理研究所任职。目前,他在剑桥大学仍然拥有宽敞的私人办公室,有私人助理专门处理事务,还有很多博士学生实现他的奇点子。霍金的私人助理表示,霍金热爱他的工作,他非常快乐,学校非常需要他,他尚未草拟任何退休计划。霍金依然雄心勃勃地设定了超高难度研究目标:彻底了解宇宙,为什么它是如此,为什么它竟然存在?当被问到何时才可达成这目标之时,他重复先前在卢卡斯数学教授就职演讲的预测:这世纪结束之前。[45][6]:238-239

霍金宇宙论[编辑]

霍金先后与不同学者,提出多项学说,改变人类对宇宙诞生的看法。他与彭罗斯共同提出的奇性定理阐明,宇宙必须有一个初始奇点,时间与空间就是从这初始奇点开始演化。这定理肯定了同时代其他学者开创的宇宙大爆炸理论,推翻经典物理学有关时空是永恒存在的稳恒态理论。霍金进一步提议“宇宙无边界论”指出,“宇宙的边界条件应该会很特别,什么条件会比无边界条件更为特别?”因此,只需要考虑会弯曲回自己的宇宙模型,这种模型不需要设定边界条件与像奇点一类的奇怪初始条件。[7]:31-32, 61[23]:234

在黑洞研究方面,霍金发现,黑洞并非完全漆黑一片,黑洞会发射出一种辐射(后来被称为霍金辐射),这种辐射的辐射出射度与黑洞质量成反比,对于宏观黑洞,辐射出射度很微小,尽管如此,这现象意味着微观黑洞(例如,原生黑洞)的质量会耗尽,造成非常稀有但可观察到的黑洞蒸发现象。[46]:60-69

学说背景[编辑]

在经典物理学中,一般相信时间和空间,是一个独立于自然界的概念,可以永久存在,但1915年,爱因斯坦发表广义相对论中提出,时间和空间并非绝对,不再是独立于事件的背景,因此,学者对于时间的看法彻底的转变。

1920年代,爱德温·哈伯使用100英寸胡克望远镜观察天文时,发现恒星并非均匀分布于整个空间,而是聚集在称为星系的集团里。他又发现了几乎所有星系,都出现红移现象,即它们都在远离地球,而且星系离开地球越远,远离的速度亦越快(这就是著名的哈伯定律)。这项发现带来新的问题:在更早的时候,所有星系是否离地球更近,宇宙是否有一个的开端?[46]:15-18

在那时,很多物理学者尝试解释这种现象。英国学者赫尔曼·邦迪汤马士·戈尔德和霍伊尔提出的稳恒态理论阐明,在任何时刻,宇宙的状态在过去、现在与未来都很相像,持续地扩展,而新生物质也会持续地填补扩展所形成的空间。这理论要求新物质的持续生成率大约为一个粒子每年每千米立方。稳恒态稳恒态理论不严格要求宇宙必需具有开端,这一点与大爆炸理论不同。[46]:26-27

俄国学者叶夫根尼·利夫希茨艾萨克·哈拉尼科夫英语Isaac Khalatnikov则提出,当今的处于膨胀阶段的宇宙可能不是开始于大爆炸,而是延续先前处于坍缩阶段的宇宙。实际而言,微扰会使黑洞的奇点变得不稳定,因此,在宇宙坍缩的过程中,很可能因为微扰而使得奇点无法形成,所以,不是所有物质都会坍缩至一个奇点,密度不会变得无限高,这样可以避免宇宙有开端的说法。[46]:27-29[47]:455ff

奇性定理[编辑]

霍金当时并不相信这些学者的证明,于是联同当时已研究奇点的彭罗斯发展一套数学公式,证明宇宙不能反弹。该学说认为,如果广义相对论正确,宇宙起源将存在一个奇点。当时,奇点一般被视作黑洞的中心,内里有密度无限强、引力无限重、限时空曲率无限大,霍金当时设想,若重新走回宇宙诞生之时,全部物质聚成一点,这亦即为奇点。

1965年10月,人类发现一种散布于空间的微波背景辐射。这些能量极度微弱,能量值远低于一台微波炉,但科学家发现,要合理解释这种辐射,宇宙早期必定非常热,随着宇宙膨胀,辐射持续冷却,最终才会有出现微波背景。这一学说,进一步确认宇宙早期曾经出现大爆炸

不过,霍金因应广义相对论,虽然解释了宇宙源自一个“奇点”,这些定理未能说明宇宙如何开始。霍金认为,这代表广义相对论在“奇点”中失效,该理论只能推测宇宙如何演化,却不能判断它如何起始,于是霍金试图合并量子理论广义相对论,期望以此解释整个宇宙从诞生、以至演化的过程。

简而言之,广义相对论是处理极大的物理现象,而量子力学则处理极小尺度的结构。直至今日,科学家相信,若有人成功合并两套理论,则有可能成为一套更具一般性的理论,解释空间中任何物理现象,亦即物理学界一直追求的所谓大一统理论。霍金至今仍未能发展出这套理论,但科学界一般认为他的研究,为人类迈向大一统理论踏出重要一步。

黑洞蒸发[编辑]

1970年以前,科学家一直相信黑洞只会吸进物质,四周“漆黑”一片,当吸引更多物质时,黑洞的质量亦随之上升,霍金另一创见是指出,黑洞不是真的很黑(Black Holes aren't so black),而且黑洞内存在温度。有温度的物质自然会释放辐射,由于辐射是一种能量,黑洞最终因耗尽能量而消失,即所谓“黑洞蒸发论”。

霍金这次发现,拜量子力学所赐。过去科学家以为黑洞内的“真空状态”,代表内里没有任何物质,但霍金约1974~1976年指出,如果量子力学正确,人类从极度微观中观看宇宙的“真空”时,会发现一对对的光子不断产生,但能量在真空中无法保持固定值,令这些成相成对的光子不断摇晃,最终消灭。他相信,当黑洞质量越少,释放光子的速度越快,加速黑洞的消失。

这种从黑洞中释出的能量,被称为霍金辐射,但由于这种辐射极其微弱,科学界至今虽然公认它在理论上可行,仍未能从观察中发现它的存在。这亦说明,即使霍金辐射是真实存在,但其能量过弱,意味黑洞要经过极长时间后,才能耗尽能量,造成蒸发。

应用性未确立[编辑]

若比照相对论及霍金的学说,前者对引力及能量的描述,为人类带来核电、核弹,但霍金的宇宙论,仍未能直接应用于现代科技。霍金亦曾自言,虽然近年宇宙论有长足发展,但仍有多个宇宙谜团并未解开:“我们观察到,宇宙的膨胀在长期的变缓之后,再次加速。对此理论还不能理解清楚。缺乏这种理解,对宇宙的未来还无法确定。它会继续地无限地膨胀下去吗?暴胀是一个自然定律吗?或者宇宙最终会再次坍缩吗?新的观测结果,理论的进步正迅速涌来。”[48]

其他见解[编辑]

霍金过去曾在多个公开场合,发表对人类、生命、神的看法,节录如下:

  • 移民外太空:“在20年内,我们可能已经在月球建造永久基地,40年内可能已经在火星建基地。但月球和火星都很细小,而且缺乏或完全没有大气层。我们不会找到像地球一样美好的地方,除非我们离开太阳系。往太空扩展生存空间,对人类的生存很重要。地球上的生命受到灾难灭绝的危机愈来愈大,如突然的全球温室效应、核武战争、基因改造病毒、以及一些我们想像不到的灾难。不过,如果人类能避免在未来数百年内自我毁灭,我们应该会在地球以外找到生存的居所。”(2006年访问香港)
  • 基础研究:“基础科学研究应从科学考虑出发,并非由经济主导,但基础科学研究发展经常带来经济效益。如我的前辈、剑桥大学保罗·狄拉克的研究令晶体管的发展变成可能,而晶体管正是现代电子和电脑工业的基础;另一位来自剑桥'技工业的基础。”(2006年访问香港)
  • 安乐死:回应香港一名叫斌仔(邓绍斌)的瘫痪病人,公开要求安乐死合法化:“我认为他(斌仔)应该有权决定结束自己的生命,但这会是一个很大的错误。不论命运看似有多糟,你依然可以有所作为、有所成就。生命尚存,总有希望。”(2006年访问香港)
  • 的存在:“法国科学家拉普拉斯曾向拿破仑解释,科学定律如何影响宇宙的演进。但拿破仑问,上帝在过程中扮演什么角色呢?科学家的回答是,我并不需要这个假设。”(2006年访问香港)
  • 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。”[49]
  • 出版大众文章:“有人告诉我,如果我在《时间简史》之中每加入一条数学公式,这本书的销量便会减半。”(1993年访问都柏林
  • 所谓“常识”:“我们一世人被教导很多常识,但常识往往只是偏见的代名词。”
  • 关于核武:“我们平均每个人拥有相当于四吨的烈性炸药,但只要半磅炸药就可以炸死一个人,所以我们拥有的核武是所需的一万六千倍。大家必须了解,我们并不是与苏联处于冲突的状态,两方面都很需要对方维持稳定。”
  • 外星生物:2010年4月,霍金在探索频道新纪录片《与霍金探索宇宙》( Into the Universe with Stephen Hawking)中,他认为宇宙有1000亿个星系,“看数字就知道外星生命存在是合理推断”。霍金也提出警告,若外星生物出现于地球,即代表其科技能力远在地球人类之上(足以离开远在地球人类所不知之处,并移动至太阳系区域),若外星生物离开其原先区域并向外发展,表示其有耗光原先自有资源且需向外探索的可能;此即存在与外星生物接触的风险,外星生物可能住在大型太空船上变成游牧民族,四处讨伐和占领其他星球,外星生物可能令地球沦为殖民地。[50]
  • 有人认为美国政府刻意隐瞒与外星生物接触过的记录,霍金回答:“我非常怀疑这种说法,因为就过去的记录来看,美国政府隐瞒事实的功力并不怎么高明。”
  • 在《果壳中的宇宙》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。
  • 人工智能:霍金在2014年6月17日接受美国HBO频道的“Last Week Tonight”节目采访时曾说“人工智能在并不遥远的未来可能会成为一个真正的危险。”

作品列表[编辑]

科普作品[编辑]

  • 1988年:《时间简史》(A brief History of Time)
  • 1993年:《黑洞、婴儿宇宙及其他》(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:《新时间简史》(A briefer History of Time)
  • 2005年:《上帝创造了整数》(God Created the Integers: The Mathematical Breakthroughs That Changed History)
  • 2010年:《大设计》(The Grand Design)
  • 2013年:《我的人生简史》(My Brief History)

电影[编辑]

  • 1992年:《时间简史》(A Brief History of Time)
  • 1997年:Stephen Hawking's Universe
  • 2004年:Hawking – BBC television film 由班奈狄克·康柏拜区主演
  • 2005年:The Hawking Paradox – BBC Horizon
  • 2007年:Masters of Science Fiction
  • 2007年:Stephen Hawking and the Theory of Everything
  • 2008年:Stephen Hawking: Master of the Universe
  • 2010年:《霍金的宇宙大探索》(Into the Universe with Stephen Hawking)
  • 2011年:《史蒂芬霍金的未来新世界》(Brave New World with Stephen Hawking)
  • 2012年:《史蒂芬霍金之大设计》(Stephen Hawking's Grand Design)
  • 2013年:《霍金》(Hawking)
  • 2013年:Stephen Hawking: A Brief History Of Mine
  • 2014年:《爱的万物论》(The Theory of Everything) 由艾迪·瑞德曼主演

公开演说[编辑]

霍金出版《时间简史》后,多年来曾在英国美国日本香港等地,向一般大众发表多场公开演说,叙述时间起源、宇宙终结、时光旅行,演说时其受欢迎程度犹如“摇滚巨星”。[51]

参见[编辑]

注释[编辑]

  1. ^ 只要将黑洞热力学定律里所提到的事件视界表面面积改为孤立系统的熵,视界表面引力改为温度,就可以将这些定律变为热力学定律。
  2. ^ 论文题目里的问号反映出霍金个人的疑惑。
  3. ^ 他很喜欢驾驶轮椅车满场转圈。
  4. ^ 由于不确定性原理,观察者不能确切辨识一个天文物体到底是真实黑洞还是表观黑洞,假若是表观黑洞,则事件视界可能并不存在,因此霍金辐射不会完全随机,而可能会将信息以乱码的形式传递出来,这样,信息并没有遗失,黑洞遵守信息守恒定律。[35]

参考[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Hawking, Stephen. Properties of Expanding Universes (PhD论文). University of Cambridge. 1966.  OCLC 62793673
  2. ^ The Times 8 January 2010. Retrieved 9 January 2010.
  3. ^ Centre for Theoretical Cosmology: Outreach Stephen Hawking. Ctc.cam.ac.uk. [23 June 2013]. 
  4. ^ About Stephen – Stephen Hawking. Hawking.org.uk. 8 January 1942 [23 June 2013]. 
  5. ^ HAWKING, Prof. Stephen William. Who's Who 2014, A & C Black, an imprint of Bloomsbury Publishing plc, 2014; online edn, Oxford University Press. (需要订阅才能查看)
  6. ^ 6.00 6.01 6.02 6.03 6.04 6.05 6.06 6.07 6.08 6.09 6.10 6.11 6.12 6.13 6.14 6.15 6.16 6.17 6.18 6.19 6.20 6.21 6.22 6.23 6.24 6.25 6.26 6.27 6.28 6.29 6.30 6.31 6.32 6.33 6.34 6.35 6.36 6.37 Ferguson, Kitty. Stephen Hawking: His Life and Work. Transworld. 2011. ISBN 978-1-4481-1047-6. 
  7. ^ 7.00 7.01 7.02 7.03 7.04 7.05 7.06 7.07 7.08 7.09 7.10 7.11 7.12 7.13 7.14 7.15 7.16 7.17 7.18 7.19 7.20 7.21 Kristine Larsen. Stephen Hawking: A Biography. Greenwood Publishing Group. 2012. ISBN 978-81-8495-355-8. 
  8. ^ Stephen Hawking. Black Holes and Baby Universes and Other Essays. Random House. 1994: 20. ISBN 978-0-553-37411-7. 
  9. ^ 9.0 9.1 Welcome back to the family, Stephen. The Times. 6 May 2007 [6 May 2007]. (原始内容存档于3 December 2008). 
  10. ^ Harrison, David. Police plan to ask Stephen Hawking about abuse claims. The Daily Telegraph (London). 25 January 2004 [3 February 2013]. 
  11. ^ Sapsted, David. Hawking defends his wife after assault claims. The Daily Telegraph (London). 24 January 2004 [7 Dec 2014]. 
  12. ^ Adams, Tim. Brief History of a first wife. The Observer (London). 4 April 2004 [12 February 2013]. 
  13. ^ 13.00 13.01 13.02 13.03 13.04 13.05 13.06 13.07 13.08 13.09 13.10 13.11 13.12 13.13 13.14 White, Michael; Gribbin, John. Stephen Hawking: A Life in Science 2nd. National Academies Press. 2002. ISBN 978-0-309-08410-9. 
  14. ^ Hawking, Stephen W. Stephen Hawking's A brief history of time: a reader's companion. Bantam Books. 1992. ISBN 978-0-553-07772-8. 
  15. ^ Stephen Hawking. My Brief History. Random House Publishing Group. 10 September 2013. ISBN 978-0-345-53913-7. 
  16. ^ Hawking, Stephen. On the Hoyle-Narlikar Theory of Gravitation. Proceedings of Royal Society of London. 1965, A286 (1406): 313–319. doi:10.1098/rspa.1965.0146. 
  17. ^ Hawking, Stephen; Penrose, Roger. The Singularities of Gravitational Collapse and Cosmology. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 1970, 314 (1519): 529–548. Bibcode:1970RSPSA.314..529H. doi:10.1098/rspa.1970.0021. 
  18. ^ Hawking, Stephen. Gravitationally collapsed objects of very low mass. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1971, 152 (1): 75–78. 
  19. ^ Hawking, Stephen. Gravitational Radiation from Colliding Black Holes. Phys. Rev. Lett. 1971, 26 (21): 1344–1346. doi:10.1103/PhysRevLett.26.1344. 
  20. ^ Hawking gives up academic title. BBC News. 30 September 2009 [1 October 2009]. 
  21. ^ Leonard Susskind. The Black Hole War: My Battle with Stephen Hawking to Make the World Safe for Quantum Mechanics. Hachette Digital, Inc. 7 July 2008. ISBN 978-0-316-01640-7. 
  22. ^ Hartle, J.; Hawking, S. Wave function of the Universe. Physical Review D. 1983, 28 (12): 2960. Bibcode:1983PhRvD..28.2960H. doi:10.1103/PhysRevD.28.2960.  编辑
  23. ^ 23.0 23.1 Baird, Eric. Relativity in Curved Spacetime: Life Without Special Relativity. Chocolate Tree Books. 2007. ISBN 978-0-9557068-0-6. 
  24. ^ Hawking's briefer history of time. news.bbc.co.uk. 15 October 2001 [2008-08-06]. 
  25. ^ Wolf Prize Recipients in Physics 1988 Wolf Foundation
  26. ^ Stephen Hawking; Roger Penrose. The Nature of Space and Time. Princeton University Press. 8 February 2010. ISBN 1-4008-3474-0. 
  27. ^ Ferguson 2011, p. 188.
  28. ^ Preskill, John. Black Hole Bets. [29 February 2012]. 
  29. ^ Hawking, S.W.; Thorne, K.S.; Preskill. Black hole information bet. Pasadena, California. 6 February 1997 [20 April 2013]. 
  30. ^ 30.0 30.1 Preskill, John. John Preskill's comments about Stephen Hawking's concession. [29 February 2012]. 
  31. ^ Stephen Hawking. Black Holes and Baby Universes and Other Essays: And Other Essays. Random House Publishing Group. 11 May 2011. ISBN 978-0-307-79045-3. 
  32. ^ Highfield, Roger. Stephen Hawking's explosive new theory. The Telegraph. 26 June 2008 [9 April 2012]. 
  33. ^ Hawking, S.W.; Hertog, T. Populating the landscape: A top-down approach. Physical Review D. 2006, 73 (12). arXiv:hep-th/0602091. Bibcode:2006PhRvD..73l3527H. doi:10.1103/PhysRevD.73.123527. 
  34. ^ 34.0 34.1 Highfield, Roger. Stephen Hawking: driven by a cosmic force of will – Telegraph. The Daily Telegraph (London). 3 January 2012 [7 December 2012]. 
  35. ^ Overbye, Dennis, About Those Fearsome Black Holes? Never Mind, The New York Times, July 22, 2004 [Jan 17, 2015] 
  36. ^ Hawking, S.W. Information loss in black holes. Physical Review D. 2005, 72 (8). arXiv:hep-th/0507171. Bibcode:2005PhRvD..72h4013H. doi:10.1103/PhysRevD.72.084013. 
  37. ^ Books. Stephen Hawking Official Website. [28 February 2012]. 
  38. ^ de Lange, Catherine. The man who saves Stephen Hawking's voice. New Scientist. 30 December 2011 [18 June 2012]. 
  39. ^ Boyle, Alan. How researchers hacked into Stephen Hawking's brain. NBC News. 25 June 2012 [29 September 2012]. 
  40. ^ Start-up attempts to convert Prof Hawking's brainwaves into speech. BBC. 7 July 2012 [29 September 2012]. 
  41. ^ Oldest, space-travelled, science prize awarded to Hawking. The Royal Society. 24 August 2006 [29 August 2008]. 
  42. ^ Fonseca Prize 2008. University of Santiago de Compostela. [7 August 2009]. 
  43. ^ MacAskill, Ewen. Obama presents presidential medal of freedom to 16 recipients. The Guardian. 13 August 2009 [5 March 2012]. 
  44. ^ 2013 Fundamental Physics Prize Awarded to Alexander Polyakov. Fundamental Physics Prize. [11 December 2012]. 
  45. ^ Professor Stephen Hawking to stay at Cambridge University beyond 2012. The Daily Telegraph (London). 26 March 2010 [9 February 2013]. 
  46. ^ 46.0 46.1 46.2 46.3 Stephen W. Hawking. The Theory of Everything: The Origin and Fate of the Universe. Jaico Publishing House. 1 January 2007. ISBN 978-8179925911. 
  47. ^ 引用错误:无效<ref>标签;未为name属性为Thorne1995的引用提供文字
  48. ^ The Origin of the Universe讲辞 香港科技大学 2006年6月16日
  49. ^ 霍金:"宇宙大发现"的时候到了 人民网 2008年04月23日08:08 来源:新华社
  50. ^ 霍金:外星人貌似河马蝙蝠 苹果日报 -即时国际 2010年04月27日 (08:24 am)
  51. ^ 宇宙的起源(中文)

延伸阅读[编辑]

外部链接[编辑]