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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·霍金攝於美國國家航空暨太空總署
出生 1942年1月8日1942-01-08(73歲)
 英國牛津
國籍  英國
研究領域
任職於 劍橋大學
加州理工學院
普里美特理論物理研究所
母校 牛津大學
劍橋大學
畢業論文 宇宙膨脹的性質 (1965[1])
博士導師 丹尼斯·夏瑪英語Dennis W. Sciama
博士學生 吳忠超
伯納德·卡爾英語Bernard Carr
克理斯托福·高發德英語Christophe Galfard
蓋瑞·紀邦斯英語Gary Gibbons
湯瑪斯‧赫濤格英語Thomas Hertog
唐恩·佩吉英語Don Page (physicist)
著名成就
獲獎
配偶 潔恩·懷爾德英語Jane Wilde(m. 1965–1991)
伊蓮·梅森英語Elaine Mason(m. 1995–2006)
簽名

史蒂芬·霍金OCHCBEFRSFRSA英語Stephen Hawking,1942年1月8日[2]英國著名物理學家,是劍橋大學理論宇宙學中心英語Center for Theoretical Cosmology研究主任。[3][4]霍金做出很多重要貢獻:他與羅傑·潘洛斯共同合作提出在廣義相對論框架裏的潘洛斯–霍金奇性定理英語Penrose–Hawking singularity theorems,他理論預測黑洞會發射輻射,現稱為霍金輻射

霍金是皇家文藝學會的榮譽會員,曾經獲得總統自由勳章,這是美國所頒發最高榮譽平民獎。從1979年至2009年,霍金是劍橋大學的盧卡斯數學教授

霍金撰有多本闡述自己理論與一般宇宙論的科普著作,廣受大眾歡迎。其中《時間簡史:從大爆炸到黑洞》曾經破紀錄地榮登英國星期日泰晤士報的暢銷書排行榜共計237周。

霍金患有肌萎縮性脊髓側索硬化症,是一種漸凍症,病情會隨著歲月逐漸愈加嚴重。他現已全身癱瘓,不能發音,必須倚賴語音合成器來與其他人通話。霍金曾經有過兩次婚姻,育有3名子女。

生平[編輯]

家庭背景[編輯]

史蒂芬·霍金1942年1月8日出生於英國牛津,出生當天正好是現代科學之父伽利略逝世300年忌日。[5]父親法蘭克與母親伊莎貝爾都就讀於牛津大學,法蘭克主修醫學,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,法蘭克原本想要從軍報國,但上級認為研究工作可以對國家給出更有價值的貢獻,他於是任職為一所醫學研究院的研究員,伊莎貝爾也在這所研究院找到一份秘書工作,他們在這裡相遇並且墜入愛河、共結連理。婚後,他們住在倫敦附近郊區海格特英語highgate。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。[6]:21-22他們後來生了兩個女兒菲莉帕與瑪莉,又收養了一個兒子愛德華。[7]:1-2, 5[6]:21-22

法蘭克於1950年升任為國家醫學研究院英語National Institute for Medical Research寄生蟲學部門主任,在該學術領域享有盛名,他舉家搬到赫特福德郡聖奧爾本斯。在那裏,霍金一家被認為是有點古裡古怪的高級知識分子,他們很喜歡閱讀書籍,每個人都手不離書,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,住屋很大,但是缺乏維護,交通工具是一輛改裝過的倫敦計程車[7]:3[6]:22-23

婚姻生活[編輯]

1963年,霍金就讀劍橋大學研究院時期,在一場新年派對裏,遇到了正準備進入倫敦大學潔恩·懷爾德英語Jane Wilde,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。在那時,漸凍症無藥可治,患者通常只能活兩到三年,然後會因為肺炎或窒息而往生。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。隔年,他找到一份研究員工作,於此,他們完成了婚姻大事。[6]:37-40, 43-44[7]:xii兩人育有3名子女,老大羅柏特生於1967年,老二露希生於1970年,老三提摩西生於1979年。[6]:47, 65, 92

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。由於他的行動不便,全家從大事到小事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。[6]:37-39, 77-781974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。研究生柏納德‧卡爾英語Bernard Carr因此跟隨他們一起去加州逗留了一年。[6]:82–83[8]

1977年12月,潔恩在教會合唱團唱歌時碰到管風琴演奏家強納森‧瓊斯英語Jonathan Jones。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,根據潔恩,她的丈夫很勉強地接受了這現實:「他不會表示反對,只要我持續地愛他。」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,他們彼此之間努力地維持著純友誼的關係。[6]:91-92[7]:xiv, 79

多年來,照顧霍金病情與起居的護士與助手無可避免地侵擾了他們的家庭生活,使得潔恩感覺到不知如何是好,霍金與妻子之間婚姻關係變得益發緊繃。他明星般的地位對於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·梅森英語Elaine Mason,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係。霍金家人、其他護士與看護對她都很有意見。[9][6]:145

1990年,霍金與潔恩分居,1995年春天,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」。[6]:165, 186-187[7]:xv–xvi潔恩於1999年發表了一本回憶錄《移動星星的音樂英語Music to Move the Stars》,描述她與霍金婚姻的生活點滴與破裂,無以遮掩的曲折情節立即在大眾傳媒引起了一陣轟動。如同他往常處理關於自己私生活的方式,霍金並沒有做出任何公開回應,除了表示他自己尚未閱讀這本關於他的傳記以外。[6]:192

第二次婚姻後,霍金的家人覺得被排除在他的生活之外,甚至連見他一面都很困難。隨著時間流易,他們越發疑慮霍金的身心可能遭到折磨虐待。2004年初,有媒體指控霍金遭到第二任妻子虐打,消息轟動全球。為此,霍金兩度發表聲明,指責這消息失實,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。」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,但由於霍金不與警方合作,英國警方最終未能起訴任何人。2006年夏天,64歲的霍金與第二任妻子伊蓮辦妥離婚手續,他們已經共同生活了11年。之後,霍金與潔恩合好,重新與兒孫們共享天倫之樂。反映這段快樂時期,潔恩於2007年發表了著作《遨遊至天涯海角英語Traveling to Infinity》。[9][10] [11][12][6]:197, 225

學子生涯[編輯]

中小學時期[編輯]

霍金啟蒙於海格特的拜倫貴族學校英語Byron House School,然而,霍金並沒有在這所學校裏學會如何閱讀,他歸咎於這學校提倡使用的「進步教學法英語progressive teaching method」。舉家搬到聖奧爾本斯後,年僅8歲霍金轉學到聖奧爾本斯女子中學英語St. Albans High School for Girls;這學校的校名很奇怪,雖然是女子中學,它招收了很多低於中學年齡的學生,它的麥可堂會英語Michael House還可以招收男性學生。讀了幾個月以後,他又轉學到拉德雷特公校英語Radlett School讀了一年書,獲得很好的成績,足以進入精英學校聖奧爾本斯公校英語St Albans School (Hertfordshire)。剛進入新學校,他的成績很差,第一年排名倒數第三。漸漸地,他開始展露出他的才智,同學們稱他為「愛因斯坦」,覺得他似乎才智出眾,他自己也開始對科學發生興趣,想要成為科學家。霍金一家很重視教育,在他13歲那年,他的父親要他申請西敏公學,但是霍金在獎學金考試之日染病,無法參加考試,假若沒有獎學金,則無法負擔昂貴的學費,因此霍金只好仍舊留在聖奧爾本斯公校。[6]:22, 24-25[7]:3-4[13]:4, 7-8

不能遊學西敏公學,焉知這不是福分,霍金在聖奧爾本斯公校有很多從小就在一起成長的摯友,他們共同分享對方的嗜好,比賽圖版遊戲,製造爆竹、模型飛機、模型船艇,互相切磋學問。在數學老師迪克嵐‧撻塔英語Dikran Tahta的指導下,利用時鐘零件、舊電話交換機與其它回收零件,他們製成一個簡單電腦。在老師撻塔的極力鼓勵之下,他決定他要研究「數學,更多的數學,還有物理」。霍金的父親憂慮數學系畢業後很難找到工作,建議霍金主修醫學,他要霍金去他的母校牛津大學就讀。在那時,牛津大學不讓學生主修數學,霍金因此決定主修物理與化學。由於他在入學考試的物理部分幾乎獲得滿分,面試也進行的很順利,他獲準在牛津大學主修物理,並且得到獎學金。[6]:25-28[13]:17-20, 42-43

大學時期[編輯]

霍金於1959年進入牛津大學大學學院就讀,也是他父親讀大學時的學院。他那時年僅17歲,比大多數其它學生都年輕。入學後最初18個月,他覺得挺無聊與寂寞,他認為學校功課「可笑的簡單」。他的物理導師羅柏特‧柏爾曼英語Robert Berman後來稱讚霍金是他所教導的學生中最為聰明才智的一位,「他只需要知道某個問題有答案,不需要查看其他人怎樣解答,他就可以給出答案」。在大二與大三兩年,霍金的態度有很大的改變,他變得很活潑,很受歡迎,學友們都知道他很幽默風趣,他對於古典音樂與科幻小說很有興趣,這改變的促成主要是因為他參加了划艇會,成為一支划艇隊的舵手。教練注意到霍金具有冒險犯難的精神,他喜歡帶領隊友航行危險便捷的路線,因此時常導致快艇遭到損壞。[6]:28-31[13]:46-47, 50-51[14]:44[7]:11

在牛津大學主修物理需要念完三年課程,在這期間沒有任何考試,只有在最後有個畢業考,必須通過畢業考,才可獲得學士學位。霍金估算他大約平均每天讀書一小時,在牛津的三年間一共讀書一千小時。這樣懶散的讀書習慣的確讓人懷疑他怎能通過畢業考的嚴格挑戰。霍金完全明白自己的狀況,由於畢業考不需要每一個問題都給出答案,他計畫只回答理論物理學問題,忽略那些需要實際知識的問題。那時期,在理論物理學裡,有兩個尖端研究領域,一個是宇宙學,另一個是粒子物理學。霍金覺得宇宙學比較具有挑戰性,涉及到很多深邃奧妙的大問題,例如,宇宙是從哪裡來的?那時在英國最具盛名的宇宙學者是劍橋大學教授弗雷德·霍伊爾,而牛津大學沒有任何教授專注於宇宙學。霍金很想跟霍伊爾學習,他申請並且獲准畢業後在劍橋大學研究院讀宇宙學,唯一條件是他必須以第一級榮譽的成績畢業。在畢業考的前一晚,霍金異常緊張,他居然失眠了!他的成績只在第一級榮譽與第二級榮譽之間的邊界,因此,還必須加考口試。霍金恐怕被視為很懶惰與難教的學生,在考口試時,考試官詢問他的未來計畫,他巧妙回答,「假若您獎勵我第一級榮譽,我會遊學劍橋,假若我獲得第二級榮譽,我會留在牛津,因此我認為您會給我第一級榮譽。」他如願得到了第一級榮譽學士學位。柏爾曼表意,那些考試官擁有足夠智慧,他們知道詢問的對象比他們聰明很多。1962年10月,他開始在劍橋大學三一學堂的研究生學業。[6]:31-32[13]:53-56[15]:36-37

研究院時期[編輯]

霍金在劍橋大學研究的第一年遇到了很多困難。[1]他的指導老師被指派為丹尼斯·夏瑪英語Dennis W. Sciama,雖然夏瑪對學生很熱誠,樂意花時間與學生討論,把學生的需要放在優先位置,但是他在那時只是講師,在學術界名氣不高,霍金很想成為霍伊爾的學生,因此他最初覺得很失望。他又發覺自己的數學程度難以應付廣義相對論與宇宙學的需要。更嚴重的是他的健康出現了狀況;霍金在牛津最後一年時期,就已經發現自己動作越來越笨拙,時常不知緣由地摔跤,划船也變得力不從心。有一次,他還從樓梯上摔下來,頭先著地,因此造成暫時輕微喪失記憶力。到了劍橋,健康問題更加惡化,他的講話有些含糊不清。霍金的父母親也注意到他的健康問題,帶他去看專科醫生。霍金21歲時,醫生診斷他得到肌萎縮性脊髓側索硬化症,只有兩年好活。在這之後,霍金的情緒變得很抑鬱,雖然醫生建議他繼續學業,他覺得繼續讀書已不具任何意義。很奇妙地,他的病情漸漸地穩定了,兩年光陰飛馳而去,他仍舊活著,雖然他走路時需要倚靠拐杖,他的講話幾乎難以聽懂,百年與完全失去運動功能似乎離他尚遠,在指導教授夏瑪的鼓勵下,他重拾先前已放棄的學業。生命是那麼的珍貴,還有很多有意思的事值得完成。[6]:32-36[13]:58-63[7]:16-19

在那時期,關於宇宙初始有兩種主流理論,大爆炸理論穩恆態理論。60年代,穩恆態理論的預測被發現與天文觀測結果不符合,例如,通過數算分佈於宇宙的無線電波源,無線電天文學大師馬丁·賴爾於1962年發現,宇宙似乎不像穩恆態理論所預測的那麼均勻。為此,霍伊爾與他的學生必須修改穩恆態理論來彌補差別。霍金察覺他們的結果有瑕疵,因此發表論文修正他們的論述。[16]霍金覺得穩恆態理論的未來可能相當坎坷,他開始投身研究大爆炸理論。果真,貝爾實驗室阿諾·彭齊亞斯羅伯特·威爾遜於1965年測量到宇宙背景輻射,徹底摧毀了穩恆態理論。羅傑·潘洛斯於1965年提出理論闡明,假設恆星在生命末期坍縮成黑洞,則不論恆星原本狀況為何,不論它怎樣塌縮,它會在黑洞中心坍縮成一個密度無窮大、曲率無窮大的時空奇點。霍金從這最早的奇性定理得到啟發,將同樣的想法應用於整個宇宙,並且逆轉時間方向,設想從一個密度無窮大、曲率無窮大的時空奇點向外爆炸,會發生甚麼樣的狀況,他撰寫的博士論文《宇宙膨脹的性質》研討的就是這論題。同年,他獲得了岡維爾與凱斯學院研究生獎學金。隔年,拿到博士學位。霍金發表的論文《奇點與時空幾何》與潘洛斯的論文共同贏得了那年的亞當斯獎英語Adams prize。夏瑪驕傲地表示,霍金的學術成果應能配與艾薩克·牛頓相提並論。[6]:34, 42-44, 47[13]:71-72[7]:xii, 16, 24-25

學術生涯[編輯]

1966–1974[編輯]

應用先前潘洛斯研究奇點所發展出來的數學技巧,霍金團隊獲得很多關於大爆炸的存在與物理行為的重要結果。霍金與喬治·艾利斯英語George Francis Rayner Ellis於1968年發現,宇宙背景輻射的存在證實宇宙的確曾經發生過大爆炸。霍金與羅柏特·哲洛奇英語Robert Geroch、潘洛斯合作將奇性定理加以延伸;他們表明,宇宙必須有一個初始奇點,時間與空間就是從這初始奇點開始演化。霍金與潘洛斯合作撰寫關於最初時間的論文榮獲1968年重力研究基金英語Gravity Research Foundation競賽第二名。隔年,霍金得到岡維爾與凱斯學院特別設立的「科學卓越貢獻獎學金」,提供他在凱斯學院做六年研究的薪資。1970年,霍金與潘洛斯共同發表論文證明,假若宇宙遵守廣義相對論,並且含有足夠多的物質(如同現今觀察到的數量),則它必定起始於大爆炸奇點 。[17]來年,霍金發表的論文《黑洞》贏得重力研究基金英語Gravity Research Foundation競賽第一名。霍金與艾利斯共同撰著的《時空的大尺度結構》於1973年開始發行,這是霍金的第一本著作,現已成為經典文品,主要是應用微分幾何來檢試廣義相對論的後果,探討時空的基礎結構。[6]:49, 61, 64-65, 68[13]:101, 115-116[7]:31-33, 35

在對於奇點的研究告一段落之後,霍金開始轉移焦點研究黑洞。1971年,他發表論文指出,宇宙可能存在一種嶄新種類的物體,稱為原生黑洞,是在大爆炸的最早時刻經過高溫與高壓製成的微觀黑洞。[18]同年,霍金又發表論文闡明,黑洞的事件視界表面面積永不會減少,兩個黑洞合併後的表面面積不會小於原先兩個表面面積之和,這發現後來知名為黑洞熱力學第二定律[19]任何粒子都無法從黑洞表面逃逸出去,因此,黑洞的質量只能增加,不能減少。由於黑洞的事件視界表面面積是決定於它的質量,表面面積也只能增加,不能減少。熱力學第二定律表明,孤立系統自發地朝著熱力學最大狀態的方向演化。霍金認為,黑洞表面面積的增加很像熵的增加,但這只是個類比。但是,約翰·惠勒的研究生雅各布·貝肯斯坦堅持主張,黑洞的表面面積可以用來量度熵;假若將一堆含有熵的物質丟入黑洞,則黑洞的熵必定增加,這會從黑洞的質量增加反映出來。霍金覺得貝肯斯坦的主張有誤,假若黑洞具有熵,則必定可以測量出它的溫度,它會輻射出能量,但是沒有任何粒子可以從黑洞內部逃逸出去!1972-1973年間,霍金又與傑姆斯·巴丁英語James Bardeen布蘭登·卡特英語Brandon Carter合作提出四條黑洞熱力學定律。這些定律看起來真的很像熱力學定律[註 1]但是霍金強烈聲明,黑洞不能輻射出任何能量,因此黑洞不具有熵。[6]:65-68[13]:123-124[7]:38

俄國物理學者雅可夫·澤爾多維奇艾利西·斯塔賓斯基英語Alexi Starobinsky不確定性原理推斷出旋轉中的黑洞會發射粒子,這些粒子是在事件視界外的鄰近區域由黑洞的旋轉能製成,因此會消耗黑洞的旋轉能,直到黑洞不再旋轉為止。霍金對於這研究覺得很好奇,因此,霍金與好友基普·索恩於1973年一起去俄國拜訪澤爾多維奇與斯塔賓斯基,希望更了解他們的想法,索恩與俄國物理學者在過去五年間共同進行學術研究,在那裏建立了豐富的人脈關係。會談之後,霍金覺得俄國學者的數學方法稍嫌粗糙,他可以做的更好。可是,經過仔細計算,他發現了一個令人驚訝的結果,不僅是旋轉中的黑洞,甚至連非旋轉中的黑洞也會持續發射粒子,其能譜符合黑體輻射的物理性質。這結果與黑洞熱力學第二定律相互矛盾,並且支持貝肯斯坦關於熵的推論。[6]:68-70[13]:146[7]:41

1974年,霍金在牛津大學拉塞福-阿普頓實驗室舉行的第二次量子重力會議英語Second Quantum Gravity Conference發表論文《黑洞爆炸?》,[註 2]一個月後又刊載於《自然》。在這篇論文裏,他詳述,事件視界外的鄰近區域會出現很多虛粒子對,每一對虛粒子都會有一個正能量粒子和一個負能量粒子,總能量為零;通常,這些虛粒子對在出現後的短暫片刻會再相遇,因此相互湮滅;但是,假若在相遇前,負能量粒子穿越過事件視界,並且從強勁的重力場獲得能量,則正能量粒子可以逃逸出黑洞,因此,能量會被輻射出去,黑洞質量會逐漸減小,這就是黑洞發射輻射的機制,輻射率與質量呈反比;對於普通黑洞而言,由於宇宙微波背景輻射的干擾,很難觀測到這種稱為霍金輻射的現象;但是,超小型的原生黑洞的質量很小,因此輻射率很高,同時溫度也會變得很高,最後,會造成威力如同幾百萬個氫彈的爆炸,這是一種可以觀察到的稀有事件。[6]:69–73

這篇論文立刻震驚了整個宇宙學界。澤爾多維奇起初持保留態度,但經過嚴格檢查後不能不承認霍金是對的。教授夏瑪稱讚,「這是物理學裡史上最美麗的論文之一!」最令人佩服的是,霍金的計算大部分是在他的腦袋內部完成,霍金謙虛地解釋,「大多數人錯誤地以為數學只是方程式而已,實際而言,方程式只是數學的乏味部分,我試圖以幾何來看問題。」1974年3月,霍金當選為皇家學會會士,年齡才32歲,是最年輕的會士之一。同年,加州理工學院聘請他為謝爾曼·費爾柴爾德傑出訪問教授英語Sherman Fairchild Distinguished visiting professor,除了優渥的薪資、住房、車子、孩童教育以外,他還獲得了一輛電輪椅與所有醫療需要。雖然霍金發表的這篇論文極具爭議性,到了70年代末期,經過更進一步研究與論述,這理論物理學的突破終於被學術界廣泛接受。[6]:43-44, 70-74[13]:133, 150-151[7]:42-44

1975–1989[編輯]

霍金於1975年回返劍橋大學擔任大學教授。在那時期,人們對於黑洞與研究黑洞的物理學者有濃厚的興趣,時常可以在報紙雜誌或電視媒體看到霍金被訪問。學術界對於他的成就也給予諸多表彰。1975年,他獲頒愛丁頓獎章庇護十一世金牌英語Pontifical Academy of Sciences。隔年,被授予馬克士威獎英語Maxwell Medal and Prize海涅曼獎休斯獎章英語Hughes Medal。1977年,升任為重力物理學講座教授。翌年,獲得愛因斯坦獎英語Albert Einstein Award與牛津大學榮譽博士學位。[6]:90-92[13]:132-133, 162[7]:xiv-xv

盧卡斯數學教授席位是劍橋大學授予物理學者的一個最高榮譽職位。1979年,霍金當選第十七位盧卡斯教授[20]他就職演講的題目為「是否即將看到理論物理的盡頭?」他在演講中坦率預測,在這世紀結束之前,量子力學與廣義相對論將會達成統一;他又預測,就研究理論物理的能力而言,電腦將會超越人腦,這可能是理論物理學者的盡頭,如果不是理論物理的盡頭的話。為了更快捷地發掘宇宙的奧秘,霍金決定改變他研究物理的方法,不再堅持踏實的數學證明,他變得更為憑靠直覺,更帶推測性。他告訴索恩,「在正確與嚴嚴密這兩種選項之間,我寧願選擇正確。」嚴密不一定是獲得正確結果的最好方法,有時候,過度注重細節,可能會導致忽略大局。1981年,在批評思想家維爾納·艾哈德英語Werner Erhard的豪宅舉辦的一場會議裏,霍金提出黑洞悖論英語Black hole information paradox:由於黑洞發射霍金輻射如同理想熱輻射,當黑洞因霍金輻射而最終消失之時,所有信息也會不可逆地遺失。在黑洞學裡,信息指的是粒子的種類、性質與組態等等。霍金嚴重警告,信息的遺失是物理學的一大危機,因為這意味著無法按照物理學的理論來預測未來。黑洞悖論違反了量子力學的基本原則,即「信息守恆定律」:宇宙不會遺失任何信息。黑洞悖論引起了延續多年的激烈辯論,霍金與李奧納特·蘇士侃傑拉德·特·胡夫特之間因此開啟了黑洞大戰英語Black Hole War[6]:92, 96-101[7]:48-49, 60[21]:9, 18

霍金將費曼原創的總和歷史方法應用於研究宇宙的起源,這涉及到總和宇宙的每一種可能歷史,也就是說,總和在時空的每一條世界線可能發生的事件。這意味著必需考慮宇宙的邊界條件.。1981年,在梵蒂岡教宗科學學會英語Pontifical Academy of Sciences主辦的一場會議裏,霍金發表論文《宇宙邊界條件》。他提議,宇宙可能沒有邊界(沒有起源或終結)。兩年後,他與詹姆斯·哈妥共同提出宇宙無疆界模型英語no-boundary model:在普朗克時期之前,由於量子力學的不確定性原理,宇宙沒有時空邊界;而在大爆炸之前,時間並不存在,宇宙起源的概念毫無意義。[22]經典大爆炸模型的初始奇點被改變為像北極區域一般;北極是所有朝北線相交與結束之點,沒有比北極更北的地方。[6]:102-103, 116-131[13]:180-183 [23]:234

1985年,霍金發表論文說明對於時間箭頭的研究結果,在這篇論文裏,他聲稱,假若無邊界提議是正確的,則當宇宙不再膨脹、開始塌縮之時,時間會朝著反方向流易。這論點很具爭執性。他曾經指導過的學生唐恩·佩吉英語Don Page發表論文反駁此結果。經過一番功夫,佩吉與另外一位學生雷蒙·拉弗蘭姆英語Raymond Laflamme,成功說服了霍金,促使霍金承認錯誤。[6]:114, 180-182[13]:274[7]:xiv–xv

由於先前卓越的研究成果,霍金得到更多獎章。1981年,他被授予法蘭克林獎章英語Franklin Medal。隔年,又獲頒大英帝國勳章 (CBE)。獎章不能用來支付日常開銷,為了籌措孩子教育與家庭生活所需的費用,霍金決定撰寫一本大眾讀者可以看得懂,解釋宇宙奧秘的科普書籍。他並沒有找學術出版社承擔發行的工作,而是與商業出版社簽約,因此得到一大筆預付款。這本書的書名為《時間簡史》,首稿於1984年完成。經過多次編綴,於1988年出版發行,快速升至美國與英國的暢銷書排行榜第一名,並且占據那位置好多個月,很快地就賣出一百萬本。至2001年為止,這本書至少被翻譯成35種語言,銷售超過九百萬本。[24]霍金已成為大眾明星,各種媒體都爭相報導有關他的消息。《新聞週刊》雜誌封面刊登了他的肖像,稱他為「宇宙大師」。[6]:134-135, 143-144[13]:205, 220-227[7]:xiv-xv

雖然霍金賺了很多錢財,成為公眾人物,他必須面對很多新挑戰,但他覺得樂在其中,他到處旅遊,推銷他的著作,常常派對與跳舞至三更半夜。[註 3]霍金似乎無法拒絕邀請,他也很少杜門謝客,因此減少了做研究的時間,甚至他的學生們都覺得他的「課外活動」太多。霍金的超高人氣引起有些酸葡萄人士忌妒,他們認為這全是因為霍金的殘障。儘管如此,他繼續獲得更多的褒獎,包括五個名譽學位與七個國際獎。1988年,他與潘洛斯共同獲得沃爾夫獎,表彰他們「對於廣義相對論的重要研究,並顯示宇宙奇點的必要性,及闡述了黑洞物理。」[25]隔年,英國女皇伊莉莎白二世頒予名譽勳位,這是英國女皇所能頒發的最高榮譽。[6]:143-149[13]:230-231

1990–1999[編輯]

雖然需要經營很多公關活動,霍金仍舊能夠空出一些時間研究學問。1993年,霍金與蓋瑞·紀邦斯英語Gary Gibbons合作編輯著作《歐幾里得量子重力》,霍金還將自己的關於大爆炸與黑洞的論文編修成著作《霍金論大爆炸與黑洞》;在他發表的37篇論文裏,他獨自或與他人共同撰寫了16篇論文。隔年,霍金與潘洛斯在劍橋的牛頓研究院英語Isaac Newton Institute講演的六堂課系列發行成著作《時空的性質英語The nature of Space and Time》。在這本著作中,霍金表示,按照實證主義,物理理論只是一種數學模型,它是否對應於物理實在則是一個無意義的問題;人們只能要求它的理論預測符合實驗觀察。這句話惹惱了很多批評者,他們之中很多主張,或許在問題的後面存在著千真萬確的物理實在,只不過人們無法觀察到這物理實在。霍金堅持,研討像蟲洞是否存在這類問題是毫無意義的,因為對於描述物理實在,我們從未有獨立於模型的繪景,但這不意味著沒有獨立於模型的物理實在,假若我不認為有,則我將會無法繼續做物理研究。這本著作記錄了實證主義者霍金與實在主義者潘洛斯之間的一場辯論,主要論題是量子力學與廣義相對論,這兩種非常成功但仍舊存在嚴重爭議的理論,怎樣合併為能夠解釋時空性質的量子重力理論。[26]:vii-viii, 3-4, 134[27][6]:180, 188[7]:95

霍金曾於1991年與加州理工學院的教授索恩、約翰‧裴斯基英語John Preskill打賭,命題是,奇點通常應該會出現在黑洞內部,無法從事件視界之外觀察到,但出現在事件視界之外的「裸奇點」是否存在。霍金支持潘洛斯提出的宇宙審查假說,他認為裸奇點並不存在,而索恩與裴斯基對此則持相反意見。1997年,普林斯頓大學教授德米特里‧克理斯特德勒英語Demetrios Christodoulou的理論計算與瑪修‧喬土奕克英語Mathew Choptuik的電腦模擬建議,在非常特別狀況下,可能會出現裸奇點。霍金只好因為這技術細節認輸。後來,克理斯特德勒修改了他的理論計算,他發現,霍金可能白棋舉得稍微早了一點。霍金仍然對此事耿耿於懷,他再與索恩、裴斯基打賭,命題更加詳細地改為,在一般狀況下,是否存在裸奇點。同年,黑洞賭王霍金又與索恩、裴斯基打賭,這次命題涉及到黑洞悖論。霍金與索恩主張,黑洞吞入的信息永遠與外界宇宙隔絕,永遠不會顯露出來,甚至當黑洞蒸發與完全消失之時;裴斯基持反對立場堅信,正確的量子重力理論必需而且將會給出機制解釋霍金輻射怎樣從黑洞釋出信息。[28][29][30][6]:189-90[7]:97-98, 124-125

霍金對於將科學介紹給更廣泛大眾的工作不遺餘力。《時間簡史》的電影版本,經過埃洛·莫里斯的導演與史蒂芬·史匹柏的製作,正式於1992年在好萊塢美國電影藝術與科學學會首映。原本,霍金認為這部電影應該如同他的著作一般,專注於描述科學理論,而不是人物事蹟,然而,他後來發現其中一大半內容是在描述人物事蹟,他很隨和地改變主意,覺得這是件好事,但他並未在攝影機之前公開自己的私生活。雖然這部電影得到很多好評,但並沒獲得廣泛發行。霍金將他從1976年到1992年撰寫的14篇文章收集成一本科普著作《黑洞與嬰兒宇宙英語Black Holes and Baby Universes and Other Essays》,於1993年發行。在這本書理,霍金談到他的生平,他怎樣經歷與奮戰漸凍症,以及一些宇宙學理論。1997年,英國廣播公司與美國公共電視合作製成了六集電視節目《史蒂芬‧霍金的宇宙》,在霍金的堅決要求之下,這次,節目內容完全聚焦於說明科學理論。[6]:168-170, 189–90[7]:93, 97[31]

2000–現今[編輯]

霍金與弦理論學者大衛·葛羅斯愛德華·維騰在印度塔塔基礎研究院英語TIFR的2001年弦理論會議合照。
2006年,坐在輪椅上的霍金
2006年,坐在輪椅上的霍金。

由於《時間簡史》廣受好評,霍金又於2001年撰寫完成了姊妹作《胡桃裏的宇宙》,概述霍金在完成《時間簡史》之後的一些研究結果,歷如,關於膜世界的研究結果。在《胡桃裏的宇宙》裏,霍金對於膜理論表示意見,額外維度是否存在這問題並不具意義。人們只能檢試額外維度數學模型是否恰當地描述宇宙來評價額外維度。2005年,霍金與倫納德·姆沃迪瑙合作將《時間簡史》重寫與更新為更易懂易讀,並且附有精美圖片的著作《新時間簡史》,希望更多讀者能夠通過這本書接觸到這方面的知識。在於2006年出版的選集《上帝創造整數英語God Created the Integers》裏,霍金收錄了數學史上最重要數學論文之中的31篇論文,並且簡略描述了每篇論文作者的生平。自2006年以來,霍金、湯瑪斯·赫濤格英語Thomas Hertog詹姆斯·哈妥發展出的「自頂向下宇宙學」理論闡明,宇宙有很多種不同的初始態,而不是只有一種唯獨的初始態,因此不該只表述從某種宇宙初始態預測出宇宙未來態的理論。實際而言,宇宙初始態是不可得知的,只有宇宙現在態是可得知、可觀察的,因此只能從現在態逆著時間估算所有可能的初始態。自頂向下宇宙學假定,現在態選擇所有能夠導致現在態的過去歷史。這樣,這理論給出一條解釋精細調節問題英語fine-tuned universe的路徑。[32][33][34][6]:199-200, 222-223[7]:117-118

隨著黑洞學研究快速進展,越來越多的學者認為霍金關於黑洞信息遺失的答案可能不正確。2004年,在愛爾蘭都柏林舉辦的第十七屆廣義相對論與重力國際會議英語Internal Conference on General Relativity and Gravitation (GR17)的一場演講裏,霍金給出他自己的相當具有爭議性的解答,涉及到黑洞可能同時擁有多種拓撲(幾何)。演講完畢後,霍金邀請索恩與裴斯基一同來到台前,霍金正式認輸,並且贈與裴斯基一本棒球百科全書。索恩要先研讀霍金的論文,然後再決定是否認輸。裴斯基很高興得到贈禮,但是他承認並不了解霍金的演講。翌年,他對於這論題正式發表論文,應用總和歷史方法,思考宇宙的所有可能歷史,擁有黑洞的歷史會造成信息遺失,而不擁有黑洞的歷史不會造成信息遺失,由於這兩種狀況會相互抵銷,最終結局是信息不會遺失,因為根本就不會存在有任何俘獲信息的黑洞。[註 4]演講完畢後,霍金邀請索恩與裴斯基一同來到台前,霍金正式認輸,並且贈與裴斯基一本棒球百科全書。索恩要先研讀霍金的論文,然後再決定是否認輸。裴斯基很高興得到贈禮,但是他承認並不了解霍金的演講。[30][36][6]:216-220, 223-224

霍金與女兒露希、博士學生克理斯托福·高發德英語Christophe Galfard於2007年共同撰寫完成童書《喬治通往宇宙的秘密鑰匙英語George's Secret Key to the Universe》,這本書講述孩童喬治如何找到並藉著一種宇宙閘門遊遍整個太陽系。兩年後,霍金與女兒露希撰寫童書《喬治的宇宙尋寶英語George's Secret Key to the Universe》,敘述喬治怎樣迷航宇宙尋找生命的蹤跡。過了兩年,他們又再度合作完成童書《喬治與大爆炸英語George and the Big Bang》,描述宇宙在大爆炸時的狀況。[37][6]:230–231

霍金的健康仍舊緩慢惡化,2005年,他開始使用臉頰肌肉的運動來控制他的通訊設備,每分鐘大約可以輸出一個字。由於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文字或字句。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英語ventilator,還有幾次嚴重地需要去醫院診療。[38][39][40][34][6]:224, 240

Barack Obama talking to Stephen Hawking in the White House
2009年8月12日,美國總統巴拉克·歐巴馬頒予霍金總統自由勳章。圖為美國總統歐巴馬與霍金、霍金女兒露希在白宮藍室暢談的留影紀念。

英國廣播電台的「偉大英國人」節目於2002年選舉霍金為最偉大的100名英國人中第25名。2006年,霍金榮獲英國皇家學會科普利獎章因為他「對於理論物理學與理論宇宙學做出傑出貢獻。」兩年後,霍金親赴西班牙的聖地亞哥-德孔波斯特拉大學英語University of Santiago de Compostela接受豐塞卡獎英語Fonseca Prize,這是為了表彰他盡心竭志傳播科學種子於廣泛大眾。隔年,美國總統巴拉克·歐巴馬頒予霍金美國最高的平民榮譽總統自由勳章,表彰他克服身體殘障、拓展科學疆界。又過四年,俄國也授予霍金特別基礎物理獎英語Fundamental Physics Prize,獎金$3,000,000,為了獎勵他「發現黑洞的霍金輻射,和他對於量子重力學與早期宇宙量子學的深度貢獻。」[41][42][43][44][6]:241

根據劍橋大學的校規,盧卡斯數學教授必須在67歲時退休,霍金因此於2009年卸任,但他仍可繼續在應用數學與理論物理系作研究,他的新頭銜是「劍橋理論宇宙學中心研究主任」。為了抗議基礎研究與科學教育的經費被裁減,他揚言很可能搬遷至加拿大。謠傳他退休後或許會到加拿大的普里美特理論物理研究所任職。目前,他在劍橋大學仍然擁有寬敞的私人辦公室,有私人助理專門處理事務,還有很多博士學生實現他的奇異點子。霍金的私人助理表示,霍金熱愛他的工作,他非常快樂,學校非常需要他,他尚未草擬任何退休計畫。霍金依然雄心勃勃地設定了超高難度研究目標:徹底了解宇宙,為什麼它是如此,為甚麼它竟然存在?當被問到何時才可達成這目標之時,他重覆先前在盧卡斯數學教授就職演講的預測:這世紀結束之前。[45][6]:238-239

霍金宇宙論[編輯]

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。他與潘洛斯共同提出的奇性定理闡明,宇宙必須有一個初始奇點,時間與空間就是從這初始奇點開始演化。這定理肯定了同時代其他學者開創的宇宙大爆炸理論,推翻古典物理學有關時空是永恆存在的穩恆態理論。霍金進一步提議「宇宙無邊界論」指出,「宇宙的邊界條件應該會很特別,甚麼條件會比無邊界條件更為特別?」因此,只需要考慮會彎曲回自己的宇宙模型,這種模型不需要設定邊界條件與像奇點一類的奇怪初始條件。[7]:31-32, 61[23]:234

在黑洞研究方面,霍金發現,黑洞並非完全漆黑一片,黑洞會發射出一種輻射(後來被稱為霍金輻射),這種輻射的輻射出射度與黑洞質量成反比,對於宏觀黑洞,輻射出射度很微小,儘管如此,這現象意味著微觀黑洞(例如,原生黑洞)的質量會耗盡,造成非常稀有但可觀察到的黑洞蒸發現象。[46]:60-69

學說背景[編輯]

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,因此,學者對於時間的看法徹底的轉變。

1920年代,愛德溫·哈伯使用100英寸虎克望遠鏡觀察天文時,發現恆星並非均勻分佈於整個空間,而是聚集在稱為星系的集團裏。他又發現了幾乎所有星系,都出現紅移現象,即它們都在遠離地球,而且星系離開地球越遠,遠離的速度亦越快(這就是著名的哈伯定律)。這項發現帶來新的問題:在更早的時候,所有星系是否離地球更近,宇宙是否有一個的開端?[46]:15-18

在那時,很多物理學者嘗試解釋這種現象。英國學者赫爾曼·邦迪湯馬士·戈爾德和霍伊爾提出的穩恆態理論闡明,在任何時刻,宇宙的狀態在過去、現在與未來都很相像,持續地擴展,而新生物質也會持續地填補擴展所形成的空間。這理論要求新物質的持續生成率大約為一個粒子每年每千米立方。穩恆態穩恆態理論不嚴格要求宇宙必需具有開端,這一點與大爆炸理論不同。[46]:26-27

俄國學者葉夫根尼·利夫希茨艾薩克·哈拉尼科夫英語Isaac Khalatnikov則提出,當今的處於膨脹階段的宇宙可能不是開始於大爆炸,而是延續先前處於塌縮階段的宇宙。實際而言,微擾會使黑洞的奇點變得不穩定,因此,在宇宙塌縮的過程中,很可能因為微擾而使得奇點無法形成,所以,不是所有物質都會塌縮至一個奇點,密度不會變得無限高,這樣可以避免宇宙有開端的說法。[46]:27-29[47]:455ff

奇性定理[編輯]

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、重力無限重、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[編輯]

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[編輯]

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。」[48]

其他見解[編輯]

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、劍橋大學保羅·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'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)
  • 宇宙大發現:2008年4月21日,在美國國家航空暨太空總署成立50周年紀念活動上,霍金在華盛頓的喬治敦大學發表講話稱,應加大宇航投入,以迎來一個像哥倫布發現美洲一樣的「宇宙大發現」時代。霍金說道:「現在的情況有點像1492年之前的歐洲,人們也許會認為讓哥倫布去航海純粹是浪費錢。但新大陸的發現卻讓舊世界得到了根本改變。」「人類向外太空擴展將帶來比發現美洲的「地理大發現」更巨大的影響,徹底改變人類的未來,甚至決定人類能否在未來生存。」[49]
  • 出版大眾文章:「有人告訴我,如果我在《時間簡史》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。[50]
  • 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《胡桃裡的宇宙》一書中,霍金說長時間坐飛機,相當於長時間進行高速旅行,人會因此「多活」幾秒,但劣質飛機餐對健康的損害使得這幾秒變得微不足道。
  • 人工智慧:霍金在2014年6月17日接受美國HBO頻道的「Last Week Tonight」節目採訪時曾說「人工智慧在並不遙遠的未來可能會成為一個真正的危險。」

作品列表[編輯]

科普作品[編輯]

  • 1988年:《時間簡史》(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:《胡桃裡的宇宙》(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:《新時間簡史》(A briefer History of Time)
  • 2005年:《上帝創造了整數》(God Created the Integers: The Mathematical Breakthroughs That Changed History)
  • 2010年:《大設計》(The Grand Design)
  • 2013年:《我的人生簡史》(My Brief History)

電影[編輯]

  • 1992年:《時間簡史》(A Brief History of Time)
  • 1997年:Stephen Hawking's Universe
  • 2004年:Hawking – BBC television film 由班奈狄克·康柏拜區主演
  • 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:《史蒂芬霍金的未來新世界》(Brave New World with Stephen Hawking)
  • 2012年:《史蒂芬霍金之大設計》(Stephen Hawking's Grand Design)
  • 2013年:《霍金》(Hawking)
  • 2013年:Stephen Hawking: A Brief History Of Mine
  • 2014年:《愛的萬物論》(The Theory of Everything) 由艾迪·瑞德曼主演

公開演說[編輯]

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」。[51]

參見[編輯]

註釋[編輯]

  1. ^ 只要將黑洞熱力學定律裏所提到的事件視界表面面積改為孤立系統的熵,視界表面重力改為溫度,就可以將這些定律變為熱力學定律。
  2. ^ 論文題目裏的問號反映出霍金個人的疑惑。
  3. ^ 他很喜歡駕駛輪椅車滿場轉圈。
  4. ^ 由於不確定性原理,觀察者不能確切辨識一個天文物體到底是真實黑洞還是表觀黑洞,假若是表觀黑洞,則事件視界可能並不存在,因此霍金輻射不會完全隨機,而可能會將信息以亂碼的形式傳遞出來,這樣,信息並沒有遺失,黑洞遵守信息守恆定律。[35]

參考[編輯]

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  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. (需要訂閱才能查看)
  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. 
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  10. ^ Harrison, David. Police plan to ask Stephen Hawking about abuse claims. The Daily Telegraph (London). 25 January 2004 [3 February 2013]. 
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延伸閱讀[編輯]

外部連結[編輯]