医生认为他只能再活两年，他却活了55年，“宇宙之王”霍金鲜为人知的小故事
英国著名物理学家斯蒂芬·霍金上周去世，享年76岁。
这位举世闻名的“轮椅上的天才”一生奇迹无数：他在宇宙学和黑洞研究方面取得的成果令各国科学家赞叹不已；他的科普名著 《时间简史》 被翻译成不下40种文字，在全球累计销量数以千万册计；21岁时被诊断身患“渐冻症”，医生认为他只剩下两年时间，可他不仅顽强地活了55年，而且还上天入海，到过除澳大利亚之外的所有大陆……
希望本文叙述的一些关于霍金的小故事，让我们对这位“极富传奇色彩的科学巨星”有更多的了解。
“宇宙之王”解读自己的宇宙
“我的一生是充实而满足的。我相信残疾人应专注于残障不能阻止他们做的事，而不必对他们不能做的事徒然懊丧。在我的情形下，我尽力做我要做的大多数事情。我游遍天下：访问苏联7次、日本6次、中国3次，还去了除澳大利亚外的每一个大陆，包括南极洲。我曾经乘潜水艇下到海里，也曾乘气球和零重力飞行器去到天上。
我早年的研究证明了经典广义相对论在大爆炸和黑洞奇点处崩溃。我后来的研究证明了量子论如何能预言在时间的开端和终结处发生什么。活着并从事理论物理学研究，使我拥有一个美妙的生涯。如果说我曾经为理解宇宙添砖加瓦的话，我会因此而感到快乐。”———摘自[英]斯蒂芬·霍金《我的简史》
▲霍金真正的研究工作是从黑洞和奇点开始的。如今，关于黑洞比较准确的定义是：“黑洞是广义相对论预言的一种特殊天体，它的基本特征是有一个封闭的边界，称为黑洞的‘视界’；外界的物质和辐射可以进入视界，视界内的东西却不能逃逸到外面去。”右图为黑洞和奇点的艺术创意图，其中奇点被描绘成黑洞深处的一个黑点。图中共画出五条光线，外面的三条因受黑洞的引力作用而依次弯曲得越来越厉害，但最终都还是离开了。第四条光线恰好处于既未落入黑洞、又不能远走高飞的临界状态，它将长久地绕着这个黑洞打转。最里面的第五条光线完全被黑洞俘获，进入视界永远不能复出。
不迷信课本的“懒散”学生
霍金向往数学和物理学，所以没有遵从父亲希望他学医的愿望，于1959年考进牛津大学。由于他在物理学上大为领先，以至于不太相信某些标准教材上所讲的内容。有一次，辅导老师帕特里克·桑德斯从一本教材中摘了一些题目让学生课后思考。在下一次辅导课上，霍金说他没法解开这些题目。当老师问其缘故时，他却用20分钟指出了那本教材上的所有错误。
在大学时代，霍金花在学习上的时间不多。他觉得自己那时给人的印象是：一个懒散、差劲的学生，不爱整洁、爱玩、爱喝酒、学习不认真。不过，他低估了人们对其才能的高度评价。他在大学的最后一次、也是最重要的一次考试，得分介乎第一等和第二等之间，但主考官们决定再给他一次面试的机会。在面试中，他们让霍金谈谈未来的计划。他答道：“如果你们给我评第一等，我将去剑桥；如果我得第二等，我将呆在牛津。所以，我希望你们给我第一等。”
考官们成全了他。1962年10月，20岁的霍金进了剑桥大学。
▲2007年4月26日，霍金在美国一架特制的飞机上体验了零重力漂浮。他快活地说：“我用一根手指做的事，比你们用整个身体做的还要多。”
导师西阿玛
其实，霍金选择剑桥，意在成为英国当时最有名望的天文学家和宇宙学家弗雷德·霍伊尔的研究生。然而，霍伊尔的学生太多了，霍金遂被指派给了丹尼斯·西阿玛。
西阿玛是一名非常优秀的科学家，一位出色的导师。他早期带领的学生，后来几乎都成了宇宙学领域的明星。
对霍金来说，被指派作为西阿玛的研究生，不仅不是灾难，而且是一种福分。
“我从没听说过西阿玛，但那也许是最好的事情。霍伊尔经常出门，很少在系里，我不会引起他更多的注意。而西阿玛总在身旁，随时找我们谈话。他的许多观点我都不赞同，但这激发了我去发展自己的理论图景。”
这番话，是2002年1月在剑桥大学隆重庆祝霍金60岁生日的报告会上，霍金亲口讲的。这次会上的报告者都是大师级的人物：马丁·里斯讲“复杂的宇宙及其未来”，詹姆斯·哈特尔讲“万物之理和霍金的宇宙波函数”，罗杰·彭罗斯讲“时空奇点问题：意味着量子引力吗”，基普·索恩讲“弯曲的时空”。霍金本人讲的题目是“果壳里的60年”。
这些演讲于2003年结集出版，书名为《理论物理学和宇宙学的未来》。2005年，该书的中译本面世，书名就译为《果壳里的60年》。
进入剑桥不到半年，霍金就被诊断患上了“肌萎缩性侧索硬化症”，他一度深陷绝望，但后来想开了：“如果我终将死去，那不妨做些好事。”
霍金从极度沮丧中回到学业上来之后，他父亲曾经找西阿玛商量：斯蒂芬是否有可能在短于3年的时间内获得博士学位，因为他恐怕活不到3年了。然而，这位导师的回答是“不行”。
西阿玛也许比任何人都了解自己这个学生的能力，但他不能因为霍金而改变原则。西阿玛曾经说过：“我知道斯蒂芬有病，但我对他和其他同学一视同仁。”而霍金本人所希望的也正是如此。
霍金真正的研究工作是从黑洞和奇点开始的。而正是西阿玛和彭罗斯，将霍金引上了通向黑洞之路。事情的起因是———
西阿玛经常安排学生参加重要的学术活动。1964年，也就是霍金取得博士学位的前一年，在伦敦举行的一次研讨会上，彭罗斯介绍了自己用新的数学方法证明：如果一颗恒星在自身引力作用下最终坍缩成为一个黑洞，那就必然会存在奇点。
“奇点”究竟是什么东西？ 一般说来，在数学上，奇点是数学函数无法定义的点，在该点函数值发散至无穷大。而在广义相对论中，奇点是时空的一个区域，在这个区域中时空弯曲得如此厉害，甚至广义相对论中的定律都不再有效。
霍金认真思考了彭罗斯的工作，若有所悟。他对西阿玛说：“如果把彭罗斯的‘奇点理论’用到整个宇宙上，而不仅仅用在黑洞里，那又会发生什么事情呢？”
西阿玛意识到霍金的想法非同寻常，十分赞同，就将它作为霍金的博士论文题目。这不是一个简单的问题，但困难正好激发了霍金的兴趣和热情。正如他后来所说的那样：“我一生中第一次开始努力工作。出乎意料的是，我发现自己喜欢它。”
霍金努力学习有关的数学知识，奋战几个月完成了这篇博士论文。论文的精华，是得出了非常重要的结论：如果广义相对论是正确的，那么过去必然曾经有过一个奇点，这就是时间的开端。这个奇点之前存在的任何事物，都不能被认为是这个宇宙的一部分。
通过答辩，23岁的斯蒂芬成了霍金博士。
1965年是霍金的幸运年。这年冬天，他以论文《奇点和时空几何学》与彭罗斯分享了“亚当斯奖”。这一奖项的科学地位很高，霍金23岁就获此殊荣，真让他的同伴们赞叹不已。西阿玛欣喜地对霍金当时的妻子简·怀尔德说：“霍金的前程将有如牛顿那样辉煌。”这让简感到惊喜非凡，她衷心地感激这位导师的坦率和诚挚。
▲2006年11月30日，英国皇家学会会长马丁·里斯(中)向霍金颁发科普利奖章，美国国家航空航天局主管迈克尔·格里芬微笑着站在边上。这枚奖章的与众不同之处，是同年7月由英国航天员皮尔斯·塞勒斯乘坐美国“发现号”航天飞机带往国际空间站，遨游过太空。
霍金辐射
20世纪初，物理学中出现了两个意义深远的重要理论：一个是研究时空、引力和宇宙结构的相对论，另一个是研究原子微观结构的量子力学。霍金之前的许多物理学家，包括爱因斯坦，都曾试图将这两种理论统一起来，但是失败了。刚过而立之年的霍金，通过对黑洞的研究，朝相对论和量子力学的统一迈出了重要的一步。事情的经过是这样的———
1973年9月，霍金在莫斯科访问了苏联著名物理学家和宇宙学家泽尔多维奇。当时，泽尔多维奇的研究小组正在探索黑洞的量子力学问题。和这个小组的讨论，对霍金很有启发。原来，泽尔多维奇早在1969年就意识到旋转的黑洞应该发出辐射，这种辐射应该是广义相对论和量子理论的结合物或半结合物。泽尔多维奇相信，辐射基本上由黑洞的旋转能量产生；黑洞发出辐射损失了能量，致使旋转变慢，最后辐射也会渐趋停止。
霍金觉得泽尔多维奇的解释不能令人完全信服。于是，他用自己的方式重新思考了这个问题。他埋头计算了两个多月，结果发现由于量子力学效应，黑洞会向外喷射物质和辐射。这种“黑洞辐射”使黑洞丧失能量和物质，因而变得越来越小。而黑洞越小，辐射活动就越剧烈。因此，结论必然是：黑洞迟早会以一场爆炸而告终。
1974年初，霍金将这一切告诉了马丁·里斯。里斯正巧遇到西阿玛，遂急切地对自己的恩师说：
“您听说了吗？ 一切都不同了，霍金改变了一切。”
里斯解释说，霍金发现：由于量子力学效应，黑洞像热体那样辐射，所以黑洞不再是黑的了! 这就使得热力学、广义相对论和量子力学有了新的统一，“这将改变我们对物理学的理解!”
1974年3月1日，英国权威学术刊物 《自然》 刊登了霍金的论文，题为 《黑洞爆炸？》。文中严密地表述了关于黑洞辐射的新发现。不少人认为，这一发现是近年来理论物理学最重要的进展，西阿玛也言简意赅地说：
“霍金的论文是物理学史上最漂亮的论文之一。”
从此，霍金发现的这种黑洞辐射就被称为“霍金辐射”，许多人也开始称他为“黑洞的主宰者”，甚至“宇宙的主宰”。
卢卡斯讲席教授
1974年3月中旬，霍金和简获悉，他将被选为英国皇家学会会员。对英国科学家而言，这是一种至高的荣耀。一名32岁的年轻人居然获此殊荣，在历史上相当罕见。
成为英国皇家学会会员之后，霍金接二连三地获得了许多荣誉和褒奖。但直到1975年，他才得到第一个正式职位———高级讲师。1977年3月，剑桥大学决定为他特设一个“引力物理学教授”的职位。只要他留在剑桥，此职就非他莫属。
1979年11月，霍金被任命为剑桥大学的卢卡斯讲席数学教授。这一职位历来任职者都很有名望。首任卢卡斯讲席数学教授是牛顿的恩师艾萨克·巴罗；第二任是牛顿；霍金则是第17任卢卡斯讲席数学教授。1980年，他正式就任该教职，原先为他特设的引力物理学教席就此自动取消。
1981年底，女王宣布1982年新年授勋名册，霍金由于黑洞研究方面的开创性工作，被封为二等勋位爵士。1989年，霍金又一次受勋。这次被授予的是英国勋章系统中最高荣誉称号之一的“勋爵”，是对公职人员和知识分子的最高表彰。
得了一枚“上过天”的奖章
2006年11月30日，英国皇家学会向霍金颁发了科普利奖章，以表彰他对理论物理学和宇宙学的卓越贡献。“继阿尔伯特·爱因斯坦之后，斯蒂芬·霍金对我们认识引力所作的贡献可与任何人媲美。”皇家学会会长马丁·里斯如是说。美国国家航空航天局主管迈克尔·格里芬前往伦敦参与颁奖 (见左图)。
科普利奖章是英国科学界历史悠久、地位崇高的一项奖励。法拉第、达尔文、巴斯德、爱因斯坦等人都曾获此殊荣。然而，霍金的这枚奖章却多了几分独特之处：它曾经上过天!
原来，英国航天员皮尔斯·塞勒斯于2006年7月乘坐“发现号”航天飞机前往国际空间站执行任务时，曾带着这枚科普利奖章同游太空。他说，“对于我们所有参与探索宇宙空间的人而言，斯蒂芬·霍金无疑是一位英雄。”“能携带他的奖章进入太空，执行STS-121任务的全体成员都感到荣幸。”
霍金本人曾说，他的下一个目标就是到太空中去旅行。太空之旅充满着危险，但那却是霍金的梦想……
科学“罗塞塔碑”
1989年10月，霍金在西班牙作过一次讲演，题目是 《公众的科学观》。他谈到：
“现今公众对待科学的态度相当矛盾。人们希望科学技术的新发展继续使生活水平稳定提高，另一方面却又由于不理解而不相信科学。”“但是，公众对科学，尤其是天文学兴趣盎然，这从诸如电视系列片 《宇宙》和科幻作品对大量观众的吸引力一望即知。”
当代科学如此艰深，发展又如此迅速，于是，借通俗的语言助社会公众正确地理解科学，就变得分外重要。诚如艾萨克·阿西莫夫所言：“只要科学家担负起交流的责任———对于自己干的那一行尽可能简明并尽可能多地加以解释，而非科学家也乐于洗耳恭听，那么两者之间的鸿沟便有可能消除。”
霍金、阿西莫夫以及卡尔·萨根等人，皆堪称为此宏愿而身体力行的楷模，他们是科学这块新的“罗塞塔碑”的伟大释读者。
罗塞塔碑原是拿破仑的法国远征军于1799年在埃及尼罗河三角洲的罗塞塔镇附近发现的一块古埃及纪念碑，长约1.1米，宽约0.75米。法国人撤离埃及后，此碑为英国人所获，后由大英博物馆收藏。罗塞塔碑上的文字约撰于公元前2世纪初，由古埃及象形文字和通俗体文字及希腊文三部分组成。为释读这些碑文，许多人曾呕心沥血。
对于公众理解科学而言，霍金的《时间简史》、阿西莫夫的 《科学指南》和萨根的 《宇宙》 所起的作用，恰如释读罗塞塔碑。
霍金在1982年首次打算写一本有关宇宙的通俗读物，他解释说：“主要原因是我要向人们解释，在理解宇宙方面我们已经走了多远。”
这本“有关宇宙的通俗读物”，就是日后的 《时间简史》。
各方评价
斯蒂芬·霍金因对科学无与伦比的贡献而被人们铭记，他让普通人也能理解复杂的理论和概念。他的精神和对宇宙的不懈追求，也将被铭记。
——微软CEO萨蒂亚·纳德拉
他的理论解锁了充满可能性的宇宙，我们以及全世界正在其中探索。就像2014年霍金对国际空间站宇航员的祝语那样，我们要对他说：愿你能像微重力中的超人一样继续飞翔。
——美国国家航空航天局
世界失去了一个美丽的心灵，也失去了一位杰出的人类。能与他交流人工智能，何其有幸。安息，斯蒂芬·霍金。
——谷歌“深思”(DeepMind)CEO哈萨比斯
斯蒂芬·霍金是一位出色的物理学家和一位鼓舞人心的人。
——美国加州理工学院物理学教授肖恩·卡罗尔
天才是如此美好，罕见。再见，霍金教授。你激励了我们所有人。
——美国宇航员哈德菲尔德
“霍金给人类最大的启示是：世界上曾经有这么一个人，就眼皮能动，思想却在遨游太空。而很多人身强力壮，但是思想却一辈子都瘫在轮椅上。这是霍金最值得我们敬佩的地方。”
——中国科幻作家刘慈欣
文：卞毓麟
编辑：钱家跃
责任编辑：唐闻佳
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