霍金传 9787521743449

前言
《每日邮报》对史蒂芬·霍金有着超乎寻常的喜爱，但后者对前者则不然。即便以英国小报的评判标准来看，《每日邮报》中的科学报道也显得可笑，有时甚至令人愤怒，看读者站在什么立场了。该报总是充斥着各种关于科学研究的文章，但研究本身则因作者们的夸张文字变得面目全非。当然，这些手段都是为了吸引读者。
没有人能像霍金这样引人注目，因此他的名字时常出现在小报上，但往往不是因为什么好消息。这位教授不是给出关于厄运的预兆，就是发出各种死亡警告，而起因通常是全球变暖、机器人暴动、外星人入侵等灾难。除此之外，他还丑闻缠身，婚姻和私生活一团糟。但在2018年年初，霍金去世前夕，《每日邮报》又出了新花样。
“史蒂芬·霍金是否已成为一个傀儡？”报纸头条这样写道，“阴谋论者认为真正的教授已经去世，现在我们看到的只是一个傀儡。我们有6条线索支持这一观点。”1
这篇报道十分冗长且详尽，试图证明从20世纪80年代中期的某个时候开始，这位倍受尊敬的物理学家就已经被顶包了。这个结论听起来十分离谱，但《每日邮报》还是阐述了一些理由，比如他的外貌（尤其是牙齿）是如何随着年龄增长产生了一些所谓的异常，以及在身患绝症之后，本应只剩几年寿命的他却出乎意料地活了很长时间，再加上其他一些线索，似乎都表明原本的霍金早已死去，现在出现在公众面前的只是一个替身。“我们所听到的声音是美国国家航空航天局的天体物理学家输入电脑的信息，这些都只是他们想传达给毫无戒心、易受蒙骗的公众和霍金的粉丝的信息，他们深信（他们所认为的）霍金所说的每一个字。”
即便对于小报作者想象中的离奇世界来说，这个观点也过于离谱了。在此之前，他们仅有过一次堪比此次事件的报道。那是在大概50年前，即1969年，小道消息说披头士乐队的保罗·麦卡特尼在一次车祸中丧生，随后被一个替身取代。
将史蒂芬·霍金与保罗·麦卡特尼相提并论，并不完全符合霍金本身非凡的名望。纵观历史，大概只有三四位科学家可以获得这样的公众声望，他们是爱因斯坦、牛顿、伽利略，或许还有达尔文。对于媒体和大众来说，霍金已经成为思想胜利的终极象征：他是世界上最聪明的人，拥有一个无与伦比的大脑，将毕生精力奉献给了宇宙最深邃的奥秘。
《每日邮报》关于霍金已经被替身取代的说法，只是近几十年来媒体和公众将他描述得最离奇、最荒谬的一次。除此之外，这位教授已经被塑造成一个反差极大的矛盾体：一方面，他向世人展示了超越常人的头脑，甚至超越了其他的天才科学家，举世无双，或者说与正常人类不在同一个智力层面上；而另一方面，他又被当作一个不再鲜活的个体，被神经系统疾病逐渐剥夺了自由行动的能力，只能依靠电脑合成语音说话。草率地认为霍金是一个人造产物而非真实的人类，可能对普通人而言更易接受。正如《每日邮报》所言，人们甚至不一定能分辨出他的电脑合成语音是否真的是坐在轮椅上的那个人控制的。
到2018年，也就是他去世的那一年时，人们几乎已无法从这层层堆积的象征意义中分辨出真正的霍金是什么样子。与其说这是一个活生生的人，倒不如说他已经成为一个简单又夸张的符号。尽管每一个认识他的人都说，霍金是他们见过的最固执、意志力最强的人之一，但要透过大众传媒塑造的这个公众形象看清他的真实面貌，分辨出他的真实意志，却极其困难。
要了解史蒂芬·霍金，就必须让时光倒流。在霍金生命的最后1/3，他是世界上尚健在的最负盛名的科学家，地位稳固，却没有做出什么实际的科学贡献。虽然是媒体的常客，但是媒体关注的重点并不在他的科学研究上。在这最后的几十年中，霍金倾尽全力取得的研究成果将不会对物理学界产生任何持续性的影响。他就像一颗坍缩的恒星，用自身的能量使得周围的世界发出耀眼的光芒，内核却只剩下往日辉煌的一个微弱倒影。
但在此之前，在他生命的中间那1/3，霍金是一颗超新星。这20年是一段壮丽辉煌的转变，他由一名默默无闻、与同事共同探索宇宙最初奥秘的物理学家，变成了国际巨星，变成了世界上最聪明的人，变成了科学界的披头士。这种蜕变既是巨大的满足，也带来了强烈的痛苦。而当蜕变完成时，霍金已经与过去的自己割裂开来，取而代之的是一个神话。
而只有在他生命的前1/3，在他取得地位和名声之前，在他成为世界上最聪明的人之前，在他成为一流的科学布道者之前，这段传奇背后的真实的人性才得以显现。让我们慢慢追溯，逐渐还原霍金最初的辉煌。若你穿越回霍金的青年时代，你就会了解到他是如何获得使他声名远播的科学见解的，就会觉察出他成为著名的科学布道者的根源，还会理解这个努力奋斗（以及努力组建家庭）的年轻人在面临绝症时的恐惧：这个绝症随时都会夺走他的生命。
对一项科学发现来说，随着时间的推移，如果有越来越多的科学家投身其中，那么这项发现就会变得更加容易理解。但史蒂芬·霍金的一生则恰恰相反。随着时间的倒流，他身上的明星光环和传奇色彩逐层剥落，本来面目却渐渐清晰。最终，霍金这个人与大众喜爱的那个“霍金”变得截然不同。
公众眼中的霍金是全世界最聪明的人，是科学家群体中的佼佼者；而霍金本人虽然也很出色，但是他知道周围有一群同样出色的同行也在默默无闻地工作着。公众眼中的霍金是世界上最伟大的科学布道者；而霍金本人则是这个世界上最难交流的人之一，在他成名的时候，他每分钟只能说出几个词。公众眼中的霍金为人隐忍，将自己身体上的困难说成是小小的不便，不值一提；而霍金本人则被自己的身体残疾所影响，他的人生观、科学研究、家庭生活，还有他的名声，方方面面都受到了影响。对于公众来说，霍金所做的一切都非同寻常、充满勇气，无论他是说话、吃饭，还是跳舞、工作、坠入爱河，都像是一场场精彩的表演；然而对于霍金本人来说，他没有勇气只做自己。
就连他的同事和竞争对手也不得不竭尽全力，才能区分真实的霍金和那个神坛上的传奇人物。美国斯坦福大学物理学家列纳德·萨斯坎德曾就黑洞特性与霍金有过争论，他说：“我并不是说霍金是骑着魔法轮椅穿梭于宇宙中的一束脑电波，我是说他是一个真实存在的人。但是你知道，没有人能够真正了解他。”2
但是当我们把时光倒流，一个真实的人就出现了，他狂妄、傲慢、冷酷，同时也温暖、风趣、聪颖。他既复杂又迷人，特立独行。
他就是史蒂芬·霍金。

霍金，世界知名物理学家，宇宙学家，哲学家，预言家。他在20多岁的年纪被医生诊断患上了一种罕见的绝症，只剩下两年多的生命。但显然，他并没有接受这个判决。在这之后，他不但获得了博士学位，还成家立业，并最终活到了76岁。在这中间，他的《时间简史》成为全球科普畅销书，他本人也成为全球知名的科学家。
我们了解霍金的名望，却较少了解他对科学界的贡献。事实上，在相当长的一段时间里，霍金都位于宇宙学研究的中心。20世纪70年代初，霍金的学术成就达到顶峰。如果说对黑洞奇点的研究让霍金在学术领域一举成名，那么关于黑洞辐射的研究则是霍金最重要的研究成果。霍金位于威斯敏斯特教堂的墓碑上，就雕刻着他关于霍金辐射的公式，这代表着他一生最重要、最伟大的成就，也是他名垂千古的凭证。
本书讲述了作为科学家的霍金的一生，也描绘了霍金作为一个丈夫、一个老师、一个朋友是如何影响和鼓舞着身边的每个人的。他的一生绝无仅有，他的精神如金子般珍贵。

查尔斯·塞费，耶鲁大学数学系毕业，纽约大学新闻学教授，从事科学和数学方面的写作已经20余年。《神奇的数字零》获得2000年国际笔会/玛莎·阿尔布兰德非虚构图书奖；《瓶中的太阳》获得 2009年美国科学史学会戴维斯奖；《霍金传》获得《展望杂志》2021年十大传记奖。
 

前言 4
第一部分 合并 8
第1章 与牛顿为邻（2018） 9
第2章 被诺贝尔奖遗忘（2014-2017） 20
第3章 生活在聚光灯下（2012-2014） 61
第4章 穿越时空的邀请函（2008-2012） 85
第5章 被操纵的真相（2004-2007） 104
第二部分 撞击 132
第6章 宇宙的边界 (1998-2003) 133
第7章 信息的归宿（1995-1997） 164
第8章 宇宙在我心中 (1990-1995) 193
第9章 成为畅销书作家（1987-1990） 224
第10章 时间之箭 (1981-1988) 257
第11章 对暴胀理论的贡献（1977-1981） 295
第12章 黑天鹅 (1974-1979) 318
第三部分 内旋 340
第13章 最伟大的科学发现（1970-1974） 341
第14章 黑洞的黄金时代 （1965-1969） 368
第15章 一切开始的地方 (1962-1966) 387
第16章 年轻时的点滴（1942-1962） 403
第17章 站在巨人的肩膀上 419

霍金，世界知名物理学家，宇宙学家，哲学家，预言家。他在20多岁的年纪被医生诊断患上了一种罕见的绝症，只剩下两年多的生命。但显然，他并没有接受这个判决。在这之后，他不但获得了博士学位，还成家立业，并最终活到了76岁。在这中间，他的《时间简史》成为全球科普畅销书，他本人也成为全球知名的科学家。
我们了解霍金的名望，却较少了解他对科学界的贡献。事实上，在相当长的一段时间里，霍金都位于宇宙学研究的中心。20世纪70年代初，霍金的学术成就达到顶峰。如果说对黑洞奇点的研究让霍金在学术领域一举成名，那么关于黑洞辐射的研究则是霍金最重要的研究成果。霍金位于威斯敏斯特教堂的墓碑上，就雕刻着他关于霍金辐射的公式，这代表着他一生最重要、最伟大的成就，也是他名垂千古的凭证。
本书讲述了作为科学家的霍金的一生，也描绘了霍金作为一个丈夫、一个老师、一个朋友是如何影响和鼓舞着身边的每个人的。他的一生绝无仅有，他的精神如金子般珍贵。

查尔斯·塞费，耶鲁大学数学系毕业，纽约大学新闻学教授，从事科学和数学方面的写作已经20余年。《神奇的数字零》获得2000年国际笔会/玛莎·阿尔布兰德非虚构图书奖；《瓶中的太阳》获得 2009年美国科学史学会戴维斯奖；《霍金传》获得《展望杂志》2021年十大传记奖。
 

第1章 与牛顿为邻（2018）
在过去的100年中，仅有三位科学家获得了入葬英国伦敦威斯敏斯特教堂的殊荣，他们是发现原子结构的欧内斯特·卢瑟福（1937年去世）和发现电子的约瑟夫·约翰·汤姆森（1940年去世），以及史蒂芬·霍金（2018年去世）。
2018年6月15日，物理学家史蒂芬·霍金的骨灰被送大教堂，安葬在一块黑色的石板下，距离艾萨克·牛顿和查尔斯·达尔文的墓碑只有几英尺远。
霍金曾公开拒绝与牛顿做任何比较，每当有人试图这样做的时候，他总是会斥责其为“媒体炒作”。然而，面对霍金这样一位当代最负盛名的物理学家，公众难免总是在二者间建立起各种联系。霍金在剑桥大学担任卢卡斯教席，300年前的牛顿也担任同一职务。像牛顿一样，霍金将大部分职业生涯都倾注于探寻引力的奥秘。即使去世之后，霍金仍然无法摆脱这种联系，当然，这一次遵从了他的意愿。这两位伟大的科学家不仅安息之所仅相距几步之遥，他们的墓志铭也是一样的。牛顿的黑色墓碑上只有一句拉丁文铭文：“HIC DEPOSITUM EST QUOD MORTALE FUIT ISAACI NEWTONI（这里安葬着艾萨克·牛顿）”。而霍金的墓碑上用英文写着同样的一句铭文：“HERE LIES WHAT WAS MORTAL OF STEPHEN HAWKING（这里安葬着史蒂芬·霍金）”。1
虽然霍金的墓碑比牛顿的墓碑小，却更加精致。石板上雕刻着一组旋涡状的曲线，周围环绕着铭文，这些旋涡似乎都朝着中心的椭圆空白处移动，示意气体云正被黑洞缓缓吞噬。左边刻着一个等式，那些字母似乎是对画面中心的黑洞引力的一种公然反抗：
T = 
看过墓碑的人中很少有人懂得这些符号的含义。但对史蒂芬·霍金来说，这个等式就是他超越常人的关键所在。
***
在霍金于2018年去世之前，他一直是这个星球上最知名的人之一，同时也可能是最容易被注意到的一个人。他被限制在轮椅上，几乎无法动弹，而且必须有随行护士陪同，自己无法隐姓埋名地外出。当然，他也并不是很在乎这些。霍金是我们这个时代中最著名的科学家，令公众极度着迷，这样的盛况百年难遇。
公众崇拜霍金，却不了解确切的原因。爱因斯坦有相对论，牛顿有万有引力，但绝大多数崇拜霍金的人却不知道他因何出名。他们其实也不知道，为什么媒体总把霍金与爱因斯坦或者牛顿相提并论。霍金自己总是谦虚地拒绝这种相提并论，但同时他的勤奋和努力又在不断引发类似的比较。而即便是那些对霍金的学术成就有一丝了解的人，也不能说自己全然了解霍金之所以成为霍金的原因。因为他不仅是一名物理学家、一个名人，还是一个“演员”、一位丈夫和父亲、一个象征符号。
这些角色之间激烈交战，无法和谐相处。就在霍金成名的那一刻，他的婚姻破裂了，他的家庭破碎了。而对于他的学生来说，虽然身为物理学家的霍金更想把他们培养成自己的学术接班人，但是他们不得不变成看护和保姆，来照顾这个身患绝症的人。霍金也许是这个世界上最知名的物理布道者，但是他却难以被外界理解，借助于一台特制的电脑，他每分钟也只能说几个词。即使是他个人人设中最直白的部分—一流物理学家—也比初看起来复杂得多。科学家们认为霍金拥有一颗无与伦比的大脑，但同时，很多人对他的后期成果不屑一顾，将它们贬低得一文不值。真正的霍金则隐藏在这些杂乱无序又相互矛盾的故事背后。
正如他所研究的黑洞一样，有一股不可思议的力量在阻止外人窥见霍金的内心。但你无法否认，去掉这些明星光环，确实存在着一个真实的人。
他具有多重身份：他是一名颇有成就的科学家，但其成就几乎被普遍地误解了；他是一个饱受苦难的人，但他同时也给他人造成了痛苦；他还是一位科学名人，却打破了前人的模式，从根本上改变了“科学名人”这一概念。
大多数对霍金有所了解的人都会被他生活中的一幕蒙蔽双眼。那是一个小插曲，发生在1980—1990这动荡的10年间，彼时他正从一名备受尊敬却默默无闻的科学家转变为这个星球上最知名的人之一。但是，就像超新星爆发一样，耀眼的光芒短暂遮蔽了寄主星系，既吸引了无数人的目光，又将一颗抛除一切依附物的赤裸的恒星隐藏了起来。霍金的成名也是如此，他的明星光环既引发了大众关注，又分散了人们的注意力。
***
演员本尼迪克特·康伯巴奇曾在2004年上映的英国电影《霍金传》中饰演霍金，他出席了在威斯敏斯特教堂举行的霍金追悼会，并朗读了《所罗门的智慧》中的一段作为致辞：
“……是他把所有事物的正确知识赐给了我，
使我明了世界的构造，和元素的能量，
时间的始末和中心，
冬至夏至的转变，和季节的变更，
年岁的循环与星辰的位置……”
霍金并不是全知全能的，但他试图去了解宇宙的始末，并将其作为自己的毕生事业。20世纪60年代初，当他的研究开始时，宇宙学领域还是一片沉寂，已经几十年没有取得任何实质性的进展了。但是到他去世的时候，宇宙学摇身一变，已经成为物理学中最激动人心的领域。它改变了我们对于宇宙形成的理解，也产生了一个又一个的诺贝尔奖，直到现在还是这样。
霍金的第一项实质性研究是关于宇宙起源的一项重要发现。回到1965年，在宇宙是如何诞生这一问题上，当时有两种互不相让的观点：一种是宇宙永恒地处于自我更新中；另一种是宇宙诞生于一次惊天动地的爆炸。其中后者就是我们现在所知的大爆炸理论。在他的博士论文中，霍金证明了如果宇宙起源于一次大爆炸，那么爆炸的起点一定是我们现在所称为的奇点。这个点在时空结构上无限小又无限瑕疵，任何已知的物理定律都不再适用于此，连数学也在这里失效。这是一项惊人的发现。如果我们相信大爆炸的存在，就必须同时接受我们已知的物理定律无法描述宇宙诞生这一事实。这个现在被称为奇点定理的发现，照亮了霍金之后的研究道路。
随着霍金学术声誉和地位的提升，他成为“暴胀理论”阵营的一号关键人物，这一理论描述了极早期的宇宙是如何膨胀的，也是相关领域中的主流理论。但在霍金看来，他对宇宙学最重要的贡献是在量子力学层面试图计算“宇宙波函数”，这是一个野心勃勃激进又充满争议的理论。他不仅相信这一理论可以描述宇宙时空的起点，也确信该理论使上帝变得无关紧要。“这样一来，创世者的位置又在哪里呢？”他的问话让全世界的许多神学家，甚至一些科学家，感到非常懊恼。2
事实上，霍金最重要的成果并不是关于宇宙诞生的研究，而是关于一类特别的奇点：位于黑洞中心的奇点。他一生中的大部分精力都用来研究这类神秘物体的运行方式，在他科学生涯中最重要的时刻，他意识到这类物体有一种旁人无法想象的奇异特性。
黑洞是一种具有强大引力的天体，所有靠近它的物体，包括光在内，都无法逃脱它的引力。黑洞由大质量的恒星演化而来。在恒星生命的尽头，其内部的核反应停止，自身也在引力作用下坍缩。一瞬间，整个恒星的质量都压向自身，将物质压成了一团毫无差别的原子，紧接着电子被压进质子形成中子，就这样逐层压缩，最终我们得到了一个奇点。这是时空结构中的一个瑕疵，也是一个断点。然而，由于这颗恒星周围的引力太过强大，没有任何物体可以在接近它之后顺利逃脱，因此也没有什么东西可以告诉我们奇点周围是什么样子的。这就好像有一个无形的罩子罩住了之前所有的恒星。这也是一条不归路，一旦越过所谓的“视界”，就注定了无法返回，无论你怎么挣扎，都必定要掉入黑洞。
正因为黑洞连光线都能吞噬，所以它的引力极其强大。它们是终极的吸收体，吞噬一切光亮，不会反射出一丝一毫。但是在20世纪70年代，霍金有了一个惊人的发现：黑洞不是真正完美的黑色，它们会向各个方向辐射粒子，包括光子。在大多数情况下，霍金辐射异常微弱，在任何合理距离上都无法被探测到。然而，仅仅是发现这种辐射的存在已足够产生深远的影响。因为一旦接受了黑洞会辐射能量的说法，就意味着黑洞必将在辐射中蒸发，或者叫爆炸。而这又意味着被黑洞吞噬掉的物质和能量最终必然会得到重新的释放。霍金早就意识到，这些物质和能量的释放导致了现代物理学的两大支柱—爱因斯坦相对论和量子理论—之间不可调和的冲突。这种冲突意味着，霍金辐射的发现不仅颠覆了我们关于黑洞的传统认知，还有可能是统一量子理论和爱因斯坦相对论的一个重要里程碑。甚至，我们可能通过霍金辐射找到一个“万有理论”来取代这两大支柱。
霍金的朋友、物理学家约翰·普瑞斯基尔说：“我想说的是，回想起来，他对科学有三个伟大的贡献。一个是奇点定理……，一个是关于宇宙波函数的想法。但是到目前为止，最重要的还是霍金辐射的发现与推演。”3
霍金墓碑上的方程式就是霍金辐射的主要体现，它说明了黑洞温度与其质量之间的函数关系，而黑洞的温度又决定了它所发出的辐射量和辐射类型。这一切，包括它们所属的黑洞本身，都可以由这个公式体现。
***
当威斯敏斯特教堂的管风琴奏起时，成千上万的声音齐声唱诵起来自英国的古老旋律：
天父啊，请倾听我们的祷告：
祈祷不是为了轻松，
而是为了勉励我们不断
勇敢地生活。
21岁那年，史蒂芬·霍金被确诊患有肌萎缩侧索硬化（ALS），这是一种致命的神经系统疾病，霍金可能只剩下两三年的寿命。在接下来的55年中，他一直生活在死神的笼罩之下，不知道自己还能活多久。霍金这一生所做的一切，不管是有了新的物理学发现、写作畅销书，还是乘坐飞机环游世界，或是养育三个孩子，都是在病痛下完成的。疾病几乎剥夺了他的一切能力，使他无法行走、无法说话、无法自己进食，也无法控制身体的绝大部分肌肉。然而，每当有人把他面对病魔时所展现的这种顽强的坚持与勇敢混为一谈的时候，霍金就会大发雷霆。1990年，他曾对一个记者说：“我觉得有点儿尴尬，因为人们总是认为我很有勇气。但实际上，我并没有选择的余地。我不是主动选择了一条充满艰辛的道路，只是做了这种情况下唯一可以做的事情。”4
畅销书《时间简史》让霍金在20世纪80年代末成为家喻户晓的人物。这本书出版时，霍金已经被禁锢在轮椅上，不能说话，也几乎无法移动，只能通过一台电脑与其他人交流。他用手中的摇杆控制电脑，费力地拼凑他想说的话，发送到语音合成器上，最终由语音合成器为他发声。
在各种公开场合，人们簇拥着霍金，却不太知道该如何与他交流，人们总是对他抱有一种好奇的态度，既敬畏，又有一些优越感。从智力角度讲，大家都知道霍金是世界上最杰出的物理学家之一。然而，严重的残疾使得人们把他当作一个蹒跚学步的幼儿。这几乎形成了条件反射，无论他说了什么做了什么，都会引发一阵欣喜而惊奇的欢呼。2011年，演员简·方达记录下了她对霍金的探访：
我跪在史蒂芬的椅子旁边，向他提起贝多芬说过的话，并且问他是否也像贝多芬一样，在病魔的鞭笞下不断前进，更深入地对宇宙起源进行研究。在等待答复的过程中，我将头靠在他的肩膀上，仔细地观察他，看着他专心致志地“写作”时脸上的细微动作。当时我一直在想，这是一个被囚禁在废墟中的人，但他竟然能够理解那些远在人类理解范围之外的事情。
大约5分钟之后，屏幕上逐渐出现了字母和单词：“它……解放了……我……”啊！导演摩西·考夫曼和我欣喜地对视了一下，确信我们的猜想即将得到验证，史蒂芬一定会说出“它解放了我，让我可以自由地探索宇宙起源”之类的话。然而几分钟的等待之后，出现了这样一句话：“它解放了我，让我不用再教书了！”随后一个电子合成音大声地读出了这句话，每个人都听得清清楚楚。我看着史蒂芬，他似乎露出了一丝狡黠的微笑。曾有人告诉我，他有一种调皮的幽默感，而他刚刚就证明了这一点！我们都笑得很开心。不用再教书了！确实，这就是ALS的好处！5
来访者在不自觉间不仅会被霍金深邃的智慧所折服，也会被他孩童般的纯真所感染。他逐渐成为一名精神领袖和一个象征符号，近