霍金：明星科學家是怎樣煉成的

知識 03-15

2018年3月14日，物理學家史蒂芬·霍金逝世，享年76歲。

謹以此文緬懷霍金。

導語：

2005年的紀錄片里，霍金的輪椅被推著，從劍橋西路 5 號的家中出發，經過美麗的劍河、古老的國王學院,駛過一個斜坡,來到銀街的應用數學和理論物理系的辦公室。一塊黑布條繞過霍金的額頭，把那顆珍貴的大腦固定在輪椅靠背上以防亂晃。

一些人說：這顆大腦比這個星球上大部分同類更了解這個宇宙，卻不能在這個星球表面上隨意走動；另一些人則認為：這根本不可能是我們的同類，他，該是個外星人。

然而,這顆大腦做了什麼?

同行們說，他提出了大爆炸可能開始於的一個奇點,還發現了黑洞不黑,也有輻射。前者為霍金捧得了1988年的物理學沃爾夫獎；而對後者，《連線》雜誌曾撰文認為，那是足以得諾貝爾獎的研究，可那只是媒體的說法,並沒有專業人士曾那麼說過。

普通公眾也許絲毫不知道這些，他們只知道這個人寫過一本很難看懂的《時間簡史》，那本超級暢銷書的全球銷量已經幾乎有1000萬冊。以「物理」的名義，霍金賣出的書超過了麥當娜的寫真集《性》。

某些「有識之士」認為，那本書是另一種形式的「迷信之書」，評論家指責那本書的出版商「無恥地利用了霍金的殘疾」。一位專欄作家甚至曾懸賞14.99英鎊（《時間簡史》的售價）來購買「這本書暢銷的合理理由」。甚至，霍金自己也擔心，很多人買他的書，不讀，而是將其放在書架或者咖啡桌上炫耀，雖然他不認為這種情況會比包括《聖經》和莎士比亞著作在內的其他嚴肅讀物更甚。

無論如何，這是第一次，科學家的受歡迎程度擊敗了性感明星。

最普通的小時候

1942年1月8日，霍金出生於一個典型的英國中產家庭，他的父母均為牛津大學的畢業生，父親是醫生，母親婚後做家庭主婦。

霍金出生當天正是伽利略逝世300周年，這彷佛預示了什麼，但細想來，還是不能說明什麼。

從衣缽上來講，霍金繼承的不是把望遠鏡對準星空的伽利略——作為一個理論型的宇宙學家，他尤其不熱衷天文觀測。霍金更多地是繼承了愛因斯坦廣義相對論的研究。事實上，為了增加故事的傳奇性，他本應晚些時候出生，最好到1955年4月18日，那是愛因斯坦去世的日子。

對此,霍金自己的思路是「我估計大約有20萬個嬰兒也在同日誕生，我不知道他們中是否有人在長大後對天文學感興趣。」——一年有365天，出生在伽利略忌日是個幾率為1/365小概率事件，而成長為一個宇宙學家，也許是個更小概率的事件。

除了那個極具偶然性的出生日期，小時候的霍金從未表現過什麼驚人的天賦。

對第一個小孩，這對父母遵循著育嬰手冊的說法來進行教育，他們堅持要讓這個孩子在不知不覺中學會閱讀，其後果是：「最終我是學會了閱讀，但那時已經8歲了，那真是個相當晚的年齡。」

因為分班測試時發揮超常，霍金去了一個很好的班級，結果，他的成績在班級排名里從未到過前二分之一，一般是在20名上下。

小時候的霍金還有個比較像小天才的癖好，喜歡玩具火車、輪船和飛機，尤其喜歡把他們拆開，探究他們是怎樣運行的。對此，他自己認為：「這都來自我對探究事物和控制它們的渴望」。很多年後，他感慨，「從我開始攻讀博士之後，這種渴求才在宇宙學研究之後中得到滿足。」然而，他不能否認的一點是，幼時的他只是經常把東西拆開以窮根究底，對再把它們恢復組裝回去卻束手無策。

幼時的霍金也會與六七個好友長時間的討論和爭論，主題涵蓋一切，從無線電遙控模型到宗教，從靈學到物理學。聽說從遙遠星系來的光線會向光譜的紅端移動，而且有人認為這是宇宙正在膨脹的徵兆，小霍金就斷定紅移必定是其他原因引起的，比如，光線在路上走累了，所以變紅了。——直到博士生兩年級時，他才意識到自己過去錯了。

12歲時，兩位朋友用一袋糖果來打賭，說霍金永遠不可能成才。

最抽象的和最基本的

1961年，19歲的霍金為牛津八人賽艇掌舵。兩年後他的肌萎縮性側索硬化癥狀就會開始出現。

霍金的做醫生的父親希望他去學醫，但他自己卻不喜歡生物學，因為那個學科不夠抽象，「過於敘述性並且不夠基礎。」17歲那年，霍金投考了牛津大學的大學學院的獎學金——那是他父親就讀過的學院，考中的幾率會大一些。

考試進行得不甚成功，「監考老師在實驗考試時與其他人講話而不理我，我相信自己考得很糟」，但他還是拿到了獎學金，進了大學學院。

大學學院不設數學專業，霍金申請了物理學，然而，仍然沒有什麼火花在霍金與物理的碰撞中產生。在牛津研修物理的歲月中，霍金仍然沒有顯現任何「成才」的跡象，他的人生，看上去仍然只是馬馬虎虎。

50年代末，極端厭學的情緒籠罩著牛津，學生們「對一切完全厭倦，並覺得沒有任何值得努力追求的東西」。而且，這幫年輕的聰明人鄙視用功，「靠用功而得到好分數被認為是灰人，那是最壞的諢名。」當時的霍金，看上去並沒有要打破這種氛圍的意圖。在牛津的3年間，他總共共用功一千小時，「平均每天一小時」。為了通過期終考，他選擇了理論物理，他說，那是為了「避免記憶性的知識」，還在考試前夜因緊張而失眠。他的考試成績不好，處於一等和二等的邊緣，需要面試。面試時，一位考官問到未來計劃，霍金回答，我要做研究，最後，他拿到了一等的畢業成績。

很多年後，人們說，霍金在牛津讀書時不怎麼用功，畢業時卻拿到了自然科學甲等榮譽學位。

霍金想研究的是宇宙學。在理論物理中,有兩個領域是最抽象也最基本的,一個是看不見摸不著的基本粒子,另一個是龐大的宇宙,霍金覺得粒子物理不如宇宙學抽象，他表示，前者更像生物學，「科學家們能做的只不過是和植物學一樣把各種粒子分門別類。」

離開牛津，霍金去了劍橋，「當時的牛津沒人研究宇宙學，而劍橋的霍伊爾卻是英國當代最傑出的天文學家」——不觀測星空，只是在紙上計算的宇宙學，在當時幾乎還沒有公開的合法地位。

迷茫

霍金與他的首任妻子簡

我們的宇宙為什麼是這樣？有聲音說：我們就在這裡，所以，我們看到的宇宙是這樣。但這個答案不能讓霍金滿意，他想要知道的更多。

60年代早期，主流物理學家們傾向於認為，宇宙是個「穩恆態」，它就在那裡，過去、現在、將來都是如此。而霍金最初申請的霍伊爾正是「穩恆態」理論的主要捍衛者。他本能地不肯承認宇宙有個開端，那是個太令人不安的假設。

在霍金並不喜歡的一部以他為主角的電影中，霍伊爾對年輕的霍金說：「物理量無窮大，物理定律全部失效？那裡是給宗教或上帝準備的。那不是科學。」

但霍金到劍橋時，因為霍伊爾的學生夠多了，霍金又不是那麼突出，這個學生就被改派給了西阿瑪。西阿瑪讓霍金去研究「馬赫原理」，霍金卻覺得，「這個原理沒有很好的定義」，他更感興趣的是宇宙學和廣義相對論，就每周跑去聽課。

面對新的學科，霍金遇到的一個麻煩是：他的數學不夠好。他的大學不開數學課，結果導致，自中學後，他幾乎沒有正常上過數學課。剛開始聽廣義相對論的課程時，「只能聽懂它的語言和方程，並沒有真正領會這門學科。」就在他猶豫是否要繼續時，在一個非常冷的聖誕假期，一件改變了他一生的事情發生了。

滑冰時，母親發現，自己的兒子摔倒後要爬起來非常艱難。霍金住進了父親的醫院，他住了三周，做各種檢查，目睹了對面床上一個男孩死於肺炎。醫生告訴他，有一天，他會死於呼吸肌喪失功能，而他的壽命，也許只有兩年了。

拿著醫生開的維生素片，霍金回到學校，他覺得自己很倒霉，「也許已經活不到博士畢業了。」他做噩夢，聽瓦格納，「因為他和我的末日黑暗興味相投」。渾渾噩噩中，霍金邂逅了一個叫簡?瓦格納的圓臉姑娘，並和那姑娘訂了婚。

很多年後，有人問簡，為什麼要跟一個只有兩年壽命的人訂婚？她笑了笑，說：「那個年代，人人都說蘇聯的核武器兩年內就會打過來。」

轉折

為了結婚，霍金需要一個工作，為了得到工作，他得有個博士學位。於是，平生第一次，他用起功起來。在醫生宣判的死期臨近時，霍金的廣義相對論學習有了點眉目，而且，他遇見了彭羅斯（Roger Penrose）。

彭羅斯比霍金大11歲，他有相當好的數學功底，當其他人正在費盡心思猜測求解方程時，他引進了一種新方法，不需要具體的求解方程，就能看出解的一些性質。

根據愛因斯坦的理論，萬有引力與時空觀緊密相關，在愛因斯坦看來，萬有引力最恰當的解釋不是傳統的力，而是時間和空間的彎曲。當時空彎曲了，所有的物體走最短程的路徑，這些短程路徑看上去就像是引力作用在物體上所引起的。

黑洞就是時空彎曲的最有名的例子，在黑洞的周圍存在一個曲面，在這個曲面之內，光線的最短程線不會到達黑洞的外部。而彭羅斯證明，在大質量天體塌縮成黑洞的過程中，必然存在一個點，所有的塌縮物質在這個點之後就沒有了路徑，用幾何的語言來說，這是幾何上的奇點。而在普通的人看來，這是毀滅之點，因為越是靠近這個點，引力產生的拉扯力越大，最終歸於毀滅。從物理學的角度來看，在這個點上，所有的物理學定律不再適用——這也就可以理解，很多物理學家討厭這個點，不承認它的存在。

從1965直到1970年，霍金和彭羅斯組成了一個黑洞和嬰兒宇宙的研究小組，兩人一道將奇點的存在性證明推廣到更加一般的情況，包括早期宇宙。

看上去，他們成功了。對那個年代，編寫「現代宇宙學編年史」時，克拉夫（Helge Kragh）寫道：「60年代中期真是現代宇宙學的一個分水嶺，我們觀測到了大爆炸的遺迹——微波背景輻射（已獲1978年度諾貝爾物理學獎）；也給出了大爆炸這一現象的理論支持。」

很快，霍金順利畢業，申請到了學院的一筆研究獎金，跟簡順利結婚，還度了一周的蜜月。他再也沒有聯繫那個判他死刑的醫生，醫生也沒有聯繫他。而他的病，看上去也忘了他，惡化的速度一天天慢了下來。

到1979年，霍金生育了3個子女，還獲得了盧卡斯教席——這是數學界中最重要的一項教授名銜。霍金說：「因為我在系裡辦公室的門上貼不幹膠字條，系主任很生氣，便推選我作了盧卡斯教授，好讓我搬到另外一間辦公室去。」而事實上，認識他的人都知道，這段話只是一個牛津學生在假裝不在乎榮譽，事實上，霍金對這個位置非常在意，他記得自牛頓以來300年間所有擔任過盧卡斯教授的人的名字。

開始，也是結束

到了1982年，隨著醫療費和子女的教育經費的節節攀升，想不到其他賺錢的法子，霍金開始打算髮揮自己的專長去賺點錢花。他想寫本關於宇宙的小書，那本書的讀者是廣大公眾，他要給那些對物理學和數學一竅不通的人解釋宇宙學，而且要那本書暢銷。

霍金先把想法告訴了劍橋出版社一個出版過他學術著作的編輯，並明確表示，這本書的版稅可以再談，但希望能有一筆預付款。編輯允諾了霍金1萬英鎊的預付款，在劍橋出版社，這已經是最高標準了，但對霍金而言，這錢顯然不夠。

一位紐約的文化經紀人接了兜售霍金寫作計劃的活兒，他對各大出版社說：「宇宙學以及霍金與疾病奮鬥的故事是這本書暢銷的兩大保障」——很明顯，即使關心宇宙學的人不很多，在這個世界上，關心霍金凄慘故事的好事者必有一大把。美國的矮腳雞出版社用25萬美金的預付款和豐厚的稿酬買走了霍金的故事。

1984年開始，矮腳雞派了一個編輯與霍金合作這本書，霍金寫一段草稿寄給編輯，編輯列出一長串的問題以及修改意見，協助這位科學家把科學問題用正常的人類語言進行重寫。

這本書寫得很不容易，其間，霍金因為肺炎不得不切開氣管，失去了說話能力，只能靠揚眉來進行交流。幸虧，很快就有人贈送了他一個協助溝通的計算機程序，讓他可以繼續寫作。

1988年，在霍金46歲的時候，他與彭羅斯一起獲得了物理沃爾夫獎，這本《時間簡史》也終於在美國出版了。

美國版的封面上，編輯精選了一張霍金坐在輪椅上的凄慘的照片，據說，這會使那本書的銷量至少增加一倍；相應的，霍金也精選了愛因斯坦的那個著名的公式寫進書中，據說，這會使那本書的銷量至少減少一半。

然後，霍金就出名了，他上了《辛普森一家》把他畫進了卡通片；億萬富翁出錢贊助他去體驗無重力實驗室；他的影響甚至超出了麻瓜世界，電影版哈里?波特中，有魔法師在酒吧翻看《時間簡史》。哈里?波特版維基指出：「那是一本由矮腳雞出版社出版的，由一個名叫霍金的麻瓜寫的時間旅行的指南」。

隨著《時間簡史》的熱銷，霍金的婚姻也走到了盡頭。與他結婚25年的簡認為，她正在失去自我，「每次到了正式場合，我就只是個站在他身後的人。」嫁給霍金後，為了擺脫這種感覺，簡曾很努力地拿到過一個中世紀歐洲文學博士，專攻西班牙詩歌，她甚至在劍橋大學拿到過一個教書的職位。然而，在春風得意的霍金看來，與宇宙相比，那些人類編出來的東西，實在不算什麼。

在一部紀錄片中，篤信天主教的妻子簡批評霍金，「他要做上帝。」——誰都不知道，這句批評是出自一個被忽略的妻子還是一個虔誠的天主教徒。

1991年，霍金和簡離婚，四個月後，霍金娶了自己的護士伊萊恩?梅森，後者的前夫正是替霍金在輪椅上裝上電腦和語言合成器的工程師。

宇宙，需要創造嗎？

2005年接受採訪時，霍金說，「我知道我的人生很難被描述做普通，但我確實覺得，在我心裡，我就是個普通人。」描述自己的工作流程，他說：「首先是尋求優雅而協調的數學模型,然後提出理論，利用理論作出可被觀測驗證的預言。如若觀測和預言一致，也不能就說明理論被證明了,只不過說明該理論有資格存活,以作下一步的預言，新預言又要由觀測來驗證。如果觀測與預言不符，那麼就拋棄你的理論。」

很少有人能聽懂這個「普通人」的話，然而，這不妨礙人們喜歡這調調。科學家這個職業的從業者就該這樣。

人們是那麼喜歡他。在中國，一手《時間簡史》、一手《金剛經》是作家王朔某段時間的經典形象。在美國，一個加油站服務員得知服務對象是科學家時，就說自己最崇拜的英雄就是霍金。霍金說，「哦，人們喜歡遵循這樣的公式:史蒂芬?霍金患了很嚴重的病，他被禁錮在輪椅上，不能言語，只能挪動X根手指（X依據評論者所讀的是哪篇相關的不精確的文章而定）。然而，他寫了這部關於大問題的書：我們從何處來並往何處去……」

在美國，有報紙專欄作家問：難道有誰看懂了《時間簡史》嗎？一位家長公開回應：「我認為，看不懂這本書的人該去補補基礎物理知識。我的17歲的兒子，一個物理成績總是在90分以上的中學生，就覺得霍金這本書很容易理解，他認為霍金該在書里介紹些更難的物理，而不總是這些簡單的東西。」

反倒是霍金擔心，很多人買他的書，不讀，而是將其放在書架或者咖啡桌上炫耀。雖然，他不認為這種情況會比包括《聖經》和莎士比亞著作在內的其他嚴肅讀物更甚。

事實上，他倒不必擔心，人們確實在讀那本書。人們邊讀邊討論，這位研究宇宙的科學家究竟是否認同上帝創世?

最初，人們以為他是站在上帝一邊的，《時間簡史》的結尾，霍金說：如若能知道宇宙如何開始，「將是人類理智的最終極的勝利——因為那時我們知道了上帝的精神。」然而，再細看，那本書里還藏著一句：「時空是有限而無界的可能性，就表明著沒有開端、沒有創生的時刻。」在去年的新書《大設計》中，這類的表述被提到了顯眼處，他說:「宇宙創造過程中，上帝沒有位置。」

1632年，伽利略68歲，出版了《關於兩種世界體系的對話》；2010年，霍金68歲，他出版了新書《大設計》，並在一部新紀錄片中表示：不要跟外星人說話，他們也許並非善意。好吧，這一年裡,霍金說：我們應該相信存在外星人，而不是上帝。