霍金：“一個迷人的故事”

楊建鄴

《黑洞與時間的彎曲》堪稱一流的具有科學史價值的高級科普書籍。至少在我所看到的中文科普書籍中，還很難找到一本寫得如此探幽入微、淋漓盡致的好書。２０００年４月初版１萬多冊，一年之后就迅速再版，也說明這本書已經受到國內讀者普遍的好評。

在國外，這本書更是好評如潮。《紐約時報書評》頭版評論說本書是：“近年來出現的同類題材中的最佳讀物。”著名的科普作家卡爾·薩根簡直是歡呼地說：“杰作啊！關于這個主題的許多書該作而沒能做到的，它都做到了……我想它本身就是一股強大的力量。”《華盛頓郵報》評論說：“讀者恐怕找不到更大的權威（或者更好的小說家）來談宇宙的最奇異的特征……大手筆，真動人！”

為什么這本書能夠如此地激動人心呢？我想有以下幾方面的原因。

一、作者親歷了這一驚心動魄的探索

阿蘭·萊特曼指出：“很少有書像《黑洞與時間的彎曲》那樣表現了科學的事業：它打開了歷史的畫卷，描繪了現代物理學的奇跡和激動人心的發現，更難得的是讓我們看見了一個親歷者對科學風格和氣質的洞察。”由這段話可以知道，這本書之所以動人的一個非常重要的原因，作者索普就是一位杰出的科學家，他本人就親自經歷了這一個偉大而驚心動魄的的探索。霍金在為本書寫的序言中說：“這是一本活的科學發現的歷史，作者是發現的參與者，這很像ＤＮＡ結構，它使我們認識了遺傳密碼的發現者沃森寫的《雙螺旋》。”作者本人在“導引”中也寫道：“三十年來，我一直在探索，……我和我要講的東西關系太近了，我個人從六十年代到今天都在親歷它的發展，我最好的幾個朋友從三十年代起就身在其中了。”

這樣珍貴的經歷，當然是寫好這本書的重要原因。但是，這只是成功的條件之一，還不是充分的條件；而且，我們也不能要求每一個寫科學史或科普著作的人都有索普這種親歷其境的經歷。這樣的作者只可遇而不可求。但是，這類書的作者至少要十分熟悉所寫的科學的內容。如果本人幾乎不懂所寫的科學知識，那是絕對寫不好這類書的。

二、寫出了科學大師們失誤的原因

為什么寫這本書？索普說：“為的是去認識愛因斯坦為后代留下的遺產——他的相對論和相對論關于宇宙的預言——去尋找相對論失敗的地方，看它如何失敗，會有什么來取代它。”這一宗旨很重要。

國內科學史或科普著作很少觸及科學家的失誤，這是很可惜的。英國著名化學家戴維曾經感受至深地說：“我的那些最重要的發現是受到失敗的啟發而獲得的。”偉大的英國物理學家麥克斯韋說得好：“科學史不限于羅列成功的研究活動。科學史應該向我們闡明失敗的研究過程，并且解釋，為什么某些最有才干的人們未能找到打開知識大門的鑰匙，而另外一些人的名聲又如何大大地強化了他們所陷入的誤區。”

美國著名生物學家和科學史家邁爾在他的巨著《生物學思想的發展》一書指出：“歷史所表現出來的不僅是解決問題的成功的嘗試，還有不成功的努力。在處理科學領域的重大爭論的時候，要努力去分析爭論對手用來支持相反理論的思想、觀念（或信條）以及具體證據。”他還深刻地指出：“只有通過學習這些概念形成所經歷的艱難道路，學習早先的錯誤假定怎樣一個一個地被否定，換句話說，就是要學習過去的所有錯誤，才有可能獲得真正透徹和完滿的理解。在科學中，人們不僅通過自己的錯誤的歷史進行學習，而且也通過別人的錯誤的歷史進行學習。”

索普本人的經歷肯定使他十分清楚失敗的價值，所以他在書中不厭其煩地用科學家犯錯誤的經歷來敘述探索黑洞的進程。廣義相對論的時空彎曲本身可以預言黑洞的存在，但是愛因斯坦是廣義相對論的創建者，愛丁頓是最先懂得和用實驗證實廣義相對論的科學大師，卻偏偏是他們兩位堅決拒絕黑洞的預言。這件事本身就非常吸引讀者。在進一步研究白矮星、中子星及黑洞時，所有的科學家包括茨維基、朗道、奧本海默……都先后犯過錯誤，作者一一指出，而且在適當的地方還會分析這些錯誤的原因。

讀者看到這些大師的錯誤，在心理上會更加認同這些大師；而且對于讀者來說，知道這些錯誤對于提高他們的興趣，有絕大的好處。

三、描述了一群極不相同的科學家

作者的親身經歷，使他深深明白一個道理：“在探索中，我明白了科學家的頭腦是如何工作的，我看到了不同頭腦之間的巨大差異（如霍金的與我的），我知道了為什么為了更真切地理解宇宙需要那么多不同類型的科學家以他們自己的方式工作。”“科學是公共的事業，形成我們宇宙觀念的思想不是來自哪一個人或者某幾個人，而是來自許多人的共同奮斗……”

例如，弗里茲·茨維基完全相信自己內心有一條通向最終認識的道路，而別人都是錯誤的；而且他是一個“喜歡自我宣揚天才”。也許正因為如此，他確實有些粗野，不能很好地控制自己。這樣，“茨維基的許多同事都認為他是一個令人頭痛的小丑”。如果在一個不寬容的環境里，這個“小丑”和“天才”就會萎縮、死亡，不會給人類帶來知識的突破。索普懷著極大的熱情描述了茨維基奇妙的思考和永遠伴隨著他的錯誤（他太自信而不大熟悉物理學）。

朗道是一個“熱情的馬克思主義者”，他很失望自己晚生了幾年，使得“所有的漂亮女孩兒都被搶走跟人結婚了，所有好的物理問題都被解決了”。雖然朗道有些悲觀，但是在探索黑洞等問題上他還是核心人物。為了避免斯大林的“大清洗”，他急迫地發表“中子核”（以某種方式處在正常恒星內部的中子星）的文章，希望由此引起國際上的矚目，顯示自己的重要性，從而避免清洗。但是事與愿違，他還是被清洗了。如果不是卡皮查和玻爾的救助，他就會慘死在監獄中。

愛因斯坦喜歡一個人做研究，但是奧本海默害怕學術上的孤獨，他的身邊總是簇擁著一大群學生。他和他的研究生合作的方式是“前所未有的”。他的小組由８～１０名研究生和６～７名博士后組成。每天他和小組成員見一次面，他依次和每一個組員討論他們研究的問題，提出意見。盡管問題極其廣泛，但是他卻懷著極大的興趣，并能夠一一應答和提出意見。當他對某一個很有價值的問題感興趣時（如朗道的中子核），他先作一些初步的估算，有了眉目后，他就交給研究生或博士后來干。

這些性格、頭腦各不相同的科學家，會讓讀者感受到不同性格的魅力。

四、高超的寫作技巧

科普最大的困難是既想寫得生動，讓讀者感興趣、能夠看懂，又要保證科學思想的正確性。這的確不是一個容易處理的問題。寫得太通俗，會損害科學的嚴謹；過分強調科學性，又失去了科普的意義。難矣哉！索普當然知道這一難處，因此他頗費周折地用了一系列方法來克服這一困擾所有科普作家的難題。且看他的招數。

在導言中他開門見山的說：“我想在這本書里與非科學家和不同領域里的科學家分享我的這些感受。一條歷史線索將相互關聯的話題串在一起，那是我們為闡明愛因斯坦的精神遺產而奮斗的歷史，也就是我們從遺產中發現那些奇異的黑洞、奇點、引力波、蟲洞和時間彎曲的預言和歷史。”

以歷史為線索，的確是一個好方法！索普還十分具體地說：“書的主體（第１章到第１４章）與序幕有完全不同的風味。中心線索是歷史的，在歷史的線索中交織著別的東西。我會用幾頁篇幅來追溯歷史，然后離開歷史講一些題外話，然后又回到歷史中來。這樣，讀者可以看到不同的思想觀念如何精美地交織在一起，它們來自物理學、天體物理學、科學哲學、科學社會學和政治學。”

但是事情也不那么簡單，這是因為科學研究同人生一樣，不同的人可能在同時探索許多相同的問題，而某些“一時的頓悟”很有可能是幾十年前的某些思想帶來的靈感，而那些思想在幾十年間卻被忽略了。這樣錯綜復雜的局面是很難妥當處理的。索普采取的辦法是：“為了讓讀者能對此有些感受，本書將在時間里跳躍，從六十年代跳到三十年代，然后又回到七十年代的歷史主流。”這樣處理也會帶來副作用，使讀者在這樣的時間旅行中感到眼花繚亂，失去方向感。為此，索普又在書后附上一個歷史年表。感到眼花繚亂的讀者可以用這個年表來理順紊亂了的前因后果。

但是科普著作不是正兒八經的科學史，不能完全按歷史的順序。對此索普說：“從序幕開始：我要講一個科幻故事，它會很快把讀者引向書中的物理學和天文學概念。有些讀者可能會對故事感到沮喪，這些概念（黑洞和它的視界、蟲洞、潮汐力、奇點和引力波）來得太快，幾乎沒有解釋。我告訴大家，不要管它，好好看故事，留下一點兒印象。每個概念在正文中還會以更令人愉快的方式重新提出來。讀過全書后，你可以再回來看序幕，慢慢體會它的專業趣味。”

“我不求歷史學家要求的完整、準確和公正。如果要求完整，多數讀者會跟我一樣厭倦地將書扔到一邊；如果要求更準確，這本書就會堆滿公式而成為難啃的專著。”

話雖如此，漏洞卻總會不期而至。怎么辦呢？索普想出了另外一個辦法來解決：“為幫助那些想更完整、更準確、更公正地了解歷史的讀者，我在書后的注釋里列舉了很多歷史記述的來源，也請讀者去參考探索者們為向彼此闡釋自己的發現而寫的原始專業論文。注釋里還對某些問題作了更準確（因而技術性也更強）的討論，這些問題在正文里可能因為太簡單化而容易使人誤會。”“有些物理學東西可以粗略看過，書后的物理學詞匯表可能有一點幫助”。“書中出現了許多人物，為幫助讀者記住那些多次出現的人，書后列了一個‘人物表，對他們作了簡單的介紹。”

我想，《黑洞與時間的彎曲》一書的成功，很重要的一點就是索普采用了以上的原則和措施。這些措施對我國科普作者也有借鑒的價值。

（《黑洞與時間的彎曲：愛因斯坦的幽靈》，基普·Ｓ·索恩著，李泳譯，湖南科學技術出版社，２０００年４月出版）