輪椅很小，宇宙很大

葉飛

在英國(guó)倫敦泰晤士河北岸有一座著名的教堂——威斯敏斯特教堂，它可是英國(guó)的地標(biāo)性建筑。在這座教堂中，有一個(gè)“科學(xué)家之角”，安放著歷史上一些著名科學(xué)家的墓碑。2018年3月14日，著名物理學(xué)家斯蒂芬·霍金逝世，他的骨灰也被安放在“科學(xué)家之角”。霍金與牛頓、達(dá)爾文、盧瑟福、約瑟夫·湯姆遜等世界一流的科學(xué)家安息在一起時(shí)，不禁讓人充滿想象：這些為人類文明的進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)的科學(xué)家們?cè)诖吮揉彾樱谔焯弥校麄儠?huì)不會(huì)為了一個(gè)方程式爭(zhēng)論許久呢？巧合的是，霍金出生當(dāng)天正好是伽利略逝世300周年的紀(jì)念日：而他離開(kāi)的這一天，又恰好是愛(ài)因斯坦的誕辰。也許他們之間奇妙的緣分還會(huì)在宇宙中延續(xù)，一起悠游在黑洞、白洞與蟲(chóng)洞之間……

一個(gè)天才逝去，一個(gè)天才誕生。伽利略逝世300周年的這一天，霍金在英國(guó)出生了。在他的童年時(shí)期并沒(méi)有顯現(xiàn)出與同齡人太大的不同，但在中學(xué)時(shí)期，他的聰明才智逐漸顯露，同學(xué)直稱他為“愛(ài)因斯坦”。他喜歡琢磨電子機(jī)械，并能設(shè)計(jì)極為復(fù)雜的玩具，用一些從電話、錄音機(jī)上拆卸下來(lái)的零件，就能焊成一臺(tái)機(jī)器。中學(xué)畢業(yè)時(shí)，17歲的霍金順利地考入牛津大學(xué)，很快便取得了一等榮譽(yù)學(xué)位，緊接著又到劍橋大學(xué)專攻宇宙學(xué)。

在20世紀(jì)50年代左右，一些科學(xué)家對(duì)黑洞產(chǎn)生了極大的興趣，掀起了研究黑洞的熱潮。與此同時(shí)，正在劍橋大學(xué)讀書(shū)的霍金卻面臨著一場(chǎng)艱難的自我?jiàn)^戰(zhàn)，年僅21歲的霍金不幸被診斷患有肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥（即運(yùn)動(dòng)神經(jīng)細(xì)胞病），這個(gè)病使得他走路、說(shuō)話都越來(lái)越不協(xié)調(diào)。當(dāng)時(shí)，醫(yī)生診斷身患絕癥的霍金只能活兩年。隨著病情的不斷惡化，很快他便癱瘓?jiān)谳喴紊希僖舱静黄饋?lái)了。此時(shí)的霍金陷入了深深的絕望之中，在未來(lái)的歲月里，他只能眼睜睜地看著自己的體力不斷衰退乃至死亡。這樣的他還能把自己喜歡的宇宙學(xué)進(jìn)行下去嗎？面對(duì)絕癥，他只能放棄嗎？在被確診后的幾個(gè)月里，霍金為此苦惱著。

兩年的時(shí)光飛馳而過(guò)，霍金已經(jīng)無(wú)法像正常人那樣生活了，但幸運(yùn)的是，雖然他的身體狀況不斷惡化，但他沒(méi)有放棄，不愿向惡疾低頭。或許他的身體無(wú)法恢復(fù)到從前，但他喜歡和熱愛(ài)的研究卻可以繼續(xù)向前。就在此時(shí)，霍金的導(dǎo)師向他提出一個(gè)科研計(jì)劃，就是當(dāng)時(shí)令科學(xué)家們癡迷的黑洞問(wèn)題。霍金沉迷其中，深入探究黑洞，他的博士論文研究的就是宇宙中的奇點(diǎn)，即黑洞的所有質(zhì)量都集中在時(shí)空中的這個(gè)點(diǎn)上。他對(duì)黑洞的研究使他成為黑洞這一課題上最知名的專家。

黑洞是現(xiàn)代天文學(xué)中極具挑戰(zhàn)性的研究課題之一。美國(guó)物理學(xué)家惠勒最先創(chuàng)造了“黑洞”這個(gè)詞，意指宇宙中一種引力極大的天體。根據(jù)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論，任何東西都無(wú)法逃離黑洞，包括光。正因?yàn)檫@樣，人們認(rèn)為黑洞這個(gè)名字取得恰如其分，因?yàn)樗淌闪斯猓运陨硪矡o(wú)法被看見(jiàn)。

從1973年開(kāi)始，霍金的興趣開(kāi)始轉(zhuǎn)向量子力學(xué)和萬(wàn)有引力的微觀行為。他提出了“黑洞并不黑”的理論，他認(rèn)為，黑洞就像在太陽(yáng)照射下會(huì)蒸發(fā)的雪人，黑洞雖然叫黑洞，但它并不是只會(huì)吞噬物質(zhì)和能量，它還能釋放輻射。霍金把他所研究的量子力學(xué)運(yùn)用到黑洞理論中，得到了這樣一個(gè)重大的發(fā)現(xiàn)。因此，黑洞釋放的這種輻射就被稱為“霍金輻射”。黑洞理論使量子論和熱力學(xué)在“霍金輻射”中完美統(tǒng)一，而黑洞也如霍金所設(shè)想的那樣，它的能量會(huì)隨著輻射流失，質(zhì)量也會(huì)越來(lái)越小，最終像陽(yáng)光下的雪人一樣消失得無(wú)影無(wú)蹤。

宇宙起源的問(wèn)題已經(jīng)困擾了科學(xué)家們幾百年。20世紀(jì)80年代，麻省理工學(xué)院的古斯就提出了他的宇宙起源理論——暴脹模型。20世紀(jì)的天文觀測(cè)表明，宇宙正處于不斷膨脹的演化過(guò)程中，根據(jù)古斯的這個(gè)理論，整個(gè)宇宙在極短的時(shí)間里突然膨脹，然后從一個(gè)比質(zhì)子還要小很多的大小暴脹到幾十億光年的跨度。這一理論與當(dāng)時(shí)宇宙起源的理論相當(dāng)吻合，霍金在對(duì)黑洞問(wèn)題的不斷探究中，提出黑洞會(huì)隨著釋放輻射而不斷變小和變熱，最后一刻以爆炸告終。在宇宙起源的問(wèn)題上，霍金認(rèn)為經(jīng)典理論已經(jīng)不能很好地解釋宇宙了，他需要把量子理論引入對(duì)宇宙早期階段的研究中。他曾說(shuō)：“宇宙不需要一個(gè)造物主或‘上帝，宇宙無(wú)須受任何外在于它的東西的影響。”按照他的量子力學(xué)理論，宇宙是由大爆炸產(chǎn)生的，它就是一個(gè)被壓縮至無(wú)限小，密度卻無(wú)限大的物質(zhì)爆炸后的產(chǎn)物。霍金的研究為理解黑洞和宇宙本源奠定了基礎(chǔ)，他也一直在這個(gè)領(lǐng)域不斷進(jìn)行探究。

我的目標(biāo)很簡(jiǎn)單，就是要完全理解宇宙，弄清楚它為什么是現(xiàn)在這個(gè)樣子，以及它究竟為什么存在。

——斯蒂芬·霍金

霍金除了在對(duì)黑洞的研究中提出的上述著名理論外，他還有很多驚人的觀點(diǎn)，如“外星人真的存在”“時(shí)間旅行或許可以成真”“黑洞還有可能是其他宇宙的一個(gè)入口”，等等。

霍金說(shuō)：“在茫茫宇宙中，一定存在其他形式的生命。或許外星生命正盯著我們看呢。不管最終地球以外的智慧生命是否存在，現(xiàn)在該有人投入研究了。這個(gè)問(wèn)題，我們必須要弄明白。”從他的講述中，我們可以看到，霍金認(rèn)為外星人是存在的，它們可能像科幻電影中描述的那樣，如果知曉了地球的存在，有可能會(huì)對(duì)地球造成毀滅性的打擊，所以霍金并不主張地球人主動(dòng)向宇宙發(fā)出信息暴露自己。

對(duì)于人類的未來(lái)，他還建議人類如果想延續(xù)自己的文明，最好的方式就是進(jìn)行星際移民。他表示：“人類滅絕是可能發(fā)生的，但卻不是不可避免的，我是個(gè)樂(lè)觀主義者，我相信科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步最終可以帶領(lǐng)人類沖出太陽(yáng)系，到達(dá)宇宙中更遙遠(yuǎn)的地方。”他還在微博上回應(yīng)了關(guān)于“人類探索地外宜居星球和延續(xù)人類傳統(tǒng)文化”的問(wèn)題。

我們可以看到，霍金的想法既新奇又浪漫，而他本人也是一位十分幽默、睿智的學(xué)者，他積極、樂(lè)觀，熱愛(ài)自己的事業(yè)，輪椅也沒(méi)能禁錮他的思想。他的大部分作品，如《時(shí)間簡(jiǎn)史》《果殼中的宇宙》《大設(shè)計(jì)》等都是在輪椅上完成的。

他曾說(shuō)：“一個(gè)人，如果身體有殘疾，就絕不能讓心靈也跟著殘疾”“雖然我行動(dòng)不便，說(shuō)話需要機(jī)器的幫助，但我的思想是自由的”。他的這些勵(lì)志的話語(yǔ)打動(dòng)了很多人，他的著作也令很多人對(duì)宇宙產(chǎn)生了興趣，他的風(fēng)趣幽默甚至都讓我們忘記了他身體的不便。有人戲稱他是最接近外星人的地球人，然而更多的時(shí)候，他稱自己為“宇宙學(xué)家”，他對(duì)宇宙學(xué)的這份執(zhí)著，也令他成為繼愛(ài)因斯坦之后最杰出的理論物理學(xué)家。

斯蒂芬·霍金，從浩瀚的宇宙中來(lái)，引領(lǐng)我們探索宇宙的奧秘后，又回到了宇宙中去……在他的辦公室墻上寫(xiě)有這樣一段話：“不管在什么時(shí)候，我們都不能忘記頭頂?shù)男强眨垒岷闷妫肋h(yuǎn)前進(jìn)。”

霍金大事記也是一份黑洞年表

不管是奇定定理還是霍金輻射，霍金一生的科研成果都與黑洞有關(guān)。他的大事記，就是黑洞的大事記。