編者按：斯蒂芬·霍金逝世，享年76歲，《衛(wèi)報》發(fā)表了一篇悼念文章，作者為霍金的學(xué)術(shù)合作伙伴羅杰·彭羅斯。文章由36氪編譯。

斯蒂芬·霍金逝世，享年76歲。

他總是坐在輪椅上，腦袋歪向一側(cè)，雙手交叉放在身前，以便操作控制器。這個形象早已深入人心，甚至成為了某種精神勝于物質(zhì)的象征。就像古希臘的德爾菲神域一樣，他身體上的殘疾似乎被超人的天賦所彌補，他的思想得以在宇宙中自由翱翔，時不時地透露普通人無法看到的秘密。

當(dāng)然，這是一個被美化了的充滿浪漫主義色彩的形象，它只是事實的一部分。認(rèn)識霍金的人都欣賞他作為一個真實的人的那股霸氣的存在，他對生活充滿熱情，富有幽默，無比堅毅，有凡人的弱點，同時也有著異于常人的優(yōu)點。他似乎很享受自己作為“頭號明星科學(xué)家”的殊榮，他的公開演講總能吸引大批觀眾，這些人或許并不都是為了接受科學(xué)的熏陶。

但科學(xué)界或許會給予他更加清醒的評價。他德高望重，對人類理解并認(rèn)識宇宙做出了革命性的貢獻。

霍金在21歲時被診斷患有運動神經(jīng)元肌萎縮側(cè)索硬化癥，也就是俗稱的漸凍癥。這是一種無法治愈的絕癥，但他不是像其他人一樣陷入絕望與沮喪，他將目光投向一些人類最根本的問題——宇宙的物理性質(zhì)，在有嚴(yán)重身體殘疾的情況下取得了非凡的成就。他無視已有的醫(yī)學(xué)觀點，又活了55年。

霍金成長在一個有學(xué)術(shù)氛圍的家庭中，雖然這種學(xué)術(shù)背景并不是直接與數(shù)學(xué)或物理相關(guān)。他的父親弗蘭克是熱帶疾病專家，他的母親伊莎貝爾是一個思想自由的激進分子，這對他產(chǎn)生了很大的影響。他出生在牛津，8歲時搬到了赫特福德市的圣奧爾本斯，在圣奧爾本斯接受教育，并獲得了牛津大學(xué)的物理獎學(xué)金。他的導(dǎo)師認(rèn)為他能力超群，但他并沒有盡全力做。他在1962年獲得了一等學(xué)位，但對他來說這并不突出。

后來，他去劍橋大學(xué)繼續(xù)從事物理研究，打算跟隨著名的宇宙學(xué)家弗雷德·霍伊爾的腳步。讓他失望的是這個計劃無法實現(xiàn)，他不能跟隨霍伊爾，只能跟著丹尼斯·西瑪，那個時候他還沒聽過這個名字。后來的事實證明這多么奇妙，因為在英國宇宙學(xué)中，丹尼斯·西瑪正成為一個引人注目、令人振奮的人物，他的幾個學(xué)生也在接下來的幾年里作出了不菲的成就（包括天文學(xué)家勒德洛）。

丹尼斯·西瑪似乎知道當(dāng)時物理學(xué)上的一切，特別是在宇宙學(xué)方面，他向所有遇到他的人傳達了一種激昂的情緒，他也非常善于將那些可能做出重大成就的人聚集在一起。

霍金在劍橋進行研究的第二年，我在倫敦的伯克貝克學(xué)院建立了一個關(guān)于相關(guān)性的數(shù)學(xué)定理，運用當(dāng)時物理學(xué)家們還不熟悉的全球/拓?fù)浼夹g(shù)。這顯示，在一些可信的假設(shè)的基礎(chǔ)上，大量恒星崩潰會導(dǎo)致時空奇點，這為我們初步描繪出了現(xiàn)在稱之為“黑洞”的圖景。這樣的時空奇點將深藏在“視界”之內(nèi)，在這個“視界”內(nèi)，任何信號或物質(zhì)體都無法逃脫。（這是由J·羅伯特·奧本海默和哈特蘭德·斯奈德在1939年提出的，但只有在特殊的情況下，才有精確的球形對稱。這個新定理的目的是為了避免這種不現(xiàn)實的對稱假設(shè)。）在這個中心奇點，愛因斯坦的廣義相對論已經(jīng)無法適用。

與此同時，霍金也一直在與劍橋大學(xué)圣約翰學(xué)院博士生喬治·艾利斯一起思考這類問題，這兩個人一直在研究一種需要不合理限制性假設(shè)的“奇點定理”， 丹尼斯·西瑪強調(diào)應(yīng)該把霍金和我的定理聯(lián)系在一起，很快霍金就找到了一種意想不到的方法來使用我的定理，這樣它就可以在宇宙學(xué)背景下（以時間-反式形式）應(yīng)用，以表明所謂的“大爆炸”的時空奇點不僅是標(biāo)準(zhǔn)高度對稱的宇宙學(xué)模型的一個特征，而且也是任何定性相似但不對稱的模型的特征。

在我初期的理論中，有些假設(shè)在宇宙背景下相較于真實的黑洞坍塌似乎有些不太自然。為了推廣數(shù)學(xué)結(jié)果以消除這些假設(shè)，霍金開始了一項新的數(shù)學(xué)技術(shù)的研究，這些新技術(shù)似乎與這個問題有關(guān)。

一個強大的數(shù)學(xué)著作——莫爾斯理論，是活躍在黎曼空間的全球（拓?fù)洌┭芯恐谢钴S的數(shù)學(xué)家的一部分。然而，愛因斯坦理論中使用的空間實際上是偽黎曼型的，相關(guān)的莫爾斯理論在細(xì)微但重要的方面有所不同?；艚馂樽约簞?chuàng)造了必要的理論（由查爾斯·米斯納，羅伯特·杰勒希和布蘭登·卡特提供幫助），能夠使用它來產(chǎn)生新的更強大的自然定理, 其中我的定理的假設(shè)可能會大大減弱，表明大爆炸奇點是一個對愛因斯坦廣義相對論的必要暗示。

幾年后，（1970年，霍金在皇家學(xué)會發(fā)表了一篇論文，成為劍橋?qū)S爾和凱厄斯學(xué)院的“杰出的科學(xué)研究員“），他和我聯(lián)合發(fā)表了一個更強大的定理，其中包含了幾乎所有以前在這個領(lǐng)域的工作。

1967年，維爾納以色列發(fā)表了一篇非凡的論文，這篇論文表明非旋轉(zhuǎn)黑洞最終穩(wěn)定下來靜止時，必然會完全呈球形對稱。卡特，大衛(wèi)羅賓遜和其他人的后續(xù)結(jié)果將其推廣到包括旋轉(zhuǎn)黑洞，這意味著最終的時空幾何必須與1963年由羅伊克爾發(fā)現(xiàn)的愛因斯坦方程的顯示解族一致。其中起到充分論證的關(guān)鍵因素是，如果存在任何旋轉(zhuǎn)，那么必須有完整的軸對稱，這部分基本上由霍金在1972年提供。

這是一個非常重大的結(jié)論，我們希望在自然界中發(fā)現(xiàn)的黑洞必須符合克爾幾何。正如偉大的理論物理學(xué)家蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡（Subramanyan Chandrasekhar）后來評論說，黑洞是宇宙中最完美的宏觀物體，它是由空間和時間構(gòu)成的；此外，它們也是最簡單的，因為它們可以通過一個明確的幾何精確描述。

在這個領(lǐng)域從事研究之后，霍金建立了許多關(guān)于黑洞的重要結(jié)果，例如關(guān)于黑洞視界（它的邊界表面）的論證，必須有一個球體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在1973年出版的作品中，他與卡特和詹姆斯巴丁合作，在黑洞的行為和熱力學(xué)的基本定律之間建立了一些顯著的類比，其中地平線的表面積及其表面重力分別與熵和溫度的熱力學(xué)量相似?？梢哉f，在他活躍的時期，霍金在古典廣義相對論中的研究是當(dāng)時世界上最好的。

霍金，巴丁和卡特將他們的“熱力學(xué)”黑洞行為僅僅作為一個比喻，沒有字面上的物理內(nèi)容。 大約一年左右，雅各布貝肯斯坦已經(jīng)表明，物理一致性的要求意味著，在量子力學(xué)的背景下，黑洞確實必須具有實際的物理熵（“熵”是物理學(xué)家對“無序”程度的測量），與地平線的表面面積成正比，但他無法精確地確定比例因子。然而，另一方面，似乎黑洞的物理溫度必須完全為零，這一點則與此類推并不一致，因為沒有任何形式的能量可以逃脫，所以霍金和他的同事們不準(zhǔn)備把他們的類比完全當(dāng)真。

然后霍金把注意力轉(zhuǎn)向與黑洞有關(guān)的量子效應(yīng)，他開始計算，以確定在大爆炸中可能產(chǎn)生的微小旋轉(zhuǎn)黑洞是否會輻射出它們的旋轉(zhuǎn)能量。他吃驚地發(fā)現(xiàn)，任何旋轉(zhuǎn)都會輻射出能量——根據(jù)愛因斯坦的能量守恒定律，這就是它們的質(zhì)量。因此，任何黑洞實際上都有一個非零的溫度，這與巴德-卡特-霍金類比恰好一致。此外，霍金能夠為比肯斯坦無法確定的熵比例常數(shù)提供“1/4”的精確值。

霍金所預(yù)言的黑洞的輻射，現(xiàn)在被稱為“霍金輻射。然而，對于任何在正常的天體物理過程中出現(xiàn)的黑洞來說，霍金輻射都是極小的，而且任何已知的技術(shù)都無法直接觀測到。但霍金認(rèn)為大爆炸可能會產(chǎn)生非常小的黑洞，而從這些黑洞中發(fā)出的霍金輻射將形成最終的爆炸，并可能被觀測到。然而目前為止似乎沒有證據(jù)表明此類爆炸的發(fā)生，這讓他非常失望。

這些成就有很重大的理論意義。他們建立了黑洞熱力學(xué)理論：通過將量子（場）理論和廣義相對論的過程相結(jié)合，霍金認(rèn)為很有必要引入第三個學(xué)科——熱力學(xué)。這些被認(rèn)為是霍金最偉大的貢獻。他們對未來的基礎(chǔ)物理學(xué)理論有著深遠(yuǎn)的影響，這是不可否認(rèn)的，但是關(guān)于這些影響的細(xì)節(jié)仍然存在非常激烈的爭論。

霍金能夠從這一切中得出結(jié)論，盡管沒有被粒子物理學(xué)家普遍接受：普通物質(zhì)的基本成分——質(zhì)子——最終必須瓦解，盡管其衰變速率超出了目前的觀測技術(shù)。他還懷疑量子力學(xué)的規(guī)則可能需要修改，并提供了一些理由，而這正是他最初所支持的觀點。但后來，在我看來很不幸，他的觀點變了，2004年7月的都柏林國際會議上，他公開否定了最初預(yù)測的黑洞內(nèi)的“信息丟失”的觀點（因此開始了他與加州理工學(xué)院的物理學(xué)家John Preskill的打賭）

在研究完黑洞之后，霍金將注意力轉(zhuǎn)向了量子引力，為解決一些基本問題提出了獨創(chuàng)性的想法。量子引力，將粒子物理學(xué)的量子過程正確地施加到時空的結(jié)構(gòu)上，被認(rèn)為是物理學(xué)中未解決的基礎(chǔ)性問題。它的目標(biāo)之一是找到一個足夠強大的物理理論來解釋經(jīng)典廣義相對論在黑洞和大爆炸中的時空奇異性。

到目前為止，霍金的工作雖然涉及到愛因斯坦廣義相對論中彎曲時空的量子力學(xué)過程，但并沒有提供量子引力理論。這就要求“量子化”過程被應(yīng)用于愛因斯坦的彎曲時空本身，而不僅僅是彎曲時空中的物理場。

在詹姆斯·哈特爾的研究中，霍金建構(gòu)了一種量子程序來處理大爆炸的奇點。這被稱為“無邊界”思想，即奇點被一個平滑的“帽子”所取代，這被像在地球北極，在北極，經(jīng)度的概念失去了意義，而北極本身有一個非常好的幾何形狀。

為了理解這個想法，霍金需要用他的“假想時間”（或“歐化時間”）的概念來解釋愛因斯坦時空中“偽黎曼幾何”的幾何形狀，并將其轉(zhuǎn)化為更標(biāo)準(zhǔn)的黎曼幾何。這里面存在很多困難，其中之一就是，如何將類似的程序應(yīng)用到黑洞內(nèi)部的奇異點上，這在根本上是有問題的。

在世界范圍內(nèi)，還有很多其他研究量子引力的方法，霍金的研究雖然受到了廣泛的尊重和認(rèn)可，但并不是最普遍接受的，盡管其他研究也都面臨著一些屬于他們的挑戰(zhàn)。

在他生命的最后，霍金繼續(xù)研究量子引力問題和宇宙學(xué)相關(guān)的問題。但在推進嚴(yán)格的研究興趣同時，他也越來越多地參與到科學(xué)的普及中，尤其是涉及到他自己思想的方面。他最成功的著作《時間簡史》（1988）被翻譯成40多種語言，全球銷量超過2500萬冊。

毫無疑問，這本書的標(biāo)題是其獲得成功的重要因素，但也在于這本書的主題激發(fā)了公眾的想象力。此外，還有霍金本人的因素在其中，在身體殘疾帶來嚴(yán)苛限制的同時，他必須要用一種直接了當(dāng)和清晰的風(fēng)格來傳遞自己的想法，很顯然，這很容易引發(fā)公眾的情感。

盡管霍金的目的是為了向公眾科普科學(xué)的知識，但他也有賺錢的考慮。他需要錢，因為他的家人、護士、醫(yī)護人員和日益昂貴的設(shè)備需求越來越高。雖然有些補助金，但很難覆蓋住所有的資金需求。

想要邀請霍金參加一個會議，組織者需要進行嚴(yán)密的計算與安排，也要付出大量的旅行和住宿費用，因為陪同他的人實在是太多了。但是，每一場他出席的演講，座次都會被人搶購一空，所以在很多情況下，需要進行特殊的安排才能找到一個足夠大的演講廳。畢竟要確保演講廳所有的入口、樓梯、電梯等都能滿足殘疾人的需要，尤其是他的輪椅。

顯然，他很享受自己的名聲，他有很多旅行的機會，也有一些不同尋常的經(jīng)歷（比如下礦井，去南極旅行，經(jīng)歷了自由落體的失重狀態(tài)），還結(jié)識了很多其他杰出的人。

隨著時間的推移，霍金公開演講的表現(xiàn)也越來越好。最初，演講時提供的視覺材料不過是由學(xué)生展示的透明的線條圖。但在隨后的幾年，計算機生成的視覺效果被使用后，演講效果越來越好。能夠由他本人控制口頭的材料，并通過電腦生成的美國口音，來把他想說的話一句一句地傳遞出來。高質(zhì)量的圖片和電腦生成的圖形在1996年版的《時間簡史》和2001年出版的《果殼中的宇宙》中得到了呈現(xiàn)。在2007年，他還和他的女兒露西一起出版了一本關(guān)于兒童科普的書《喬治的宇宙秘密鑰匙》（George's Secret Key to the Universe）。之后一直擔(dān)任著許多其他流行科學(xué)著作的編輯、合著者和評論員。

他獲得了許多榮譽。最值得一提的是，他在32歲的時候就被選為英國皇家學(xué)會的成員，并在2006年獲得了最高榮譽——科普利獎?wù)?Copley Medal)。1979年，在艾薩克·牛頓成為劍橋大學(xué)盧卡斯自然哲學(xué)的第2任主席約310年后，他成為了第17任主席。并在1989年獲得了榮譽勛爵（Companion of Honour）封號。此外，他也出現(xiàn)在了許多電視與電影節(jié)目中，比如《星際迷航：下一代》、《辛普森一家》以及《萬物理論》。

很明顯，他虧欠其第一人妻子簡·王爾德（Jane Wilde）太多太多。他們兩人在1965年結(jié)婚，有三個孩子。簡在很多方面都非常支持他，其中最重要的一個可能是允許他在不同尋常的范圍內(nèi)做自己想做的事情。

他是一個意志非常堅定的人。他堅持認(rèn)為自己應(yīng)該為他自己做些什么，這反過來可能使他的肌肉保持活躍，從而延緩了它們的萎縮，從而延緩了疾病的惡化。盡管如此，他的病情依舊在繼續(xù)惡化，到最后他幾乎不能做任何動作，從而導(dǎo)致他的講話基本上不會被人辨認(rèn)出來，除了極少數(shù)能夠了解他的人。

1985年，他在瑞士患上了肺炎，需要做氣管切開術(shù)來挽救他的生命。奇怪的是，在與死亡擦肩而過之后，他神經(jīng)退行性疾病的惡化似乎慢慢停止了。然而，他的氣管切開手術(shù)也讓他再也不能發(fā)出任何的聲音。所以，從那個時候開始，一個計算機化的語音合成器是必不可少的。

在他遭遇肺炎后，霍金的家?guī)缀醣蛔o士和醫(yī)務(wù)人員接管，他和簡就分開了。他們于1995年離婚。同年，霍金和他的護士伊萊恩·梅森（Elaine Mason）結(jié)婚。她給霍金的支持與簡不同。在他極其虛弱的身體狀態(tài)中, 她給予他的愛、關(guān)懷和關(guān)注, 使他在所有的活動中都能夠堅持下去。 然而，這段關(guān)系后來也結(jié)束了，他和伊萊恩于2007年離婚。

盡管身體條件如此糟糕，他卻總是對生活保持樂觀。他很享受工作，喜歡跟其他科學(xué)家相處，熱愛藝術(shù)，享受名譽帶來的好處，喜歡四處旅行。他還很喜歡孩子，有時候會在自己的電動輪椅上跟他們嬉戲。他很關(guān)心社會問題，經(jīng)常推廣科學(xué)知識。他慷慨大度，還總是很幽默。有時會有一些自大，對于處在物理學(xué)前沿領(lǐng)域的科學(xué)家來說，這并不少見。他甚至還有獨裁傾向，但也非常謙卑，這是一項真正偉大的品質(zhì)。

霍金桃李滿天下，有的學(xué)生后來也成就斐然。但當(dāng)他的學(xué)生并不容易。他曾經(jīng)因為生氣而用輪椅壓過學(xué)生的腳面。他的每一項聲明都擲地有聲，但身體上的殘疾卻往往導(dǎo)致這些聲明因為簡潔而顯得十分神秘。了解他的同事或許能夠知道背后的意圖，但經(jīng)驗不夠的學(xué)生卻很難領(lǐng)悟。

對這些學(xué)生來說，與霍金會面是一段令人生畏的體驗?；艚鹂赡軙寣W(xué)生追求某些模糊的路徑，背后的原因也非常神秘。他不會明說，而學(xué)生只能收到類似神諭的指令。這些指令的真實性自然毋庸置疑，而且如果能夠正確解讀和研究，也能夠帶領(lǐng)他們通向偉大的真相。他留給我們的，或許也就只有這些印象了。

霍金將被永遠(yuǎn)銘記。