1973年以后,他的研究轉(zhuǎn)向了量子引力論。雖然人們還沒有得到一個成功的理論,但它的一些特征已被發(fā)現(xiàn)。例如,空間-時間 在普朗克尺度下不是平坦的,而是處于一種粉末的狀態(tài)。在量子引力中不存在純態(tài),因果性受到破壞,因此使不可知性從經(jīng)典統(tǒng)計物理學(xué)、量子統(tǒng)計物理提高到了量 子引力的第三個層次。
1980年以后,霍金的興趣轉(zhuǎn)向了量子宇宙論,提出了能解決宇宙第一推動問題的無邊界條件。2004年7月,他承認(rèn)了自己原 來的黑洞悖論觀點(diǎn)!稌r間簡史》的副題是從大爆炸到黑洞。史蒂芬·威廉·霍金認(rèn)為他一生的貢獻(xiàn)是在經(jīng)典物理的框架里,證明了黑洞和大爆炸奇點(diǎn)的不可避 免性,黑洞越變越大,但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因輻射而越變越小,大爆炸的奇點(diǎn)不斷被量子效應(yīng)所抹平,而且整個宇宙正是起始于此。理論物理學(xué)的 細(xì)節(jié)在未來的20年中還會有變化,但就觀念而言,已經(jīng)相當(dāng)完備了。
史蒂芬·威廉·霍金的生平是非常富有傳奇性的,在科學(xué)成就上,他是有史以來最杰 出的科學(xué)家之一,他的貢獻(xiàn)是在他被盧伽雷氏癥禁錮在輪椅上20年之久的情況下做出的。他的貢獻(xiàn)對于人類的觀念有深遠(yuǎn)的影響,所以媒體早已有許多關(guān)于他如何 與全身癱瘓作搏斗的描述。吳忠超(霍金的學(xué)生)于1979年第一回見到他時的情景至今還歷歷在目。那是第一次參加劍橋霍金廣義相對論小 組的討論班時,身后門一打開,腦后忽然響起一種非常微弱的電器的聲音,回頭一看,只見一個骨瘦如柴的人斜躺在電動輪椅上,他自己驅(qū)動著電開關(guān)。譯者盡量保 持禮貌而不顯出過分吃驚,但是他對首次見到他的人對其殘疾程度的吃驚早已習(xí)慣。吃飯他要用很大努力才能舉起頭來。在失聲之前,只能用非常微弱的變形的語言 交談,這種語言只有在陪他工作、生活幾個月后才能通曉。他不能寫字,看書必須依賴于一種翻書頁的機(jī)器,讀文獻(xiàn)時必須讓人將每一頁攤平在一張大辦公桌上,然 后他驅(qū)動輪椅如蠶吃桑葉般地逐頁閱讀。人們不得不對人類中居然有以這般堅強(qiáng)意志追求終極真理的靈魂從內(nèi)心產(chǎn)生深深的敬意。從他對譯者私事的幫助可以體會 到,他是一位富有人情味的人。每天他必須驅(qū)動輪椅從他的家——劍橋西路5號,經(jīng)過美麗的劍河、古老的國王學(xué)院駛到銀街的應(yīng)用數(shù)學(xué)和理論物理系的辦公室。該 系為了他的輪椅行走便利特地修了一段斜坡;艚痣m然身殘但志不殘,非常樂觀。
他還證明了黑洞的面積定理。在富有學(xué)術(shù)傳統(tǒng)的劍橋大學(xué)里他擁有幾個榮 譽(yù)學(xué)位,是最年輕的英國皇家學(xué)會會員。在公眾評價中,被譽(yù)為是繼阿爾伯特·愛因斯坦之后最杰出的理論物理學(xué)家。他提出宇宙大爆炸自奇點(diǎn)開始,時間由此刻開 始,黑洞最終會蒸發(fā),在統(tǒng)一20世紀(jì)物理學(xué)的兩大基礎(chǔ)理論——愛因斯坦的相對論和普朗克的量子論方面走出了重要一步。
他因患漸凍癥(肌肉萎縮 性側(cè)索硬化癥盧伽雷氏癥),禁錮在輪椅上達(dá)50年之久,他卻身殘志不殘,克服了殘廢之患而成為國際物理界的超新星。他不能寫,甚至口齒不清,但他超越了相 對論、量子力學(xué)、大爆炸等理論而邁入創(chuàng)造宇宙的幾何之舞——無邊界條件。盡管他那么無助地坐在輪椅上,他的思想?yún)s使人們遨游到廣袤的時空,解開了宇宙 之謎。
霍金的魅力不僅在于他是一個充滿傳奇色彩的物理天才,也因?yàn)樗且粋令人折服的生活強(qiáng)者。他不斷求索的科學(xué)精神和勇敢頑強(qiáng)的人格力量深深地 吸引了每一個知道他的人;加屑∪馕s性側(cè)索硬化癥的他,幾乎全身癱瘓,后來又因?yàn)閷?shí)行氣管造口手術(shù),從而失去語言能力,但1988年仍出版《時間簡 史》,至今已出售逾2500萬冊,成為全球最暢銷的科普著作之一。
霍金1942年出生于英國牛津,出生當(dāng)天正好是伽利略逝世300周年忌日,父親法蘭克是畢業(yè)于牛津大學(xué)的熱帶病專家,母親伊莎貝爾1930年于牛津研究哲學(xué)、政治和經(jīng)濟(jì)。
1942年1月,納粹德軍狂轟濫炸英格蘭,倫敦遭受幾乎夜夜不停的空襲。這迫使霍金一家搬離海格特的家園,遷到牛津避難。他們在霍金誕生后又回到了倫敦。童年時的霍金,學(xué)業(yè)成績并不突出,但喜歡設(shè)計極為復(fù)雜的玩具,據(jù)說他曾做出一臺簡單的電腦。
1959 年,17歲的霍金入讀牛津大學(xué)的大學(xué)學(xué)院攻讀自然科學(xué),自稱用了很少時間而得到一等榮譽(yù)學(xué)位,隨后轉(zhuǎn)讀劍橋大學(xué)研究宇宙學(xué),1963年被診斷患有肌肉萎縮 性側(cè)索硬化癥,即運(yùn)動神經(jīng)元疾病,當(dāng)時醫(yī)生診斷他只能活兩年,但他卻奇跡的活了下來,雖然他喪失了活動能力,但其堅強(qiáng)的意志卻促使其成為了科學(xué)領(lǐng)域的偉 人。
霍金曾澄清自己當(dāng)時并未酗酒,只感到自己有悲劇性格,并使自己沉醉于瓦格納的音樂里。直至他遇上了首任妻子珍·王爾德(Jane ·Wilde),兩人結(jié)婚后育有3名子女。23歲時,他獲劍橋大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位,留在劍橋大學(xué)進(jìn)行研究工作。
婚姻生活
1990年,霍金與前妻簡(Jane)離婚,1995年迎娶私人看護(hù)伊萊恩。2004年初,英國有媒體指霍金遭到第二任妻子虐打,消息轟動全球。2004 年1月,霍金透過劍橋大學(xué)兩度發(fā)表聲明,指責(zé)有關(guān)消息失實(shí),并表示我全心堅決駁斥說我遭到虐待的說法。媒體的報道純屬虛構(gòu),有人散播這樣不實(shí)的消息,令 我感到失望。簡(Jane)寫有《霍金:前妻回憶錄》(上)(下)。
然而,外界傳出霍金身上出現(xiàn)多處神秘傷痕,手腕骨折,臉部和嘴唇有很深的切口,同年3月,英國警方正式向霍金問詢,了解有關(guān)情況,并查問部分霍金前護(hù)士索取資料,但由于霍金并未合作,英國警方最終未能起訴任何人。
早在2000年,警方亦曾對霍金的意外受傷感到懷疑,但霍金當(dāng)時拒絕配合,令調(diào)查終止;艚鸬呐畠郝段·霍金在訪問中曾說,約2000年已發(fā)現(xiàn)父親身上有傷痕,但是父親說是他不小心自己弄傷的,她未有在意。
2006年10月19日,64歲的斯蒂芬·霍金正在與第二任妻子伊萊恩辦理離婚手續(xù),他們已經(jīng)共同生活了11年。
2009年4月6日,霍金因病取消外訪,同月20日因病送院治理,情況欠佳。2012年1月傳出因臉部肌肉惡性萎縮,已嚴(yán)重影響其表達(dá)能力,并有可能使他無法發(fā)出獨(dú)特的電腦聲。
霍金是在1985年因患上肌肉萎縮癥喪失了說話能力,只能利用眼球的上、下、左、右移動發(fā)出指令,通過電腦語言合成器,發(fā)出獨(dú)具特色的電腦聲。
據(jù)霍金助理稱,之前霍金通過其電腦系統(tǒng),每分鐘能講出15個英語單詞,而如今因臉部肌肉惡性萎縮,每分鐘只能講出一個英語單詞。
有關(guān)專家正在嘗試采用新技術(shù)來改善這一狀況,以防止這位偉大的物理學(xué)家喪失語言表達(dá)能力。 人物作品著作
1973年:(霍金,艾利斯等)《時空的大尺度結(jié)構(gòu)》(The large scale structure of space-time)
1988年:《時間簡史》(A Brief History Of Time)
1993年:《黑洞、嬰兒宇宙及其他》(Black Holes And Baby Universes And Other Essays)
2001年:《果殼中的宇宙》(The Universe In A Nutshell)
2002年:《在巨人的肩膀上》(On The Shoulders Of Giants. The Great Works of Physics And Astronomy)
2005年:《時間簡史(普及版)》(及插圖版)(A Briefer History Of Time)
2005年:《上帝創(chuàng)造整數(shù)》(God created the integers)
2007 年:(與女兒Lucy合作的少兒讀物)《喬治的神秘宇宙鑰匙》(George's secret key to the Universe),《喬治的宇宙尋寶之旅》(George's cosmic treasure hunt),《喬治與大爆炸》(George and the Big Bang)
2010年:《大設(shè)計》(The Grand Design)
2013年:《我的簡史》(My brief history)
演說
霍金出版《時間簡史》后,多年來曾在英國、美國、日本、香港等地,向一般大眾發(fā)表多場公開演說,敘述時間起源、宇宙終結(jié)、時光旅行,演說時其受歡迎程度猶如搖滾巨星。部分演說目錄:
宇宙的起源(中文)
宇宙之始(英文)
時間的開始(英文)
太空及時間扭曲(英文)
上帝擲骰子嗎(英文)
宇宙中的生命(英文) 人物成就 斯蒂芬·霍金的研究為今天我們理解黑洞和宇宙本源奠定了基礎(chǔ),不過據(jù)他本人指出,他在動畫片《辛普森一家》(The Simpsons)和科幻劇集 《星際迷航:下一代》(Star Trek: The Next Generation)中的演出也同樣精彩;艚鹪凇洞笤O(shè)計》中強(qiáng)調(diào),宇宙不需要一個造物主上帝和哲學(xué)已死,這意味著人類將從愚昧的自我奴役超脫出來。
極端物質(zhì)化的當(dāng)今世界是否比以前更進(jìn)步,還是很可疑的事。人們必須做形而上的追求,才能脫離動物界的生存狀態(tài)。這就 是為什么世代有識之士追求存在、生命和宇宙的意義。解決這些命題本來應(yīng)該是哲學(xué)家的任務(wù),可惜科學(xué)的高度發(fā)展使得哲學(xué)無法跟上;艚鹪凇洞笤O(shè)計》的開篇中 說到哲學(xué)已死就是這個意思。
霍金希望解開宇宙誕生之時的奧秘,1970年代時,霍金將量子力學(xué)應(yīng)用于解釋黑洞現(xiàn)象,但是在之后的30年中, 用量 子力學(xué)解釋整個宇宙已經(jīng)變得更加困難了;艚鹣胝业揭惶卓梢酝昝澜忉屨麄宇宙現(xiàn)象的理論來說明137億年誕生直到現(xiàn)在的宇宙,但是多年過去了就算無限接近 他仍然沒有得出結(jié)論。按照他的量子力學(xué)理論,宇宙誕生是大爆炸產(chǎn)生的,這是一個被壓縮的無限小卻具有超大重力的物質(zhì)(也可以理解成密度無限大)爆炸的產(chǎn) 物。量子力學(xué)的理論范疇不能夠解釋這一個過程是如何進(jìn)行?為什么會這樣?霍金說那必須有一套可以描述小規(guī)模重力的理論。最新的科學(xué)突破是霍金的同事, 倫敦瑪麗皇后學(xué)院的麥克·格林(Michael .Green)參與建構(gòu)的超弦理論,簡稱為弦論,這理論指出所有粒子和自然力量,其實(shí)都是在震蕩中的像弦一樣的微小物體,解決了霍金一直想努力解答的 重力問題,這個理論必須建立在宇宙必須有9、10甚至是大于11個的維度中,而人類身處的三維世界可能僅僅是真正的宇宙的其中一個膜……為數(shù)眾多的世界各 地科學(xué)家正在太空和地球做相關(guān)的實(shí)驗(yàn)來證明弦論以及從實(shí)驗(yàn)來證明從而支持霍金的黑洞理論和量子理論。
據(jù)英國媒體2014年1月24日報道,英國著名科學(xué)家斯蒂芬·霍金教授再次以其與黑洞有關(guān)的理論震驚物理學(xué)界。他在日前發(fā)表的一篇論文中承認(rèn),黑洞其實(shí)是不存在的,不過灰洞的確存在。
在這篇名為《黑洞的信息保存與氣象預(yù)報》(Information Preservation and Weather Forecasting For Black Holes)的論文中,霍金指出,由于找不到黑洞的邊界,因此黑洞是不存在的。黑洞的邊界又稱視界。經(jīng)典黑洞理論認(rèn)為,黑洞外的物質(zhì)和輻射可以通過視 界進(jìn)入黑洞內(nèi)部,而黑洞內(nèi)的任何物質(zhì)和輻射均不能穿出視界。
霍金的最新灰洞理論認(rèn)為,物質(zhì)和能量在被黑洞困住一段時間以后,又會被重新釋放到宇宙中。他在論文中承認(rèn),自己最初有關(guān)視界的認(rèn)識是有缺陷的,光線其實(shí)是可以穿越視界的。當(dāng)光線逃離黑洞核心時,它的運(yùn)動就像人在跑步機(jī)上奔跑一樣,慢慢地通過向外輻射而收縮。
經(jīng)典黑洞理論認(rèn)為,任何物質(zhì)和輻射都不能逃離黑洞,而量子力學(xué)理論表明,能量和信息是可以從黑洞中逃離出來的。
霍金同時指出,對于這種逃離過程的解釋需要一個能夠?qū)⒅亓推渌玖Τ晒θ诤系睦碚。在過去近一百年間,物理學(xué)界沒有人曾試圖解釋這一過程。
對于霍金的灰洞理論,一些科學(xué)家表示認(rèn)可,但也有人持懷疑態(tài)度。美國卡夫立理論物理研究所的理論物理學(xué)家約瑟夫·波爾欽斯基 (Joseph Polchinski)指出,根據(jù)愛因斯坦的重力理論,黑洞的邊界是存在的,只是它與宇宙其他部分的區(qū)別并不明顯。
其實(shí),早在2004年霍金就曾做出過類似表示。當(dāng)年7月21日,霍金在第17屆國際廣義相對論和萬有引力大會上指出,黑洞并非如他和其他大多數(shù)物理學(xué) 家以前認(rèn)為的那樣,對其周遭的一切完全吞噬,事實(shí)上被吸入黑洞深處的物質(zhì)的某些信息可能會在某個時候釋放出來。
1973 年,霍金稱自己通過計算得出結(jié)論,黑洞在形成過程中其質(zhì)量減少的同時,還不斷在以能量的形式向外界發(fā)出輻射。這就是著名的霍金輻射理論。但是,該理論 提到的黑洞輻射中并不包括黑洞內(nèi)部物質(zhì)的任何信息,一旦這個黑洞濃縮并蒸發(fā)消失后,其中的所有信息就都隨之消失了。這便是所謂的黑洞悖論。
這種說法與量子力學(xué)的相關(guān)理論出現(xiàn)相互矛盾之處。因?yàn)楝F(xiàn)代量子物理學(xué)認(rèn)定這種物質(zhì)信息是永遠(yuǎn)不會完全消失的。30多 年來,霍金試圖以各種推測來解釋這一自相矛盾的觀點(diǎn);艚鹪硎荆诙粗辛孔舆\(yùn)動是一種特殊情況,由于黑洞中的引力非常強(qiáng)烈,量子力學(xué)在此時已經(jīng)不再適用 了。但是霍金的這種說法并沒有讓科學(xué)界眾多持懷疑態(tài)度學(xué)者信服。
現(xiàn)在看來,霍金終于給了這個當(dāng)年自相矛盾的觀點(diǎn)一個更具有說服力的答案。霍金稱,黑洞從來都不會完全關(guān)閉自身——霍金輻射,它們在一段漫長的時間里逐步向外界輻射出越來越多的熱量,隨后黑洞將最終開放自己并釋放出其中包含的物質(zhì)信息。
獲得獎項(xiàng)
1989年獲得英國爵士榮譽(yù)稱號
是英國皇家學(xué)會學(xué)員和美國科學(xué)院外籍院士
倫敦皇家天文學(xué)會的埃丁頓勛章
梵蒂岡教皇科學(xué)學(xué)會十一世勛章
霍普金斯獎
美國丹尼歐海涅曼獎
麥克斯韋獎
英國皇家學(xué)會的休斯勛章
1978年獲世界物理學(xué)界最高獎—愛因斯坦獎?wù)?br /> 與羅杰·彭羅斯共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎
1988年,史蒂芬·威廉·霍金的書《時間簡史:從大爆炸到黑洞》獲沃爾夫基金獎
2009年8月12日,獲得自由勛章——由奧巴馬親自頒獎
2012年出席倫敦殘奧會 人物評價 史蒂芬·威廉·霍金是本世紀(jì)享有國際盛譽(yù)的偉人之一,出生于伽利略逝世三百周年紀(jì)念日,劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)及理論物理學(xué)系教授,當(dāng)代最重要的廣義相對論和 宇宙論家。榮獲英國劍橋大學(xué)盧卡斯數(shù)學(xué)教席,這是自然科學(xué)史上繼牛頓和狄拉克之后榮譽(yù)最高的教席。70年代他與彭羅斯一道證明了著名的奇性定理,為此他們 共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。他因此被譽(yù)為繼愛因斯坦之后世界上最著名的科學(xué)思想家和最杰出的理論物理學(xué)家。
霍金的生平是非常富有傳奇性的,在科學(xué)成就上,他是有史以來最杰出的科學(xué)家之一。他擔(dān)任的職務(wù)是劍橋大學(xué)有史以來最為崇高的教授職務(wù),那是牛頓和狄拉克擔(dān)任過的盧卡斯數(shù)學(xué)教授