霍金指出黑洞是這樣產生和形成的

  斯蒂芬·威廉·霍金，英國劍橋大學應用數學及理論物理學系教授，當代最重要的廣義相對論和宇宙論家，是當今享有國際盛譽的偉人之一，被稱為在世的最偉大的科學家，還被稱為「宇宙之王」。70年代他與彭羅斯一起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。他因此被譽為繼愛因斯坦之後世界上最著名的科學思想家和最傑出的理論物理學家。他還證明了黑洞的面積定理，即隨著時間的增加黑洞的面積不減。2012年1月8日霍金預言，地球將在千年內面臨核戰之類的大災難，人類只有在火星或太陽系其他星球殖民，才能避免滅絕。

  40年前，20歲的霍金在申請攻讀劍橋大學博士學位時，面臨一個十字路口。一條道路通往微觀世界的基本粒子，小得不能再小；另一條則遙指浩渺無窮的宇宙，大得不能再大。

  40年後的今天，在霍金看來，這個十字路也許只指向同一個方向。但在當時，霍金的選擇還頗費了一番周折。他自己回憶說：「研究基本粒子對我的吸引力較小，因為儘管人們發現了許多新的粒子，但還沒有適宜的基本粒子理論。只是像研究植物學一樣，把粒子分類而已。相反，在宇宙學方面，已經有了一個明確的理論———愛因斯坦的廣義相對論。」

  於是，他做出了自己人生最有決定性影響的選擇，沿著愛因斯坦的足跡繼續前進。如今，由於在理論物理學上的卓越貢獻，那個曾經迷茫的霍金已經成為世界當代享有盛譽的偉大科學家。引領他進入宇宙學殿堂，取得豐碩成果的，正是人類歷史上最偉大的科學家之一———愛因斯坦。

  不過，霍金很快就在攻讀宇宙學方向的博士學位過程中遇到麻煩。由於在牛津上大學期間沒有認真學數學，他在做廣義相對論的複雜計算時碰到障礙，研究迷失了方向。而他也在這個時候被診斷患上了肌萎縮性硬化症，一種罕見而且難以治癒的疾病。

  這種疾病會影響控制運動功能的那部分大腦，當肌萎縮蔓延到全身後，就會引起癱瘓。不過，大腦的思維和記憶等高級功能不會受到影響。幸運的是，霍金研究理論物理學，真正需要的工具就是大腦。

  霍金的博士學位也面臨威脅。以他前兩年多的研究進展，他很可能通不過博士學位的審定。而一次偶然的機遇，他的命運發生了新的轉折。這使得他將可以成為霍金博士，而且從此走上超級科學明星的道路。

  這本來可能只是一念之差。在參加完倫敦一個學術會議返回劍橋的列車上，霍金的同事們正在熱烈討論會議中的一個數學問題。而沉默的霍金將視線離開車窗，突然一個念頭閃過：「如果將會議中的奇點理論應用於整個宇宙，不知道會發生什麼情況？」

  這個故事似乎在牛頓和愛因斯坦的身上都發生過。牛頓在想：「為什麼蘋果不會拋向空中，而是落向地面？」愛因斯坦則在思考：「如果人騎在光上飛行，將會看到怎樣一個世界呢？」

  進入21世紀的今天，「黑洞」已經成為融入大眾詞典的科學名詞之一。但在20世紀60年代，了解並研究黑洞的科學家也並不是很多。愛因斯坦的廣義相對論認為，宇宙不可能是穩定的，它不是在擴展就是在收縮。天文觀測證實我們所處的宇宙正在膨脹，那麼很久以前的宇宙一定緊密地挨在一起。更早的時候又是什麼樣子呢？愛因斯坦的方程式顯示，宇宙必定產生於150億年前一個密度無限大的點———奇點。它又被稱為「宇宙蛋」，實際上也相當於一個黑洞。

  在那時，全世界只有少數幾個人相信黑洞或許真的存在，也只有幾個人相信宇宙起源於一個奇點。黑洞成為霍金第一項真正的研究課題，這使他的博士論文得以通過。而進一步的突破，樹立了他具有世界影響的聲譽。

  1973年初，霍金和那位在倫敦會議上提出奇點理論的物理學家一起，研究黑洞內部發生的事情。1974年3月1日，霍金在《自然》雜誌上發表論文，闡述自己的新發現——黑洞是有輻射的。幾個星期內，全世界的物理學家都在討論霍金的研究工作。黑洞輻射被稱為霍金輻射，這個新發現被認為是理論物理學多年以來最重要的進展。

  在霍金輻射發表幾個星期後，年僅32歲的他獲得了作為科學家的極高榮譽，成為英國皇家學會的成員。這是皇家學會悠久歷史上最為年輕的科學家之一。

  然而，霍金在黑洞研究的基礎上繼續追根溯源。他在思考另一個問題：僅運用廣義相對論，可以預言宇宙必定產生於150億年前一個密度無限、體積為零的的奇點。如果將微觀世界的量子規則加進來，這個預言將會發生什麼變化？

  這正是愛因斯坦後半生所追求的夢想———把量子理論和相對論統一成一個理論。愛因斯坦渴望清晰地揭示宇宙活動的奧秘，展示自然界的美麗和優雅。由於他所處的時代沒有後來的一系列重大發現，結果沒有找到統一的理論。

  霍金髮現，假如宇宙有一個特別簡單的形式，那麼就有一種方法簡化計算。他提出一個模型，描述宇宙整個歷史是一個完全彎曲的時空。1978年，由於這項工作他獲得物理學界最有威望的大獎———愛因斯坦獎。嘉獎詞稱，霍金的研究將可能導致建立統一場論。

  在《時間簡史》的最後，霍金附上了伽利略、牛頓和愛因斯坦的傳略。有人認為，這是霍金自命不凡，暗示他的名字將列入未來的「時間簡史」中。而另一些人認為，霍金完全可以將自己和這3位偉大科學家並列。

  霍金本人仍然在量子宇宙科學的世界里遨遊———這也是愛因斯坦所夢想的地方。正如有人評論的那樣：儘管他那麼無助地坐在輪椅上，他的思想卻出色地遨遊到廣袤的時空，去揭開宇宙之謎。