斯蒂芬?霍金的科普著作《時間簡史》幽默地介紹,牛頓出生于伽利略去世之年,而霍金出生于伽利略去世日(1942年1月8日,伽利略去世整整300年忌日),擁有牛頓曾經(jīng)擔任過的劍橋大學(xué)盧卡遜講席教授之職,被廣泛認為是繼愛因斯坦之后最杰出的理論物理學(xué)家。顯然霍金以這些為榮。不知道霍金在彌留之際,有沒有幽默地想起,他去世于愛因斯坦的139歲生日(3月14日)。如果他想到,大概會有點小得意吧。
霍金是經(jīng)過從伽利略到牛頓,再到愛因斯坦幾次升級的引力物理學(xué)的杰出傳人。他對廣義相對論和宇宙學(xué)作出了巨大的貢獻。雖然很難說霍金是“愛因斯坦之后最杰出的理論物理學(xué)家”,但可以說是最杰出的之一。“理論物理”的含義有時并不明確。比如霍金曾經(jīng)作過一個演講,題目是“理論物理的末日是否已經(jīng)到來”,這里的“理論物理”特指廣義相對論與量子力學(xué)的統(tǒng)一。如果說他是愛因斯坦之后最著名的科學(xué)家,那應(yīng)該沒問題。
1962年,牛津大學(xué)的本科生霍金知道自己只對理論感興趣后,在理論粒子物理和宇宙學(xué)之間選擇了后者。因為他覺得粒子物理像植物學(xué),只有粒子,沒有理論,而宇宙學(xué)有一個很好的理論(廣義相對論)。這只是反映了他當時作為學(xué)生的品位。其實粒子物理當時正在建立標準模型的過程中,“沒有理論”也正是一個機會。不過霍金幸運的是,當時宇宙學(xué)和天體物理也正要大發(fā)展。牛津沒有宇宙學(xué)家,劍橋有著名的霍伊爾教授。所以霍金申請劍橋,得到有條件的錄取,需要畢業(yè)等第達到一等。結(jié)果就是他跟牛津的面試老師說,如果他得到一等,就去劍橋,否則繼續(xù)待在牛津。這種風(fēng)格后來在霍金的演講和打賭中經(jīng)常表現(xiàn)出來。
20歲的霍金雖然拿到一等畢業(yè)等第來到劍橋,但是并沒有如愿成為霍伊爾的學(xué)生,因為霍伊爾有太多學(xué)生,又是大忙人,經(jīng)常要去美國的天文臺。霍金被分配給他沒有聽說過的西阿瑪講師。這是霍金的幸運。一方面,與名人霍伊爾教授相反,西阿瑪講師總是待在學(xué)校,隨時為學(xué)生提供各種幫助,讓學(xué)生自由成長。還有另一方面的幸運。當時穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué)(認為宇宙一直存在)和大爆炸宇宙學(xué)(認為宇宙起源于一次大爆炸)還沒有分出勝負,霍伊爾正是是穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué)的頭面人物,在一次BBC廣播節(jié)目中,他以諷刺的口吻為“大爆炸宇宙學(xué)”起了這個名字。而西阿瑪對兩種理論沒有偏好,對大爆炸宇宙學(xué)沒有偏見。導(dǎo)師的這種態(tài)度顯然也是很重要的?;艚鸬倪@個經(jīng)歷值得年輕學(xué)生們參考。
霍金剛過完21歲生日就被診斷出肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥,又叫運動神經(jīng)細胞癥、盧伽雷氏癥,俗稱漸凍癥?;艚鸾?jīng)歷了一陣低沉,沉醉于瓦格納的歌劇。后來在父親的建議下,回劍橋繼續(xù)學(xué)業(yè)。在劍橋火車站遇到了原來有點認識的簡?瓦爾德。兩人相戀,這給了霍金支撐。
霍金的研究工作也逐漸有了起色。給霍伊爾及其學(xué)生的一個理論做修正成為他的第一個工作。當時在倫敦伯貝克學(xué)院任教的彭羅斯在很寬泛的條件下證明,引力塌縮中,普遍存在奇點(密度與時空曲率無窮大的點,從而廣義相對論失效)?;艚饘⒋擞玫接钪媾蛎浿?,證明宇宙膨脹開始于一個奇點。這成為他的博士論文的另一部分。
1965年,大爆炸宇宙學(xué)基本上已經(jīng)戰(zhàn)勝了穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué),西阿瑪和他的學(xué)生選擇了大爆炸陣營,霍金因為沒有做霍伊爾的學(xué)生而慶幸。夏天,霍金博士畢業(yè),被錄取為李約瑟任院長的劍橋Gonville和Caius學(xué)院的研究員(劍橋的一種職位,學(xué)院提供薪水,在系里做研究,相當于沒有固定導(dǎo)師的博士后),并與簡結(jié)婚,后來有了3個孩子。我在劍橋工作期間,曾經(jīng)去一朋友家作客,得知那套住房曾經(jīng)是新婚的霍金夫婦租住的房子。
霍金在同行中逐步有了名氣。他與彭羅斯