霍金为什么能成为科学界最大的IP？

时间：2022-07-10  来源：  作者：[db:作者]  浏览次数：

这个消息已经持续两天了。今天刚听到的消息是霍金去世了。

霍金可能是继爱因斯坦之后，对公众社会影响最大的科学家。去年11月5日，他通过视频演讲向人们解释了“未来之光”。这次演讲的主题是“突破观星工程”。他解释了这个项目的三个核心概念，分别是“迷你飞船、光动力推进和锁相激光器”。该项目的目标是实现星际旅行。在不久的将来，人类很可能会向离太阳系最近的星系——半人马座阿尔法星(Alpha Centauri)发射探测器。

霍金出生于1942年。那一年，诞生了很多名人，比如罗马大学的鲁菲尼教授。霍金自己也说过，他对伽利略有一种特殊的亲近感，因为他出生在伽利略死后三百年。虽然很多以研究黑洞和引力而闻名的物理学家都出生于1942年，但霍金似乎可以这么说，因为伽利略死于1月8日，而霍金出生于1月8日。

斯蒂芬威廉霍金，1942年1月8日-2018年3月14日，英国物理学家和宇宙学家斯蒂芬威廉霍金，1942年1月8日-2018年3月14日，英国物理学家和宇宙学家

让我先总结一下这位著名物理学家的科学成就。

首先，他和彭罗斯证明了所谓的奇点定理。这个定理说，我们的宇宙一定起源于一个奇点，在这个奇点，空间和时间消失，物质的密度无穷大。当然，这个结论是基于爱因斯坦的万有引力理论，也就是广义相对论。在奇点，物理定律不再适用，包括广义相对论，因此爱因斯坦的理论在那里自我毁灭。所以，我们需要一个更好的理论。自然，量子力学也告诉我们，事实上，在奇点附近，广义相对论不再成立。大约60年来，物理学家一直试图找到一种更好的理论来取代广义相对论。可以肯定地说，我们离拿到这个物理学的圣杯还很远。

霍金对物理学的第二大贡献是发现黑洞不黑，即黑洞可以发光，辐射几乎所有的基本粒子。这种现象被称为霍金蒸发。然而，由于宇宙中的黑洞非常大，其质量至少是太阳的数倍，天文学家几乎不可能观测到这种辐射。为什么？因为根据霍金的研究，每个黑洞的辐射都是有温度的，黑洞质量越大，温度越低。比如，数倍于太阳质量的黑洞温度只有十分之一度(绝对温度)，远低于无处不在的微波背景辐射的温度。只有当黑洞的温度高于微波背景辐射的温度时，它才能被观测到。因此，霍金设想了一种可能性，也许就在大爆炸之后，存在一些相对较小的黑洞，其质量大约有一座山那么大。今天，这些黑洞非常小，由于不断蒸发，它们可以辐射X射线或更高能量的射线。当然，天文学家没有观测到这种辐射。所以霍金最重要的研究是没有事实支持的。

物理学家中没有人怀疑霍金关于黑洞不黑的结论，尽管很难通过实验和观察来证明。霍金的蒸发最重要的作用是鼓励一大批物理学家去研究引力和量子力学的结合。

这是霍金的两项重要且站得住脚的研究。霍金的第三个重要研究是关于宇宙的量子起源，这个研究不一定站得住脚。这个研究比较抽象，就不介绍了。就一点，他的理论认为宇宙不需要设定在初始状态，宇宙是通过量子涨落弹出来的。这个理论叫做无界理论。

有些人常常误解霍金对所谓的“万有理论”做出了巨大贡献，甚至有人认为霍金发明了“万有理论”，这是错误的。万物理论不过是超弦理论，霍金基本不参与超弦理论的研究。

我有幸见过霍金四次。第一次是霍金第一次访华的时候，1985年。1986年，我去了剑桥大学，再次见到了霍金。后来两人都在美国。

三年前有一本很流行的霍金传记，《万物理论》，里面提到了霍金关于宇宙起源的无界理论。1985年，我第一次见到霍金时，用蹩脚的英语向霍金等人报告了我们在他的《无界理论》中对宇宙早期黑洞生成率的计算结果。他有些怀疑。我给他看了我的草案计算，他似乎消除了他的疑虑。

过了好几年我才真正明白他当时为什么怀疑，因为我们的结果似乎是从他更早的一个计算中得到的，但我们的解似乎与他们的无关。其实直到今天，我也不知道这两者到底有没有关系，因为我已经不太相信他的“无界论”了。

与霍金主演的传记电影《万物理论》合影。霍金与他主演的传记电影《万物理论》合影。

接下来我就说说霍金的科普。

霍金有五本翻译成中文的科普书，其中一本是他自己的故事，《我的简史》。

当然影响最大的还是《时间简史》，这是史上最受欢迎的科普书，也是霍金的第一本科普书。英文版于1988年首次出版，霍金打算将其命名为《从大爆炸到黑洞》。霍金的编辑认为这个标题一点也不讨喜，尽管当时霍金正处于学术界的巅峰。那年他才46岁，对于