11 霍金的轮椅和豪赌的故事
英国物理学家和宇宙学家霍金(1942— )是世界闻名的科学家。
他的《时间简史》走俏全世界,这本畅销书不仅仅为他挣来不少的钱来付儿子读大学的学费,而且为他赢得巨大的名声。后一个效果恐怕是他始料未及的。

《时间简史》的中译本封面

《时间简史》中译本出版十周年纪念版本
《时间简史》之所以走俏成为畅销书,很重要的原因是这位20来岁就患上了不治之症,医生宣判两年内就要死的年轻人,居然活到现在也没有去世,而且在手脚都失去功能,以及最终失去语言能力之后,靠自己非凡的努力和智力成为世界上最伟大的科学家之一,这种伟大的精神感动了全世界所有的人!
虽然霍金是一个可以说是最让人伤心的病人,但是他不仅仅有伟大的发现,而且他还非常地乐观、幽默有趣,他的笑话多得不得了。
豪赌的故事
在生活中,我们常常会遇到打赌的事情,这多半出现在为什么事情发生争论的时候。最有名的打赌也许是俄罗斯作家契诃夫的小说《打赌集》里的打赌。在这篇小说里,一位25岁的年轻律师和一位银行家打赌,赌注是一笔巨款——200万卢布。如果年轻的律师能够牺牲自己的自由,在一间小屋子里关上15年,200万卢布就是律师的了。在这15年中,律师不能走出房门一步,不能与任何人说话,他的生活由银行家请一个佣人专门负责,有什么要求就写在纸上交给佣人。
结果怎么样?你猜得出来吗?结果律师真的在小屋里关了15年!那么他得到了这笔巨款吗?没有!银行家不给?是,也不是。律师在关满了15年的前一天晚上,银行家的确不想给这笔钱,于是起了歹毒之心——杀人灭口。当银行家在满期的前一天半夜想去谋杀律师时,他惊讶地发现那个15年前精力充沛的年轻人,已经变成一个可怕的骷髅架子——皮包骨头、头发长得比女人的还长、蓬松的胡子……简直像一个可怕的鬼魂!律师坐在桌子前,似乎睡着了。银行家偷偷溜进屋里,律师似乎一点知觉也没有,根本不知道银行家进来。银行家从律师的背后发现桌子上有一封信,他好奇地拿起来看。信上写道:
我不要那200万卢布,当初我向往它如同向往天堂一样,现在我却藐视它。为了解除我接受这笔钱的权利,我要在规定时期的五个小时之前走出这个地方,因而破坏了合约……
银行家看了这封信以后,泪流满面地走出了房间,他虽然保住了他的财产,但是他却非常厌恶自己,“从来没有像现在这样深刻地轻视自己”。
这个结局让人感到非常意外,同时也让人感到惊心动魄!
谈到打赌,科学家也喜欢打赌,这些打赌的故事多得很,也非常有趣。下面要讲的是霍金打赌的故事。

霍金每天只能坐在轮椅里,连头也只能斜靠在肩上;不能说话,只能靠计算机和语音合成器与他人交流
霍金的病情发展到后来,他只能坐在轮椅里,连头也只能斜靠在肩上;不能说话,只能靠几个手指操纵计算机和语音合成器与他人交流。
但是,霍金却有非同一般的活力,他不仅在轮椅上使自己遨游浩渺的宇宙,成为一位世界最著名的宇宙学家,而且他还出奇的喜欢开玩笑,尤其喜欢就科学方面的争论与别人打赌。恰好在美国加州理工学院他碰上了一个也喜欢凑热闹的物理学家基普·索恩(1940— ),于是霍金与索恩前后就科学方面最具有争论的问题作了3次“豪赌”!
第一次打赌是在1974年12月,打赌的原因是:在天鹅座中的X-1双星(Cygnus X-1;X指的是这颗星是X射线源,1代表天鹅座中最亮的星)里是否还包含一个黑洞。索恩说有,霍金说没有。他们为此还写了一个赌状,表示输了或赢了,一定按赌状上所列的条件兑现:如果真有黑洞,那索恩就赢了,霍金就给他订1年的《阁楼》杂志;如果没有,霍金就赢了,那索恩就要为霍金订4年的《私家侦探》杂志。

1974年霍金与索恩打赌的文字证明
后来,霍金曾解释他为什么要打这个赌,他说这是一种“保险策略”。其实,他们两人都相信在天鹅座X-1中肯定有一个黑洞,霍金只不过由于喜欢热闹,热衷于恶作剧,才故意打这个赌,可能是为了热闹好玩,缓和缓和紧张的研究气氛。他还装模作样地说:
如果索恩输了,那我的关于黑洞的研究整个就是浪费时间,毫无价值,但却可以得到4年的《私家侦探》杂志,聊以自慰;如果索恩赢了,那我的研究就获得了成功,并且是一件激动人心的成就,这时我也乐于给索恩一些安慰。
这次打赌当然是索恩赢了,以后他按时收到《阁楼》杂志。其实这次打赌是双赢:霍金的黑洞理论取得了胜利,索恩可以不花钱地看一年《阁楼》。据说这一次打赌还引来索恩夫人的不满,一方面大约是因为赌注不公平:1年的杂志对4年的杂志,霍金太狡猾。另一方面据说索恩得到的这份杂志偏向“黄色”,因此索恩太太颇有微词。
有趣的是,以后他们又打过两次赌。
1991年12月24日,索恩和霍金第二次打赌。这次赌的是宇宙中是否有“裸奇点”存在。所谓“奇点”(singularity)一般被看成是一个点,我们熟知的所有物理学定律几乎都要在奇点失效;而“裸奇点”(naked singu-larities)顾名思义是裸体的奇点,没有任何东西包围着它。霍金认为“奇点”只能够存在于黑洞之中,不能够“裸”在黑洞之外;而索恩则不然,认为裸奇点可以在黑洞之外。这次索恩把同事普雷斯基尔(John P.Preskill)也拉进来了。那次赌状上是这样写的:

1991年霍金与索恩打赌的文字证明
霍金坚信裸奇点是应该被经典物理学定律禁止的讨厌的东西,而普雷斯基尔和索恩认为裸奇点作为量子引力体,可以不被视界遮蔽,而让整个宇宙都能看到。……
输家为赢家买一件蔽体的衣服,衣服上绣上适当的认输字句。
(Whereas Stephen W.Hawking firmly believes that naked singular-ities are an anathema and should be prohibited by the laws of classical physics.And whereas John Preskill and Kip Thorne regard naked singu-larities as quantum gravitational objects that might exist,unclothed by horizons,for all the Universe to see...
The loser will reward the winner with clothing to cover the winner’s nakedness.The clothing is to be embroidered with a suitable concessionary message.)
霍金最后输了,并在加利福尼亚的一个公开演讲时低头认输。但当索恩高兴地准备接过霍金输给他们的T恤衫时,却看见T恤衫上印的“认输”字句“自然憎恶裸奇点(nature abhors a naked singularity)”,而且把这句话印在一个裸女的披风上!索恩真是“气就不打一处来”。在庆祝霍金60大寿的报告会上,索恩在讲话中趁机把这件事抖落了出来:

霍金承认输了,但是他给索恩的T恤衫在索恩看来颇不雅观
斯蒂芬认输了,给我们每个人买了件约定的衣服:一件印着他认输字句的T恤衫。遗憾的是,我必须告诉你们,斯蒂芬的话大失风度!他在T恤衫上印了一个披着毛巾的女孩子。(我的太太和斯蒂芬的太太吓了一跳,但斯蒂芬说话向来是没有遮拦的)你们看到了,女孩子披的毛巾上面写着‘自然憎恶裸奇点’。斯蒂芬勉强认输了,却声称大自然憎恶他承认大自然能做的事情。那么,他为什么认输呢?为什么那么没有风度?那么公然自相矛盾呢?
显然,霍金并没有真正认输。1997年2月5日,在“半”认输的当天,霍金承认在“特殊情况”下,裸奇点可以形成,但是他又同时向索恩和普雷斯基尔发起了新的挑战。霍金说:上次在立赌状时他措辞不小心,让索恩他们捡了一个便宜,虽然赔了两件T恤衫,但他们两位很不满意我在T恤衫上写的字句。结果,双方为第二次打赌再追加一次打赌(但不算做是第三次打赌),新赌状上是这样写的:
霍金因为没有要求一般性……而输了一次赌,但仍然坚信裸奇点是讨厌的东西应该被经典物理学定律禁止。……有鉴于此,霍金特向普雷斯基尔和索恩提出如下的赌状……从一般初始条件出发的动力学演化……绝不可能产生裸奇点。
输了的仍然像上次一样给赢家买一件蔽体的衣服,衣服上必须绣上恰当的、真正认输的字句。这一次措辞严密,所以索恩担心地说:
这一次,我和普雷斯基尔恐怕要输了!
双方都知道这是一次更大的挑战,他们决定利用超级计算机模拟和用引力波探测器进行更多的观测,去寻找更大的和普遍存在的裸奇点。索恩还激情地说:“这是多么激动人心的挑战啊!”霍金的学生,香港的李启明博士也说:“我也觉得他们要输。”
就在“半”认输的第二天,即1997年2月6日,他们三人又迫不及待地再次打赌,这被认为是第三次打赌。霍金认为黑洞不能向黑洞外释放任何信息;如果一个天体最后坍塌成为一个黑洞,那么这个星体的大量信息就从此完全丢失。而根据量子力学的定律,信息是不可能被彻底抹掉的。这就是有名的“黑洞信息佯谬”。如果霍金对了,那么大自然就有了更大的不确定性。正因为这一点,所以科学界有这样的故事。
爱因斯坦:“我不相信上帝会玩掷骰子的游戏!”
玻尔:“你怎么知道上帝不掷骰子?”
霍金:“上帝不仅掷骰子,有时他还把骰子扔到了找不到它们的地方
(God not only play dice,he sometimes throws them where they can’t be seen)。”
但是,索恩和普雷斯基尔提出了相反的观点,他们认为黑洞可以隐藏它内部的信息。为此,他们三人打赌:黑洞到底能不能释放它的信息?赌注是一本《棒球百科全书》。
霍金又输了。7月21日,霍金正式认输,但是赌注改了。霍金说:
我在英国很难找到一本《棒球百科全书》,只能用《板球百科全书》代替了。
现在霍金承认:
上帝没有把骰子掷到我们看不见的地方。
我们还可以讲出许许多多科学家打赌的故事,前面我们在讲到杨振宁和李政道发现弱相互作用中宇称不守恒的时候,泡利和费曼也打过赌。有一个问题读者也许要问:“为什么科学家喜欢打赌?”

1997年霍金与索恩打赌的文字证明

第三次打赌霍金又输了。这是普雷斯基尔双手举着赢来的《板球百科全书》
科学家打赌肯定和契诃夫《打赌》故事里银行家打赌的目的很不一样。他们打赌是因为渴望认识大自然的奥秘,是一种形而上学的焦虑;而且设下赌局,可以激励年轻科学家更有兴趣从事科学研究,还可以引发公众对科学的关注。再说,科学家在极其紧张的研究和焦虑中,也需要自己为自己找点乐子——自得其乐嘛!
霍金在争论中的一次失败

霍金和罗伯特、露西。罗伯特似乎希望爸爸与他一起游玩,霍金一脸无可奈何的样子(1971年)
在大部分读者心目中,霍金似乎是一个绝顶的天才,让人惊叹、赞美。但是哪怕是绝顶的天才也会因为自己的局限性而遭遇失败。霍金当然不可能例外。如果有人以为他可以例外,那就大错特错!
1969年,霍金的身体在不可逆转地越来越糟,行走越来越慢,迈出的步子越来越小,也越来越摇晃不定。这给简带来了很大的困难,因为罗伯特与他的爸爸恰好相反,总是跑得越来越快。于是一个在前面跑,一会儿不见了踪影,让她不安;一个却必须由她扶着慢慢地摇晃着前进。后来,霍金因为学术上得了一个奖,奖金使他们可以买一辆汽车,于是简可以开车将霍金送到办公室或讲课处附近停车场地。每次停车后,罗伯特就窜出汽车,准确无误地穿过弯弯曲曲的道路跑进课堂,坐到最后一排。于是出现了一个有趣的场景:每次罗伯特一露面,课堂的学生就知道霍金再过5分钟必然走进课堂。这件事以后成了长久的一个笑料,反复被人们提到。
但是由于肌肉萎缩症的不断发展,霍金的身体越来越严重地受到疾病的约束。但他绝不向疾病屈服,这就是他对待生活的态度。简说:
斯蒂芬对自己的疾病不作任何让步……而我则绝不退出他的生活。
在霍金的疾病日益蚕食他的肌肉,使他运动的部位越来越少的时候,霍金关于黑洞的研究却奇迹地取得了令人惊愕的进展,而他本人也逐渐被誉为“宇宙的主宰者”。
大儿子罗伯特出生之后不久,霍金已经雄心勃勃地要与他的同学乔治·埃利斯合写一本宇宙学方面的书,主题是经典的宇宙学,不准备涉及他们最新的研究成果。他们两人分配了各自的写作任务,前后总共花了六年的时间才写完。在开始写这本书的时候,霍金的手已经僵硬得不能写字,他只好将他要写的东西口授给埃利斯。
到1973年前后,他们的书《时空的大尺度结构》(The Large Scale Structure of Spacetime)终于写完。恰好这时剑桥大学出版社准备出版一套学术著作,于是这本书就顺利地在1973年出版了。这本书不仅仅由此奠定了霍金在学术上的重要地位,而且它很受学术界的重视,直到今天它仍然被看做是宇宙学专业中的经典之作。这年霍金31岁。
这本书写得非常深奥,如非宇宙学方面的专家,那是绝对看不懂的;即使有些专业研究者如果偏重于实验,也看不懂这本书。这儿有一件趣事值得一提。有一天,霍金大约是到伦敦皇家天文学会作报告,在回家的路上遇见射电天文学家约翰,约翰告诉霍金:
我买了一本您的书。
是吗?您看了以后有什么意见?
约翰耸了一下肩膀说:
我原以为我可以看到第10页,但是读到第4页就读不下去了,太难,太深奥,看来我只得放弃了!
在写这本书的同时,霍金还与罗吉尔·彭罗斯(1931— )继续研究黑洞。霍金晚上上床睡觉时动作相当缓慢,这不仅仅是由于他的肌肉僵硬,而且也是由于他的注意力常常不由自主地转移到正在研究的黑洞的问题上。
有一天晚上,他上床的时间比往日长得多,直到第二天简才知道其中的原因。原来他大脑中突然浮现出的黑洞几何图形,使他把宇宙学和一门古老的物理学理论——热力学——联系起来了,黑洞有时会相互碰撞,就像两个星球有时会相互碰撞一样。他和彭罗斯已经证明,两个黑洞相撞时,两个黑洞并成一个,而且合并后表面积[1]不可能变小,几乎总是大于原先两个黑洞表面积的总和。这个结果老是在霍金大脑里游来荡去,它们化成了几何图形,忽而重叠,忽而分离,让霍金感到心荡神移,无法制止。突然,他想到了热力学中的第二定律。

坐在轮椅上的霍金
热力学是一门研究热的传递和蒸汽机效率的古老学问。热力学第二定律说的是一个封闭的系统,它里面气体的“没有秩序的运动”只会越来越严重。例如,把一滴红墨水滴进一碗清水中,这一滴红墨水很快散布到整碗清水里,使水变成淡红色。如果想使淡红色的水再自动地变成一碗清水和一滴红墨水,那是绝对不可能的!这说明系统的无序运动(即红墨水散布到清水里)只能自动增加,绝不会自动减小。物理学家喜欢为自然现象取一些奇怪的学术名称,这使外行觉得十分讨厌,常常觉得很容易懂的自然现象反被物理学家弄得艰难深奥和不好懂了。但是,物理学家也有自己的苦衷,他们为了精密简练地表述自然规律,不得不为一些自然现象取一些专有术语。物理学家将水里红墨水的“无秩序运动的程度”称为“熵”(entropy),熵越大,越是没有秩序。这样,上面发生在封闭系统里的自然现象就被物理学家说成是:
一个封闭系统里的熵只会增大。
这就是热力学第二定律。
霍金在慢慢上床的时候,黑洞的表面积只会增大与封闭系统的“熵只会增大”忽然联系到了一起。此前还没有人想到热力学和黑洞会有什么关联。第二天早上,霍金立即把这个想法在电话中告诉了彭罗斯。后来,有一位同事开玩笑地说:
这好像突然打开现今最时髦的小轿车的车盖,却发现里面有一台老古董蒸汽机在运转!
于是,1973年初,霍金和彭罗斯开始用热力学作为一种模拟的方法,希望找到一个模型来研究黑洞的性质。因为黑洞的行为太奇怪,不借用一种现成的模型来研究,人们几乎不知所措。但是,无论是霍金还是彭罗斯,他们只不过是借用热力学的一些方法而已,根本没有认识到热力学定律真的能够用到黑洞理论中,霍金更没有想到他会与一位美国年轻物理学家发生激烈的争论,而争论的原因正是热力学定律到底能不能真的用来研究黑洞。这次争论霍金失败了,但他却因为能迅速认识错误、亡羊补牢,反而由他对黑洞理论作出了巨大的、带有原创性的突破。
这场十分有趣的争论是由一个在美国普林斯顿大学做研究的贝肯斯坦(1947— )的年轻人引起的。贝肯斯坦当时在著名物理学家约翰·惠勒手下做研究,还十分年轻。用“黑洞”(black hole)来称呼一种特殊的天体是惠勒在1969年发明的;在此之前,科学家为这种奇异的、看不见的天体取名时争论不休,有的建议取名“冻星”,有的建议取名“坍缩星”,甚至还有人把它称为“史瓦西奇点”。正在大家争论不休时,据说有一天,当惠勒躺在浴缸里的时候,他突然想到了一个绝妙的名字:“黑洞”。于是,在一次会议上他以快刀斩乱麻的作风宣布:
我为这个东西找到了一个伟大的新名字,让我们叫它为“黑洞”吧!
几个月内,全世界的物理学家都兴高采烈地采纳了这个名称,只有法国抵制了好几年,因为“黑洞”在法国有淫秽的含义。
强将手下无弱兵。贝肯斯坦在研究黑洞的时候,决定将热力学的一些定律直接用到黑洞的研究中去。他在他的博士论文中,利用精妙的数学方法证明:黑洞的“表面积”可以直接作为黑洞的“熵”的量度。由此他还在论文中宣称:热力学概念对于黑洞肯定是适用的。
这使我们想起了一件发生在1900年前后的故事。那是19世纪和20世纪之交的时候,经典物理学出现了巨大的危机,许多新的发现(如X射线)似乎推翻了所有已经建立起来的物理定律和理论,这时德国物理学家普朗克斩钉截铁地说了一句话:

普林斯顿大学美丽的校园。贝肯斯坦在1973年还是这所大学的年轻研究人员
除了热力学定律绝不能违背以外,其他的理论和定律都可以重新审查!
后来,现代物理学在艰难奋斗中逐步建立以后,人们果然发现,现代物理学在任何时候任何地方都绝不能够违背热力学的定律。贝肯斯坦很可能是普朗克的信徒,因此在博士论文中大胆地提出:可以用热力学第二定律来研究黑洞。
贝肯斯坦的这一个判断激怒了霍金。
霍金为什么被激怒了呢?原来,在相对论物理学看来,黑洞的温度是绝对零度,这是为什么呢?因为没有任何东西,包括光和热都不可能从黑洞里逃逸出来,既然如此,黑洞的温度只能是绝对零度了;否则的话,热作为一种能量就要从黑洞里辐射出来。
既然黑洞的绝对温度是零度,那黑洞就不会有熵;相反,如果黑洞本身就有熵,那黑洞的绝对温度就不可能是零度了。
霍金据此认为贝肯斯坦的结论是极其荒谬的,他本人虽然利用热力学的方法来模拟黑洞到底发生了什么事情,但他并没有认为可以用热力学第二定律来研究黑洞。将热力学定律真刀实枪地用在黑洞研究上,霍金认为十分荒唐,他说:
我对贝肯斯坦非常恼火。

美国著名物理学家约翰·惠勒。“黑洞”这个名称就是他在1969年发明的
大部分物理学家都赞成霍金的意见,纷纷发表论文反对贝肯斯坦的意见。虽然贝肯斯坦当时只是一个小人物,而霍金已经很有名气,但他却没有因为霍金的名气和众多科学家的反对而退缩。他认为将热力学应用于黑洞研究将会产生巨大的力量。1973年,贝肯斯坦发表了《黑洞热力学》的论文,霍金和他的朋友们立即回应了一篇题为《黑洞力学中的四个法则》的论文,反驳贝肯斯坦。剑桥大学和普林斯顿大学的这场争论僵持了一段时间。惠勒手下有不少“狂妄”的研究生,而且他一直就赞赏和鼓励他们提出看起来似乎很疯狂的理论。贝肯斯坦也是如此。贝肯斯坦后来回忆说:
在1973年那些日子里,经常有人告诉我走错了路,我只能从惠勒那儿得到安慰,他说,“黑洞热力学是疯狂的,但也许疯狂到了一定程度之后就会行得通。”
后来的事实证明,霍金错了,热力学中的熵的确可以用在黑洞研究上,而且后来连霍金自己都把黑洞看成是一个纯粹的熵,像一条饥饿的鲨鱼一样四处游荡。霍金的伟大之处在于不是他不会犯错误,而是他能够迅速从失败中找到失败的原因,并迅速继续去占领探索中的制高点。
经过这次激烈的争论和失败后,霍金发现自己对量子力学没有深入的了解,于是他决心深入研究一下20世纪另一个伟大的理论——量子力学,从这方面思考也许会找到更合适的突破口。他让他的朋友马丁·里斯(1942— )为他找来一本量子力学方面的教科书,里斯把书拿到霍金面前,翻到霍金需要的那一页,然后霍金就几个小时地坐在那里一动不动地盯着书看,谁也不知道他的大脑在哪方翱翔。里斯觉得霍金的身体越来越差,当他看到霍金一动不动地坐在那里,有时不免担心,还不时去看一看,似乎担心霍金会不会死过去。
霍金对人们过多关心他的疾病,过分强调他身体的残疾颇为不满。他可不愿意时时去想死亡的事情。他甚至说:
残疾对我来说,不过是给了我一个绝好的机会,让我坐着思考自己喜欢的事情。
1973年9月以后,霍金埋头计算了两个多月,结果他发现,黑洞不但可以向外辐射,而且还可以像发了疯的火山一样向外喷射着物质和辐射。在这种“黑洞辐射”的过程中,黑洞将丢失能量和物质,越变越小。黑洞越小,就越热,它的辐射活动就越剧烈,缩小得越快,最后黑洞就会像节日放的礼花一样,爆炸开来,放出大量射线和粒子。最后的结论是:黑洞或迟或早会爆炸。
霍金开始还有一些怀疑自己“疯狂的”结论,因此一时还没有胆量告诉别人;但是到了1973年底,他认为他的“黑洞辐射”理论没有错,于是在1974年1月前后告诉了里斯;里斯知道后,恰好碰到霍金原来的导师西阿马(1926—1999)。他脸色发白、浑身颤抖地对西阿马说:
您听说了吗?霍金改变了一切。
西阿马听了里斯的介绍以后,虽然也觉得简直难以让人相信,但他却满怀兴奋地说服霍金,让他在2月份牛津的一次会议上,把这一研究结果公布于众。
霍金听从了西阿马的建议,参加了会议。轮到霍金发言时,他摇着轮椅走到讲台处,一架投影仪把他含混不清的话语打在屏幕上面,讲述他如何用量子力学得出了他几个月来研究的结果:黑洞不黑,黑洞也要向外辐射能量和物质。这就是说,以前认为黑洞只吞噬它四周的物质,而绝不向外释放任何物质,哪怕连质量几乎为零的光都不肯放走,现在看来是不对的,原来黑洞并不那么“黑”。
霍金回忆说:
就在会期一天天接近时,整个问题变得越来越清楚了。所以,到2月份我发表演讲时,我已经完全相信我的这个结果了。但许多其他的人并不相信。

英国理论物理学家泰勒,1974年是伦敦大学国王学院数学教授
的确,很多人“并不相信”。据说,当霍金演讲结束以后,出席会议的人都惊呆了,大家都聚精会神地思考霍金的惊人发现。整个会场一片寂静,真是静得连一根针掉到地上都能听见。过了一会儿,会议主席约翰·泰勒教授忽然在寂静中从座位上站起来,大发雷霆,说霍金所说纯粹是一派胡言:
太荒谬了!我从来没有听过这么荒谬的话。我只能宣布立即散会,我别无选择!
说完了之后,他竟真的拉起坐在他身边的一个同事愤怒地走出会场。霍金没有想到会有这样可怕的反应,他惊呆了,坐在轮椅上一声不响。
牛津会议结束后一个月,霍金在《自然》杂志上发表了他的论文,进一步严密地表述了黑洞辐射的新发现。在此后的几个星期里,全世界的物理学家都在讨论霍金的新发现。不少人认为霍金的新发现是近几年来理论物理的最重要的进展。西阿马则兴奋地说:
霍金的论文是物理学史上最漂亮的论文之一。
从此以后,霍金发现的由某些黑洞发出的辐射就被称为“霍金辐射”。
轮椅的故事
霍金的生命力极其顽强,像他这样后来手脚都不能动,再后来连话都不能说的高度残疾人,居然利用他坐的轮椅玩出了许多花样,表现出他高度的幽默。在世界上,恐怕很难找出第二个这样有生命力的人。这一节的内容虽然与他的研究没有直接关系,但是正是这种非常可贵的幽默显示了霍金强大的生命力。
在霍金手脚不便很久以后,他一直不肯用轮椅代替他行走,他宁愿让简扶着他慢慢地走到办公室。他有一个恐惧的想法,认为一旦使用了轮椅,那就意味着他承认了身体的残疾,他觉得这是他在情感上和精神上不能容忍的。但随着疾病的加重,他最终不得不妥协,坐上了轮椅。

霍金驾驶着电动轮椅在街上横冲直撞
有了轮椅代替行走,他才发觉轮椅可以给他带来很大的好处,他可以更容易、更自主地到处走动。后来有了电动轮椅之后,他感到更加自由了,而且减少了因疾病带给他的痛苦感受。
不久,霍金成了技艺出众的轮椅驾驶员。一位新闻记者看到霍金在街上驾着电动轮椅横冲直撞之后,在一篇报道中写道:
他飞驰地冲到街上。在开足马力时,轮椅可以保持很高的速度,霍金喜欢以最高速行驶。他不知道什么叫害怕,简直像箭一样地冲到马路中央,他认为任何过往的车辆都会停下来让他。他的助手们非常紧张地冲到他前面,试图减少危险。
有一次,霍金在比利时的布鲁塞尔开会,散会后准备来飞机回英国。但送他上机场的汽车迷了路,当最后到飞机场时,飞机在停机坪上准备起飞,稍一迟缓就会赶不上飞机。说时迟那时快,只见霍金驾驶着轮椅,呼啸地全速飞驰,最后终于赶上了飞机,在飞机起飞前几分钟登上了飞机。霍金对此曾洋洋得意地吹嘘自己是了不起的驾驶员。
奇怪的是,当他高速行驶时没有付出过什么代价,却在没在行驶时反而出了几次危险。
有一次,他驾驶着电动轮椅碰见一个熟人,就停下来与熟人说话,这时一辆大卡车开过来,驾驶员没有看到轮椅,也没有看见驾驶轮椅的霍金,结果汽车撞倒了轮椅。这位世界上著名的科学家一下就被抛到了马路上。在大多数情形下,这将是一场灾难性的事故,但万幸的是,身体孱弱的霍金居然只受了一点轻伤,脸被划破了一点,肩膀有些疼。医生劝他休息几天,但他不听,过了48小时又回到了他的办公室,让助手把论文和书籍架在他面前放好,继续工作。这就是霍金特有的个性。
还有一次,霍金参加一个授奖仪式,在台上霍金安详地坐在轮椅里。这时,主持授奖的霍奇金爵士(1914—1998)穿着一身黑礼服,戴着金色徽章,满脸散发出亲切、谦逊的笑容,他走到霍金身边,紧紧按住霍金的手,欢迎他的到来。他的客气话还没说完,霍金的轮椅迅即旋转起来,使他们两个人和轮椅一起旋转,而且向主席台边上旋去。大祸即将降临!在危险即将出现的一刹那,霍金的一个助手迅速冲到轮椅旁边,把轮椅的操纵杆拉下,这才避免了一场可怕的灾难。事情引起的原因是霍奇金爵士不知道他按的霍金那只手是用来控制轮椅的,由于霍奇金非常热情的一按,轮椅突然开动起来,接着快速旋转。
有一次轮椅卡在电梯门中间,这件事与霍金高速行驶有一些关系。
1989年6月,霍金到牛津大学主持很有名气的哈雷讲座。霍金由一位物理学教授陪同,打算乘坐电梯到一楼的一个大讲堂去,那儿有牛津大学副校长、牛津市里的名人和600个学生正等着霍金的到来。
霍金看见电梯门开着,便加足马力向电梯门冲去,他大约想让陪同教授见识一下他冲过狭窄电梯门的高度技巧。那位陪同教授正考虑电梯门恐怕太窄,轮椅通不过,哪知霍金呼地一声冲到了前面,他惊恐地想阻止霍金,已经来不及了。但陪同教授却惊奇地发现霍金居然不偏不倚地通过了电梯门。
正当陪同教授松了一口气的时候,麻烦出现了:霍金的轮椅还是被撞歪了,卡在狭小的电梯里不能动,这时电梯门又在后面自动合拢,两个轮子就被门卡住了。
陪同教授可急坏了,楼下600多人正等霍金呢!霍金临危不乱,他急忙给控制轮椅运动的电脑下指令,想把轮椅换一个方向,由于卡得太紧,没能奏效。幸亏陪同教授的手还算长,他把手从电梯门缝中伸进去,够到了开关,将门打开。门一开,霍金就使轮椅急速转身。危机解脱了,霍金没有受伤,还咧着嘴向陪同的教授顽皮地笑起来。

霍金那著名的咧着嘴的笑
除了以上一些有关轮椅的惊险故事以外,还有许多很有趣的故事。
霍金手脚都不能动,后来连说话功能也丧失了,那他理所当然地会把轮椅当做他的一个附属器官来使用,作为表示他的个性和情感的一种手段。他没有办法在发火时向别人挥手或喊叫,即使想靠电脑发生的声音来表明自己的想法,但那声音永远是同一种金属般的声调和节律,根本不能表示自己的喜怒哀乐。于是,他就学着使用轮椅来表示。
如果他发觉有人与他谈话时言不及义或十分愚蠢,他就会觉得这是在浪费他的时间,于是他急速旋转他的轮椅,气愤地迅速离开。
有一次,一位叫博斯劳的人忘记了霍金的残疾,向他谈起了一次网球比赛,正谈得上劲时,他看见霍金一言不发地驾着轮椅出了房间,在走廊里等着博斯劳把话题转到物理学上来。博斯劳后来说:
和一个瘫痪了的人谈打网球的事的确考虑不周,但这也说明一件众所周知的事:霍金不是一个好打交道的人。
这还算客气的呢!如果他被惹恼了,他还会驾着轮椅辗别人的脚趾。据说这是他特别喜欢做的一件事。为了防止脚趾被辗,他的研究生都得练就灵敏的反应能力,迅速转移脚的位置,否则辗上去是很不好受的。他的一个学生说:
霍金最大的遗憾是还没有辗过撒切尔夫人[2]!
霍金对于核武器忧心忡忡,1981年他曾经在美国富兰克林学院接受富兰克林奖时说:
哺乳动物的进化用了40亿年的时间,人类的进化用了400万年的时间,科学技术文明的发展用了400年的时间;而在刚过去的40年里……人类真正有可能发现一种完全统一的理论来描述宇宙中所有的事物。然而,所有这一切都可能在40分钟内由于一场核灾难而毁灭。而且,无论是偶然的还是有意的,那种灾难发生的可能性都是很大的。
后来,在牛津大学举行的一次宴会上,霍金和简遇见了参加宴会的欧洲联军的司令罗杰斯将军。霍金想让简向罗杰斯将军表示自己的忧虑,但怎么样才能接近这位将军呢?霍金又发挥了他使用轮椅的高招:当罗杰斯将军结束晚餐站起来准备离开餐桌时,霍金抓住良机,驾驶着轮椅迅速冲到将军身边,拦住他的去路。罗杰斯将军想必大吃一惊,惊愕地盯着坐在轮椅上的霍金,而霍金想必又咧开他的嘴向罗杰斯将军微笑。简连忙走过来,先表示抱歉之后,再把霍金的想法(当然也是简的想法)告诉了将军。将军开始显得有点尴尬,但还是体谅地认真倾听了简的陈述,然后以英国绅士那种彬彬有礼的风度,说他本人也同样非常关心这件事情,并开始与苏联讨论核武器数量的问题。
霍金除了用轮椅表示他的愤怒和不满情绪以外,还非常善于用轮椅表现他的欢乐。

霍金的沉思:“鸡和蛋哪一个在先?宇宙有开始吗?如果有,那么在此之前又发生了什么?宇宙从哪儿来?又到哪儿去?”
1988年春季,霍金写的《时间简史》在美国各大书店大受欢迎。于是,在纽约的洛克菲勒学院举行了一次发行聚会。为了促销和向霍金表示敬意,还举办了一次宴会,并且把霍金从英国请来,在宴会上发表简单的演说。霍金那天别提有多高兴了,因为《时间简史》的畅销使他的收入大增,这样他的孩子们上名牌大学的学费就有了保障。他不仅精力充沛地会见各界人士,甚至因为高兴多喝了一些酒而显得有一点醉意。在回旅馆的路上,简和霍金的护士一直很紧张,唯恐霍金在兴奋中把轮椅开到河里去了。
到旅馆以后,当他们一行四人穿过大堂时,霍金发觉附近的舞厅正在举行舞会,于是他坚持说上床睡觉的时间还早,就驾驶着轮椅循着音乐的声音直闯舞会,并且随着乐队的节拍,驾着轮椅跳起舞来,一直跳到很晚才回房间睡觉。
还有一次参加皇家学会的聚会,会议主要内容是接纳查尔斯王子为名誉会员。在会议中,新任皇家学会主席恭维查尔斯王子对学会真诚的贡献,还专门提到与王子同名的查尔斯二世创建了皇家学会。这都说得顺理成章,也没有什么问题,但他接着却说:
查尔斯二世的儿子詹姆斯二世,继续为皇家学会作出了贡献。
听到这儿,霍金笑起来了,那时他还能说话,只不过声音不能很大,这时他用他所能够发出的最大声音对简“耳语”道:
他弄错了!詹姆斯二世是查尔斯二世的兄弟,不是他的儿子!
正式会议结束后,霍金玩得很开心,还为查尔斯王子表演轮椅转圈,还用轮子跃过王子那锃亮的皮鞋尖。后来在剑桥大学的一次晚宴上,他还在坎特伯雷大主教面前表演过这种技巧。
在20世纪80年代早期,当霍金的疾病不是太严重的时候,他在闲暇之时最高兴的事莫过于运用他驾驶轮椅的技巧和孩子们一起玩,他可以与孩子们一起玩捉迷藏的游戏,但令他遗憾的是,他不能和孩子们玩其他的游戏,如打板球和棒球。有时一家人到海边沙滩上,他也不能与孩子们在水中嬉戏、奔跑。
有一次,一位《星期日泰晤士报》的记者问霍金:
您是否因为残疾而消沉过?
霍金回答说:

霍金坐着轮椅在沙滩上,可惜他不能与孩子们在水中嬉戏
通常没有,我不去多想我的残疾,仍然设法按我想做的去做,这使我有一种成就感。
记者又问:
疾病给您带来的最大遗憾是什么?
霍金说:
不能和孩子们玩体育游戏。
【注释】
[1]请读者注意,这儿的说法不精确,但只能如此。
[2]撒切尔夫人在20世纪80至90年代,连任两届英国政府的首相。