霍金作品簡史：從時空結構到人類命運

撰文 | 鞠強

一年前的今天，英國物理學家史蒂芬·霍金逝世，眾人眼中的“宇宙之王”飛向了他研究一生的宇宙。單論社會影響力，如果說霍金是這個時代的科學第一人，恐怕沒有爭議。通過電視、廣播、報紙、雜誌和互聯網等多種媒體，我們獲得過關於霍金的大量信息，既了解了他對宇宙的探索，也知曉了他對很多重要社會問題的看法。

但是，使霍金真正走向公眾，也是霍金產生最大影響力的方式，卻是所有媒介中傳播速度最慢也是最古老的形式——圖書。如果問一個對霍金有所了解的普通人，他眼中最能代表霍金的是什麽，相信很多答案都會是《時間簡史》。在霍金逝世一周年的日子，我們在他的作品中追憶他對宇宙真相的求索，緬懷這位科學巨人。

銷售奇跡

20世紀70年代，霍金在黑洞研究中取得了豐碩的成果，他和羅傑·彭羅斯共同證明了奇點定理，並且獨立證明了黑洞的面積定理，還提出了日後以他的名字命名的“霍金異塵餘生”。1973年，劍橋大學出版社出版了霍金和喬治·埃利斯（George Ellis）合著的《時空的大尺度結構》（The Large Scale Structure of Space-Time），這是霍金出版的第一本書。在這本學術書中，二人使用廣義相對論解釋了大質量恆星如何塌縮成黑洞。但這時，霍金的影響力還只限於學術圈內，公眾對他幾乎一無所知。

他真正走進公眾的視野，是從20世紀80年代開始。

1982年，霍金產生了寫本通俗讀物的想法。他曾提到寫書的部分動機是給讀中學的女兒準備學費，但實際上當圖書出版的時候，他的女兒已經快中學畢業，所以這個目的並未達到。其實他寫書的目的，更多是希望公眾了解到“我們已經在何等程度上理解了宇宙”。

他最初為這本書擬的書名是《從大爆炸到黑洞：時間短史》（From The Big Bang To Black Holes：A Short History Of Time），不過這本書的編輯彼德·古查迪把正副書名調換了一下，並且把“短史”（short history）改成了“簡史”（brief history）。這就是後來的《時間簡史：從大爆炸到黑洞》（A Brief History Of Time: From The Big Bang To Black Holes）。

1988年4月1日，這本書經過一些波折後，在愚人節那天正式出版。

《時間簡史》出版之時，霍金已經取得了他在黑洞研究中的主要成就，並且開始涉足宇宙學研究，因此這本書涵蓋了他此後作品涉及的大部分話題，包括時間和空間、宇宙的起源、黑洞的性質等。

霍金最初還是使用比較學術化的語言，後來在編輯的建議下對全書進行了重寫，使之（盡可能）通俗易懂，避免為外行人設置太高的門檻。據說書中多一個方程，銷量就會減半，因此霍金在書中隻使用了一個方程——愛因斯坦的質能方程。

這本書出版之後，被翻譯成幾十種語言，在全世界銷售了上千萬冊，成為一個現象級作品。霍金也認為，沒有任何人在出版之初料想到《時間簡史》會如此暢銷。不過，霍金確實對這本書的銷量有所期待。比如，他在創作之初就希望寫一本在機場買得到的書，所以他在選擇出版社的過程中，首選排除了出版自己學術著作的劍橋大學出版社，接著在1984年成稿後也沒有根據出版經紀人的建議接受“更有檔次”的諾頓公司的報價，而是最終選擇了出版大眾圖書很有經驗的矮腳雞出版社。

出版社的運作和宣傳對《時間簡史》的普及起到了推動作用，但是霍金身上獨一無二的特質才是使《時間簡史》成為有史以來最成功的科學圖書的主要原因。在科學作品中，有不少水準不亞於《時間簡史》的作品，作者也是學術大師，但銷量和影響力顯然都遠不及《時間簡史》。《時間簡史》的暢銷反過來強化了霍金作為一名明星科學家的形象。不知是否是受到這本“簡史”暢銷的啟發，此後各類“簡史”層出不窮，成為中外出版界的一個熱門品類。

理解宇宙

1996年，霍金和彭羅斯共同出版了《時空的本質》（The Nature of Space and Time）一書。這本書的故事始於1994年，在劍橋大學牛頓研究所舉辦的一系列公開演講中，霍金和彭羅斯分別發表了對於量子力學及其在宇宙演化中所起作用的觀點。雖然二人互為重要的合作者，但在這些講座中，二人的想法在很多重要問題上存在根本性分歧。今年1月去世的著名數學家阿蒂亞（Michael Atiyah）就曾認為，這是繼愛因斯坦和玻爾關於量子力學的辯論之後20世紀最重要的物理學論爭。隨後，普林斯頓大學出版社將二人演講的內容結集出版，就是這本《時空的本質》。

同樣在1996年，霍金還出版了《時間簡史（插圖版）》。在這個版本中，霍金加入了200多張插圖，為普通讀者理解他的思想提供了更多便利。同時，他還增加了一章，介紹蟲洞和時間旅行的內容。

5年後，霍金出版了他的另一部著名作品《果殼中的宇宙》。書名來自莎士比亞的名劇《哈姆雷特》。哈姆雷特在劇中說，即使把他關在果殼中，他仍然自以為是無限空間之王。這句話同樣是霍金傳奇一生的真實寫照：他雖然長期被禁錮在輪椅上，卻仍用大腦去思考主宰宇宙命運的規律。

《果殼中的宇宙》可以認為是《時間簡史》的續編，霍金在其中討論的話題與《時間簡史》類似，同時介紹了兩本書出版中間這13年時間裡物理學研究的進展，包括超弦理論、超對稱理論以及M理論的發展。不過，由於霍金不願寫一本《時間簡史》的續集，所以與《時間簡史》的線性結構不同，他在《果殼中的宇宙》中嘗試了樹狀圖寫法：讀者在了解一些基礎知識後，就可以選擇後面感興趣的內容跳躍式閱讀，而不必按照從前到後的順序依次閱讀。

在《果殼中的宇宙》出版後，霍金在大概10年左右的時間裡沒有重要作品問世，直到2010年，他與列納德·蒙洛迪諾（Leonard Mlodinow）合作了《大設計》（The Grand Design）。這一次，霍金不僅繼續秉承在他的作品中一脈相承的信念，即“存在一族我們能夠發現並理解的合理的定律製約著宇宙”，更試圖去解釋我們理解宇宙的企圖，並在哲學上審視我們觀察宇宙這樣一個行為的意義。

除了這幾部大家比較熟悉的作品外，霍金還出版過其他一些作品。

1993年，《黑洞、嬰兒宇宙及其他》（Black Holes and Baby Universes and other Essays）出版。這是霍金的一本文集，其中收入的文章既包括論述黑洞的科學文章，也包括他對與疾病鬥爭的一些經歷的回憶。

2005年，霍金和列納德·蒙洛迪諾合作出版了《新時間簡史》（A Briefer History of Time）。這可以說是一個簡明版的《時間簡史》，同時增加了《時間簡史》出版後17年間的新成果和新發現。

此外，霍金還曾選編過3部作品。2002年，他作為編者出版了《站在巨人肩頭》（On the Shoulders of Giants）。霍金在書中匯編了哥白尼、伽利略、開普勒、牛頓和愛因斯坦這5位科學巨人的7篇物理學、天文學論文，為他們撰寫了小傳，還加入了自己的5篇文章。霍金以此來表明，自己只有在前人的基礎上才有機會發現宇宙的秘密。

2005年，《上帝創造整數：改變歷史的數學突破》（God Created the Integers: The Mathematical Breakthroughs That Changed History）出版，書名來自數學家利奧波德·克羅內克（Leopold Kronecker）的名言：“上帝創造了整數，剩下的都是人類的工作。”霍金在第一版中選取了2500年來的17位數學家的作品，時間跨度從歐幾裡得到圖靈。在2007年出版的第二版中，他又增加了歐拉、高斯等4位數學家的作品。

2011年，霍金匯編的另一本作品《夢想的材料：最令人震驚的量子物理學論文以及它們如何震撼科學世界》（The Dreams That Stuff Is Made of: The Most Astounding Papers of Quantum Physics and How They Shook the Scientific World）出版。這本書與《站在巨人肩頭》類似，挑選了物理學大師的經典論文，只不過這一次正如書名提示的一樣，霍金把目光集中在量子物理學家的作品，其中包括玻爾、普朗克、海森堡、薛定諤、奧本海默、費曼和玻恩。

終極問答

一年前霍金去世時，他的最後一部作品《十問：霍金沉思錄》（Brief Answers To The Big Questions）尚未完成。在他去世後，他的家人和合作者共同完成了最後的版本並於2018年10月16日正式出版。諾貝爾物理學獎獲得者基普·索恩（Kip Thorne）為霍金的這本遺作撰寫了導語。

在這本書中，霍金嘗試對以下十個重要問題進行回答：上帝存在嗎？一切如何開始？宇宙中存在其他智慧生命嗎？我們能預測未來嗎？黑洞中是什麽？時間旅行可能嗎？我們能在地球上存活嗎？我們應去太空殖民嗎？人工智能會不會超過我們？我們如何塑造未來？

人們一直想要得到大問題的答案。我們來自哪裡？宇宙如何開始？它背後一切的意義和設計是什麽？外太空有人嗎？現在看起來，過去對創生的記敘不太相關且不太可信。它們已經被各種只能被稱為迷信的東西所取代，諸如從“新紀元運動”到《星際爭霸戰》。但真正的科學可能比科幻小說更奇特，也更令人滿意。

我是一名科學家，還是一名對物理學、宇宙學、宇宙和人類未來極為著迷的科學家。父母培養我堅定的好奇心，和我父親一樣，我研究並試圖回答科學向我們提出的許多問題。在我的腦海裡，我一生都在宇宙中旅行。通過理論物理，我試圖回答一些大問題。我曾經一度以為，自己會看到我們所知的物理學的終結，不過現在我認為，在我離開很久很久後，奇妙的發現還會持續產生。我們接近其中一些問題的答案，但我們還沒有到達那裡。

問題是，大多數人都認為真正的科學對他們而言太複雜、太難理解，但我認為並非如此。研究製約宇宙的基本定律需要大量的時間，而大多數人承擔不起；如果所有的人都從事理論物理，世界很快就會停滯不前。但如果將其基本思想以清晰的方式，並且不用方程來呈現，大多數人是可以理解並欣賞的。我相信這是可能的，這也是我喜歡並畢生努力去做的事。

這是一個進行理論物理研究的黃金時代，生逢其時，何其有幸。在過去的50年裡，我們的宇宙圖景發生了很大的變化。如果我對此做出了貢獻，我會很高興。太空時代的偉大啟示之一是它賦予人類有關我們自身的視野。當我們從太空回望地球，我們將人類自身視為一個整體。我們看到了統一，而不是分裂。就是這樣的簡單圖景，它傳遞著撼人的信息：一個星球，一個人類。對我們全球社會面臨的主要挑戰，一些人要求即刻采取行動，我想發聲附和他們。我希望這個事業繼續前進，即使我不再在世上，有權力的人能表現出創造力、勇氣和領導能力。讓他們迎接可持續發展目標的挑戰，並采取行動，不是出於自身利益，而是出於共同利益。我深知時間之珍貴。抓住時機，現在就采取行動。

——《十問：霍金沉思錄》

在這本書中，霍金除了繼續關注黑洞、時空和宇宙外，還以很大的篇幅論述了其他科學話題，包括基因編輯、人工智能和太空移民。從中我們可以看出，他之所以能成為最有影響力的科學家，正是與他對社會問題的關注以及對人類命運的終極關懷有很大的關係。相比於科技發展給人類未來帶來的挑戰，霍金在書中認為氣候變化和核戰爭是對人類更加直接、可怕的威脅。

霍金生前還曾經出版過一本名為《我的簡史》（My Brief History）的回憶錄，他在書中對於自己的個人生活的各個階段都進行了簡要的記錄。雖然其中的一些細節他在接受採訪和一些文章中有過提及，市面上也可以看看林林總總的霍金傳記，但作為唯一一本霍金自己完成的回憶錄，這本書還是在還原霍金的生活與思想方面具有獨特的價值。

此外，霍金還和自己的女兒露西·霍金創作過一套以“喬治”為主角的童書，分別是2007年出版的《喬治的宇宙秘密鑰匙》（George's Secret Key to the Universe）、2009年出版的《喬治的宇宙尋寶記》（George's Cosmic Treasure Hunt）、2011年出版的《喬治和大爆炸》（George and the Big Bang）、2014年出版的《喬治和不可破解的密碼》（George and the Unbreakable Code）以及2016年出版的《喬治和藍月》（George and the Blue Moon）。

霍金的很多作品都值得用不止一篇文章來介紹，因此本文用不長的篇幅梳理他的作品，充其量只能算是一個“霍金作品簡史”（A Brief History of Hawking’s Works）。受製於身體的限制，霍金作品不多，不過在影像和聲音之外，這些作品是霍金留給世界或者說留給學術界之外的大眾的最好的遺產，也為我們在研究霍金的思想和人生時提供了一條連續的線索。

未必每一位讀者都能完全理解霍金作品中的內容，許多內容對於專業人士都很晦澀。但是，每一位希望從中窺探宇宙秘密的讀者，卻都能體會到人類在求索的征程中付出的努力，理解人類可以理解宇宙這本身就是一個奇跡，感受一位與病魔鬥爭半個世紀的科學家的堅定和無畏。

今天是霍金逝世一周年，同時也是愛因斯坦誕辰140周年。霍金出生的日子正好是伽利略逝世300周年。霍金在劍橋大學擔任盧卡斯數學教授長達30年，而牛頓也曾經擔任過這一教職……

這些自然會讓我們把霍金同牛頓、伽利略和愛因斯坦聯繫到一起。而在《時間簡史》的最後部分，霍金正是用3篇短文分別介紹了愛因斯坦、伽利略和牛頓。可以說，科學的進步是站在巨人的肩膀上，霍金如此，霍金之後的科學家們也如此，而我們比霍金幸運的是，得以依靠的巨人又多了一位。

在電影《萬物理論》中扮演霍金的演員埃迪·雷德梅恩（Eddie Redmayne）撰寫了《十問：霍金沉思錄》的前言，其中他引用了奧巴馬的話，對霍金有這樣的祝福：“我希望史蒂芬在燦爛的星空中玩得開心（having fun up there among the stars）”。回顧完霍金的作品，我們掩卷仰望星空，會看到這位“宇宙之王”的笑容的光芒。

附錄：

霍金作品年表（包含著、合著及編，出版時間為英文版首次出版時間）

1973年 《時空的大尺度結構》（與喬治·埃利斯合著）

1988年 《時間簡史》

1993年 《黑洞、嬰兒宇宙及其他》

1996年 《時間簡史（插圖版）》

1996年 《時空的本質》（與羅傑·彭羅斯合著）

2001年 《果殼中的宇宙》

2002年 《站在巨人肩頭》

2005年 《上帝創造整數》

2005年 《新時間簡史》（與列納德·蒙洛迪諾合著）

2010年 《大設計》（與列納德·蒙洛迪諾合著）

2011年 《夢想的材料》

2013年 《我的簡史》

2018年 《十問：霍金沉思錄》

以及童書“喬治的宇宙”系列（與女兒露西·霍金合著）

2007年 《喬治的宇宙秘密鑰匙》

2009年 《喬治的宇宙尋寶記》

2011年 《喬治和大爆炸》

2014年 《喬治和不可破解的密碼》

2016年 《喬治和藍月》

參考資料

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Stephen_Hawking

[2]史蒂芬·霍金. 時間簡史. 長沙：湖南科學技術出版社，2007.

[3]史蒂芬·霍金. 果殼中的宇宙. 長沙：湖南科學技術出版社，2005.

[4]史蒂芬·霍金, 列納德·蒙洛迪諾. 大設計. 長沙：湖南科學技術出版社，2011.

[5]史蒂芬·霍金. 我的簡史. 長沙：湖南科學技術出版社，2014.

[6] Stephen Hawking. Brief Answers to the Big Questions. New York: Bantam Books, 2018.

[7] https://www.space.com/39987-stephen-hawking-best-books.html

[8] https://en.wikipedia.org/wiki/The_Large_Scale_Structure_of_Space-Time

[9] https://en.wikipedia.org/wiki/The_Nature_of_Space_and_Time

[10] https://en.wikipedia.org/wiki/Black_Holes_and_Baby_Universes_and_Other_Essays

[11] https://en.wikipedia.org/wiki/A_Briefer_History_of_Time_(Hawking_and_Mlodinow_book)

[12] https://en.wikipedia.org/wiki/On_the_Shoulders_of_Giants_(book)

[13] https://en.wikipedia.org/wiki/God_Created_the_Integers

[14] https://en.wikipedia.org/wiki/The_Dreams_That_Stuff_Is_Made_Of

[15] https://en.wikipedia.org/wiki/My_Brief_History