霍金以「宇宙的起源」為題於六月十五日在香港科技大學演說。他對宇宙的看法在一九八八年四月一日(愚人節)出版,名為《時間簡史:從大爆炸到黑洞》(A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes),銷售超過一千萬冊,被翻譯為四十多種文字。全書只載有一條方程式:E=mc2,以及有不少的圖表及模型;雖然全書的表達以扼要簡單為主,卻被譽為「未經閱讀的暢銷著作」。
此書一九九六年更新,加插二百四十多幅彩色插圖並新增蟲洞和時間旅行一章,於一九九八年出十週年紀念版,文字與九六年的相同。後與美國物理學家蒙洛迪諾(Leonard Mlodinow)重寫及更新此書,二○○五年出版為《時間簡史普及版》(A Briefer History of Time),霍金除了堅持以簡潔的原理來解釋重要的概念,務求讓更多讀者明白接受外,更探究未完全開拓的科學領域如弦論(string theory)。
除了以書本外,更可從電子媒體了解霍金。英國廣播有限公司為霍金製作紀錄片及戲劇,曾於二○○四及二○○五年播放。事實上早於一九九七年筆者已於英國觀賞Stephen Hawking's Universe,後由其監製及弟子David Filkin出版成書:Stephen Hawking's Universe: The Cosmos Explained;讀者除了可以購買影碟外,更可從http://www.pbs.org/wnet/hawking/html/home.html免費下載有關資料。
一九七五年霍金發表了一篇令人震驚的論文,表達「黑洞並非那麼黑」的言論,「霍金輻射」(Hawking Radiation)由此誕生。以量子力學研究中的測不準原理(uncertainty principle)說明粒子的位置和速度是不能精確地被發現,「真空」的空間事實不能夠是完全空無一物,而是充滿微小的正反粒子對,具有正、負的能量,同被創立,彼此分離後再回歸一點,同被湮滅。若然黑洞存在,黑洞強大的引力可能只吃掉一個粒子,而另一粒子失掉相滅的對象,反而逃脫黑洞的吞噬,在黑洞之外以輻射的形式逃之夭夭。這樣產生的輻射,就是霍金輻射,故此確立了黑洞不黑的說法。
八十年代霍金與同伴哈特爾(Jim Hartle)提出無邊界宇宙的假設,它的尺度是有限卻是沒有邊界,是完全自足的。空間沒有盡頭,時間沒有開端;宇宙就是這麼存在,是相對地簡單而不需要宇宙肇始的人為假定。
踏入廿一世紀,霍金繼續研究二十世紀物理學兩大支柱的融合,這是愛恩斯坦未達成的心願,正是將大小尺度問題的研究──即是廣義相對論與量子力學──相結合,發展一套能夠解釋各種尺度現象的「萬有理論」(theory of everything)。
霍金進一步探問:如果宇宙是自足、有限卻是沒有邊界,由一個完備的統一理論描述。即使有這個理論存在,那只是一組規則而已,為甚麼宇宙要克服這麼多麻煩以獲取存在?它需要一個造物主嗎?
科學家探問宇宙為何物(what)的理論,以致沒閒暇或是沒興緻探問為甚麼(why)的訴求。霍金這樣總結他的《時間簡史》:「如果我們確實發現了一個完備的理論,它應該及時讓所有人理解。那時我們所有人都能參與討論我們和宇宙為甚麼存在的問題。如果我們找到答案,那將是人類理性的終極勝利──因為那時我們知道了上帝的精神。」
究竟霍金精神可以容納上帝嗎?
(下期續)