霍金以「宇宙的起源」为题于六月十五日在香港科技大学演说。他对宇宙的看法在一九八八年四月一日(愚人节)出版,名为《时间简史:从大爆炸到黑洞》(A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes),销售超过一千万册,被翻译为四十多种文字。全书只载有一条方程式:E=mc2,以及有不少的图表及模型;虽然全书的表达以扼要简单为主,却被誉为「未经阅读的畅销着作」。
此书一九九六年更新,加插二百四十多幅彩色插图并新增虫洞和时间旅行一章,于一九九八年出十周年纪念版,文字与九六年的相同。后与美国物理学家蒙洛迪诺(Leonard Mlodinow)重写及更新此书,二○○五年出版为《时间简史普及版》(A Briefer History of Time),霍金除了坚持以简洁的原理来解释重要的概念,务求让更多读者明白接受外,更探究未完全开拓的科学领域如弦论(string theory)。
除了以书本外,更可从电子媒体了解霍金。英国广播有限公司为霍金制作纪录片及戏剧,曾于二○○四及二○○五年播放。事实上早于一九九七年笔者已于英国观赏Stephen Hawking's Universe,后由其监制及弟子David Filkin出版成书:Stephen Hawking's Universe: The Cosmos Explained;读者除了可以购买影碟外,更可从http://www.pbs.org/wnet/hawking/html/home.html免费下载有关资料。
一九七五年霍金发表了一篇令人震惊的论文,表达「黑洞并非那么黑」的言论,「霍金辐射」(Hawking Radiation)由此诞生。以量子力学研究中的测不准原理(uncertainty principle)说明粒子的位置和速度是不能精确地被发现,「真空」的空间事实不能够是完全空无一物,而是充满微小的正反粒子对,具有正、负的能量,同被创立,彼此分离后再回归一点,同被湮灭。若然黑洞存在,黑洞强大的引力可能只吃掉一个粒子,而另一粒子失掉相灭的对象,反而逃脱黑洞的吞噬,在黑洞之外以辐射的形式逃之夭夭。这样产生的辐射,就是霍金辐射,故此确立了黑洞不黑的说法。
八十年代霍金与同伴哈特尔(Jim Hartle)提出无边界宇宙的假设,它的尺度是有限却是没有边界,是完全自足的。空间没有尽头,时间没有开端;宇宙就是这么存在,是相对地简单而不需要宇宙肇始的人为假定。
踏入廿一世纪,霍金继续研究二十世纪物理学两大支柱的融合,这是爱恩斯坦未达成的心愿,正是将大小尺度问题的研究──即是广义相对论与量子力学──相结合,发展一套能够解释各种尺度现象的「万有理论」(theory of everything)。
霍金进一步探问:如果宇宙是自足、有限却是没有边界,由一个完备的统一理论描述。即使有这个理论存在,那只是一组规则而已,为什么宇宙要克服这么多麻烦以获取存在?它需要一个造物主吗?
科学家探问宇宙为何物(what)的理论,以致没閒暇或是没兴致探问为什么(why)的诉求。霍金这样总结他的《时间简史》:「如果我们确实发现了一个完备的理论,它应该及时让所有人理解。那时我们所有人都能参与讨论我们和宇宙为什么存在的问题。如果我们找到答案,那将是人类理性的终极胜利──因为那时我们知道了上帝的精神。」
究竟霍金精神可以容纳上帝吗?
(下期续)