霍金

（1942-）

1942年1月8日，霍金出生于英国牛津。这一天正是伟大的物理學家、天文学家伽利略300年前阖然长逝的日子。伽利略是最先提出了惯性定律原理（一切物体在不受外力作用时都市保持原来的运动状态）的人，厥后牛顿系统地归纳了这个定律（因今后人也叫它“牛顿第一定律”），使之成为一切力学定律的基石。爱因斯坦提出狭义相对论和广义相对论，彻底改变了人类的时空看法。霍金的成就与这几位前辈相比又如何呢？他有资格跻身科学名人堂吗？让我们从他在学术界的第一次亮相看起：
　　1970年，28岁的霍金和彭罗斯（R. Penrose）相助，证明了“奇点定理”：在一定条件下，凭据广义相对论，宇宙大爆炸一定从一个“奇点”开始。为此，他们配合获得1988年的沃尔夫物理奖。
　　霍金的貢獻——對黑洞性質的研究和提出量子引力論——論重要水平雖趕不上牛頓的萬有引力定律和愛因斯坦的兩個相對論，但是足以爲他在科學名人堂中留下一席之地。尤其是他的量子引力論，整合了現代物理學的兩大領域，自成體系，使他能與創立分子生物學（生物學與量子力學的乐成結合）的科學家平起平坐。
　　在霍金之前，所有的宇宙理論都以廣義相對論爲基礎，但是只有霍金發現並證明了廣義相對論只是一個不完全的理論，它不能告訴我們宇宙起源的細節。因爲根據廣義相對論得出的結論，所有的物理理論（包罗它自己在內）都將在宇宙的開端處失效。顯然，廣義相對論只是一個不完全的“部门”理論，所以奇點定理真正所顯示的是，在極早期宇宙中有過一個時刻，那時宇宙是如此之小，以至于人們不得不考慮用20世紀另一個偉大的“部门”理論——專門描述微觀世界的量子力學——來研究它。霍金和他的搭檔被迫從對極其巨大範圍的理論研究轉到對極其微小範圍的理論研究。
　　恰好有這樣一種可能存在的微型天體可作爲研究對象。正如霍金後來回憶的：“研究黑洞的性質，有助于我們同時理解大爆炸奇點，因爲他們之間實在是太相似了。”于是他開始潛心研究黑洞問題。
　　1971年，霍金指出，宇宙大爆炸時間可能産生像質子那麽小（半徑10-13厘米）的重約十億噸的“太初黑洞”，它們的壽命大約和宇宙年齡相同。
　　1973年霍金、卡特尔（B. Carter）等人严格证明了“黑洞无毛定理”：“无论什么样的黑洞，其最终性质仅由几个物理量（质量、角动量、电荷）惟一确定”。即当黑洞形成之后，只剩下这三个不能变为电磁辐射的守恒量，其他一切信息（“毛发”）都丧失了。“黑洞”的命名者惠勒（J.A. Wheeler）戏称这特性为“黑洞无毛”。