史蒂芬·威廉·霍金，1942年1月8日—2018年3月14日，英国剑桥大学著名物理学家，现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。

身残志坚——不管你的境遇如何，你只能全力以赴

我注意过，即便是那些声称一切都是命中注定的而且我们无力改变的人，在过马路之前都会左右看。——史蒂芬·霍金

1942年1月8日，这是霍金出生的日子，十分巧合的是，这一天恰好是伟大的物理学家伽利略逝世300周年的纪念日。他的父母都毕业于世界顶级学府——牛津大学，父亲是热带病专家，母亲侧重于研究哲学、政治和经济。童年时霍金非常喜欢设计一些极为复杂的玩具，据说他曾经用一些废弃用品做出了一台电脑。所有的这一切，都预示着霍金将有一个不凡的人生。17岁时，霍金便以优异的成绩考入牛津大学，从小就对自然充满着好奇的他，选择了攻读自然科学。他很喜欢热闹，善于交际，相对于图书馆，校园舞会和私人派对或许更有吸引力。霍金的机智、幽默和超高的智商，很快就成为一颗颗耀眼的明星，大家都称他为“小爱因斯坦”。

霍金在牛津大学读书的最后一年，他发现自己动作越来越笨拙，时常不知缘由地摔跤。有一次，他还从楼梯上摔下来，头先着地，造成暂时的记忆力轻微丧失。1962年，霍金以第一名的成绩毕业，紧接着转到剑桥攻读博士学位，毕业之后选择留校任教。也就是在剑桥工作的这段时间，状况更加恶化，他的讲话有些含糊不清。父母已经明显发现他有些不对劲，医生诊断其患有肌萎缩性脊髓侧索硬化症，他的神经和肌肉会一直萎缩，直到心脏停止跳动，最多也就还能活三年。飞逝的时间对于他来说，就是生命的倒计时。1963年，他在新年派对上认识了美丽善良的简·怀尔德，她被霍金的风趣幽默与独立性格所吸引，这使霍金重新对生活燃起了希望。

1985年，当霍金拜访欧洲核子研究组织时，感染了严重的肺炎，方案是气管切开术，这手术可以帮助他呼吸，代价是以后就再也不能发声。后来情况越来越严重，也只有三根手指和两只眼睛可以活动。起初，使用“拼写板”用目光拼出字母来交流，后来则使用单个按键的鼠标操作电脑打字，打字后通过语音合成器读出文本。为了让“按键”可以实现“打字”的效果，霍金电脑屏幕上的字母按字母表逐行闪现，用按键确认后。2005年，由于病情逐渐恶化，后来已无法用手按键，团队在他眼镜上安装了红外探测器，用以识别他脸颊一块肌肉的运动，运动一次代表原来的按键一次。

有一次，在学术报告结束之际，一位年轻的女记者捷足跃上讲坛，面对这位已在轮椅上生活了三十余年的科学巨匠，深深景仰之余，又不无悲悯地问：“霍金先生，疾病已将你永远固定在轮椅上，你不认为命运让你失去太多了吗？”这个问题显然有些突兀和尖锐，报告厅内顿时鸦雀无声，一片静谧。霍金的脸庞却依然充满恬静的微笑，他用还能活动的手指，艰难地叩击键盘。随着合成器发出的标准伦敦音，宽大的投影屏上缓慢然而醒目地显示出如下一段文字：“我的手指还能活动，我的大脑还能思考，我有终身追求的理想，有我爱和爱我的亲人和朋友，对了我还有一颗感恩的心。”

霍金辐射——统一物理学三大理论，为何没有获得诺贝尔

我的目标很简单，就是把宇宙整个明白——它为何如此，它为何存在。——史蒂芬·霍金

当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料，这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。如果中子星的总质量超过三倍太阳的质量，科学家猜想，就会再次引发坍缩，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积很小、密度很大的奇点，奇点质量无限大，时空无限弯曲，巨大的引力就使得光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系——以“奇点”为中心的“黑洞”诞生了，黑洞的边界我们称之为“事件视界”，视界内部无法观察。

2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片面世，该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。从理论上来说，只要将一个物体压缩到它的”史瓦西半径”之内，就能够形成一个黑洞。史瓦西半径是任何具有质量的物质都存在的一个临界半径特征值。1916年卡尔·史瓦西首次发现了史瓦西半径的存在。如果想要把太阳压缩成黑洞，它的史瓦西半径约为3千米，如果想要把地球压缩成黑洞，它的史瓦西半径约为9毫米。

1973年，霍金在考察黑洞附近的量子效应的时候，发现黑洞会像天体一样发出辐射。当空间趋向绝对真空时，会凭空产生虚粒子对，两个粒子对撞会消失，这样既不会违反量子力学，也不会违反物质守恒。霍金猜想，如果虚粒子对在黑洞附近形成，由于黑洞的引力场很强，导致配对诞生的正反粒子被扯开，有可能有一个吸入视界，而另一个逃离。逃离的粒子会吸收黑洞的质量，并以热辐射的形式散发出来，在外界看就像黑洞发射粒子一样。这种辐射被命名为“霍金辐射”。黑洞的质量会因此越来越小，直到消失。过程非常缓慢，和太阳质量一样的黑洞需要用大约10年才能蒸发0.0000001%的质量。

在人类物理史上，霍金的科学成就按照道理来说，是绝对不亚于爱因斯坦的。但是为什么霍金并没有获得诺贝尔奖，而爱因斯坦却得到了诺贝尔奖？重要原因就在于诺贝尔奖必须要有实证，而不能只有理论，所以只要黑洞能够找到，或者黑洞里发出的辐射可以被探测到，霍金就会获诺贝尔奖。人类目前所掌握的技术，还不能使我们发现“霍金辐射”的存在。爱因斯坦赢得诺贝尔奖的是光电效应理论，而不是他的相对论。尽管后来的科学家通过模拟声音黑洞，得出了与霍金辐射一致的结果。但是这仍然不是绝对的证据，因为迄今还没有任何人能够观察到发生在真实黑洞中的这种现象。

时光机——时空旅行并不是不可能，但是要具备两个条件

关于时空物理的问题争议，我不敢和我的同事们打赌，因为我怕他们就是透过虫洞跑来的未来人，他们很清楚地明白标准答案。——史蒂芬·霍金

不论是在电影还是小说，经常会提到时光机，可以随意穿梭于任意的时间，这样的时光机真的存在吗？霍金表示，在理论上是可行的，但是需要具备两个条件：虫洞和接近光速的宇宙飞船。关于虫洞，就是我们常说的时空隧道。1916年，由奥地利物理学家路德维希·弗莱姆首次提出这个概念，1930年由爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设的，因此虫洞又称做“爱因斯坦－罗森桥”。理论上，虫洞是连接两个遥远时空的空间隧道，就像是大海里面的漩涡，是无处不在但转瞬即逝的。这些时空漩涡是由星体旋转和引力作用共同造成的。就像漩涡能够让局部水面跟水底离得更近一样，能够让两个相对距离很远的局部空间瞬间离得很近。

霍金强调，“虫洞”就在我们四周，只是小到肉眼无法看见，它们存在于空间与时间的裂缝中。”他指出，宇宙万物非平坦或固体状，贴近观察会发现一切物体均会出现小孔或皱纹，这就是基本的物理法则，而且适用于时间。时间也有细微的裂缝、皱纹及空隙，比分子、原子还细小的空间则被命名为“量子泡沫”，“虫洞”就存在于其中。霍金指出，理论上时光隧道或“虫洞”不只能带着人类前往其他行星，如果虫洞两端位于同一位置，且以时间而非距离间隔，那么宇宙飞船即可飞入，飞出后仍然接近地球，只是进入所谓“遥远的过去”。

如果科学家能够建造速度接近光速的宇宙飞船，那么宇宙飞船必然会因为不能违反光速是最大速限的法则，而导致舱内的时间变慢，就会出现天上一天地上一年的情况，也就相当于飞进未来。霍金举人造卫星为例，指卫星在轨道运行时，由于受地球重力影响较小，卫星上的时间比地上时间稍快。由此，霍金就设想出一艘大型极速宇宙船，可在1秒内加速至时速9.7万公里，6年内加速至光速的99.99%，比史上最快的宇宙船阿波罗10号快2000倍。船上的乘客就是变相飞向未来，作出名副其实的时间旅行。

黑暗森林法则——外星人到底存不存在，真的会消灭我们吗？

当你在凝视深渊时，深渊也在凝视你。——尼采

其实关于宇宙中是否有外星人这个话题，一直都是讨论的热点。其中比较具有代表性的就是费米和霍金，两人持有相反的意见。1950年的一天，诺贝尔奖获得者、物理学家费米在和别人讨论飞碟及外星人的问题时，突然冒出一句：“他们都在哪儿呢？”就是著名的“费米悖论”。从理论上讲，人类能用100万年的时间飞往银河系的各个星球，那么，外星人只要比人类早进化100万年，就应该已经来到地球了。换言之，“费米悖论”表明这样的悖论：A.外星人是存在的——科学推论可以证明，外星人的进化要远早于人类，应该已经来到地球并存在某处。B.外星人是不存在的——迄今，人类并未发现任何有关外星人存在的蛛丝马迹。

霍金在美国探索频道的纪录片《跟随斯蒂芬·霍金进入宇宙》中说，外星人存在的可能性很大，但人类不应主动寻找他们，应尽一切努力避免与他们接触，从而避免黑暗森林打击！这也是刘慈欣《三体》中所提到的理论。“黑暗森林法则”认为：宇宙就是一座黑暗森林，每个文明都是带枪的猎人，如果他发现了别的生命，能做的只有一件事：开枪消灭之。在这片森林中，他人就是地狱，就是永恒的威胁，任何暴露自己存在的生命都将很快被消灭。霍金认为，鉴于外星人可能将地球资源洗劫一空然后扬长而去，人类主动寻求与他们接触“有些太冒险”。