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今天,，非常震驚地得知霍金教授逝世，心情極其悲痛,。我于1997年,、2004年、2005年,、2006年,、2009年都應(yīng)他的邀請(qǐng)?jiān)L問(wèn)劍橋，2012年,、2017年還兩次應(yīng)邀參加他的生日慶典,。盡管每次見(jiàn)面都能覺(jué)察到他身體狀況的變化,，但我們還是希望奇跡能夠在他身上出現(xiàn)，希望他健康長(zhǎng)壽,。雖然對(duì)于任何生命而言,，這一天終究不可避免，但作為他的親友學(xué)生,，總希望還能再去劍橋慶祝他80歲,、 90歲的生日。

我認(rèn)識(shí)霍金教授39年了,，1979年他邀請(qǐng)我到他的廣義相對(duì)論小組當(dāng)高級(jí)訪問(wèn)學(xué)者,。之后在他指導(dǎo)下，我進(jìn)行極早期宇宙的相變泡碰撞的時(shí)空度規(guī)的研究,，獲得博士學(xué)位之后,，他繼續(xù)指導(dǎo)我進(jìn)行量子宇宙學(xué)的研究，并于1985年將我們合作的論文發(fā)表在科學(xué)雜志,。我一生走上科學(xué)的道路得到過(guò)許多前輩的指導(dǎo)幫助,，但霍金的指導(dǎo)最為關(guān)鍵。我深感榮幸,。

霍金的一生如此具有傳奇性,。他出生于伽利略逝世的三百年忌日，并逝世于愛(ài)因斯坦139周年的生日,。上天既然賦予他如此重大的使命，為何又讓他得了這個(gè)不治之癥,，真不知上天為何作如此安排,！

他在科學(xué)上的業(yè)績(jī)，我在另一篇文章中做了一些介紹,。今天我心情非常悲痛,，急忙寫(xiě)下這些文字，表達(dá)自己的極度悲傷,，感激他在學(xué)術(shù)上和其它方面對(duì)我的關(guān)心和幫助,。

霍金這個(gè)偉大的名字，已經(jīng)和哥白尼,、伽利略,、開(kāi)普勒、牛頓,、愛(ài)因斯坦一樣在智慧的星空 ,，發(fā)出永恒的光芒。

1997年,，吳忠超與霍金合影于劍橋

我們從何處來(lái)，我們向何處去,，這是任何生命和文明與生俱來(lái)的最大詰問(wèn),。可惜的是,，生命甚至文明的歷史和宇宙時(shí)空的尺度相比都是微不足道的,。在它們非常可憐的感知中,，時(shí)間似乎是從無(wú)限的過(guò)去向無(wú)限的未來(lái)流逝,，而空間仿佛是向著三維的方向無(wú)限延伸。無(wú)論是屈子的《天問(wèn)》,，還是柳子的《天對(duì)》,，都對(duì)時(shí)間和空間是無(wú)限的還是有限的迷惑不安。在《純粹理性批判》中,，康德將其明晰地表述為二律背反,。

對(duì)于宇宙以及時(shí)間和空間的認(rèn)識(shí)，人類經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的歷史,。

伽利略相對(duì)論的精義是,，在做相對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)的不同參考系中物理定律采取相同的形式；速度失去了絕對(duì)的意義,。牛頓的經(jīng)典力學(xué)和萬(wàn)有引力定律適用于地面萬(wàn)物乃至天體的運(yùn)動(dòng),。牛頓理論在并只在所有的慣性參考系中成立，不同的慣性參考系做相互勻速運(yùn)動(dòng),。

法拉第-麥克斯韋的電磁學(xué)預(yù)言,，電磁波，比如光,，在真空中以恒定的常數(shù)——光速傳播,。這就和伽利略相對(duì)論相沖突,。為了解除這個(gè)沖突，愛(ài)因斯坦提出了狹義相對(duì)論,。在該理論中,，時(shí)間和空間被合并成平坦的四維時(shí)空，而物體的尺度,、同時(shí)性,、時(shí)間間隔都喪失了絕對(duì)性。狹義相對(duì)論的一個(gè)重要推論是能量和質(zhì)量相等同,。

馬赫質(zhì)疑伽利略相對(duì)論和狹義相對(duì)論中慣性系的優(yōu)越性,，他明確排斥旋轉(zhuǎn)的絕對(duì)性。 他認(rèn)為慣性系不是先驗(yàn)的,，它必然和宇宙中的物質(zhì)整體共動(dòng),。愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論極大地發(fā)展了這個(gè)思想。愛(ài)因斯坦認(rèn)為,，萬(wàn)有引力應(yīng)該被體現(xiàn)為時(shí)空的彎曲,，正是物質(zhì)的分布使時(shí)空彎曲，而自由粒子在彎曲時(shí)空中沿著最接近直線的所謂測(cè)地線運(yùn)動(dòng),。

愛(ài)因斯坦把廣義相對(duì)論應(yīng)用于整個(gè)宇宙標(biāo)志著現(xiàn)代宇宙學(xué)的誕生,。為了在廣義相對(duì)論中得到一個(gè)靜態(tài)的宇宙解，他在自己的場(chǎng)方程中引進(jìn)一種反引力,，即所謂的宇宙常數(shù),，因而無(wú)意間錯(cuò)過(guò)了一樁極其重要的預(yù)言：宇宙正在膨脹。

1929年,，哈勃發(fā)表了紅移定律：星系正在飛離我們而去,，其速度與它和我們之間的距離成正比。宇宙學(xué)家一致認(rèn)為,，不是星系在飛離,，而是攜帶星系的空間正在膨脹,。這樣,，如果在時(shí)間上回溯，宇宙在過(guò)去的某一時(shí)期應(yīng)該處于一個(gè)極其緊致的極熱的相,，這個(gè)相就是后來(lái)稱為大爆炸的場(chǎng)景?，F(xiàn)在我們知道，大爆炸發(fā)生在138億年之前,。膨脹宇宙的時(shí)空背景由弗里德曼在1922年發(fā)現(xiàn)的度規(guī)來(lái)描述,。

1948年，伽莫夫等研究了大爆炸場(chǎng)景中的太初核合成,。他認(rèn)為,，早期的宇宙具有極大的物質(zhì)密度和極高的溫度,。在大爆炸后的幾秒鐘，宇宙的物質(zhì)由電子,、質(zhì)子,、中子和它們的反粒子以及輻射組成，在更早的時(shí)刻則完全由基本粒子組成,。

隨著宇宙膨脹,，它逐漸冷卻。在大爆炸后38萬(wàn)年左右,，電子和核子結(jié)合成原子,，其中主要是氫原子，宇宙因而變成透明的,。伽莫夫認(rèn)為,，我們還應(yīng)該能夠觀測(cè)到那個(gè)階段的光子，只是由于宇宙的膨脹引起的巨大紅移,，它們現(xiàn)在變成了只有幾開(kāi)氏度溫度的宇宙微波背景輻射,。1964年，彭齊亞斯和威爾遜意外地發(fā)現(xiàn)了這個(gè)大爆炸的余輝,。目前這個(gè)輻射的溫度被準(zhǔn)確地測(cè)量為2.725開(kāi)氏度,。

弗里德曼時(shí)空度規(guī)的一個(gè)顯著特征是，宇宙起始于一個(gè)尺度為零的奇點(diǎn),。一些前蘇聯(lián)科學(xué)家認(rèn)為,，這種奇性是起因于空間的均勻性和各向同性的假設(shè)，而實(shí)際的宇宙并不具備這樣高的對(duì)稱性,，所以宇宙應(yīng)壓倒性地不具有大爆炸奇點(diǎn),。盡管如此，1970年,，霍金和彭羅斯證明了,，在經(jīng)典廣義相對(duì)論中，在非常合理的物質(zhì)條件下,，宇宙的大爆炸奇點(diǎn)是不可避免的,。經(jīng)典物理和因果性在奇點(diǎn)處都崩潰了。完整的宇宙圖像,，尤其是大爆炸起始的物理圖像,，應(yīng)借助于還未被發(fā)現(xiàn)的量子引力論來(lái)加以描述。

人們可以用已有的物理理論的描述盡可能地逼近大爆炸奇點(diǎn),，直至?xí)r空量子效應(yīng)開(kāi)始顯著地影響宇宙整體的經(jīng)典演化,。但宇宙的行為極端敏感地依賴于它極早期的初始條件。為何現(xiàn)在的宇宙如此平坦,？在早先演化中從未有過(guò)因果接觸的不同方向上微波背景輻射的溫度為何一致,？在極早期宇宙的量子場(chǎng)中,，由于一些鄰近的因果不相關(guān)的多個(gè)區(qū)域在相變時(shí)可能形成單極子，而且它們還應(yīng)存活到今天,。但為何它們從未被觀測(cè)到,？在大爆炸模型中，這三個(gè)所謂的“平性”“視界”和”單極子”問(wèn)題都未能得到解釋,。

固斯和林德等人認(rèn)為,，只要假定在熱大爆炸相之前還存在一個(gè)暴脹相，那時(shí)宇宙的尺度指數(shù)式地快速膨脹,，就可以祛除以上三個(gè)問(wèn)題,。暴脹模型的優(yōu)越性在于，宇宙在暴脹之前的無(wú)規(guī)性都被攤平并被掃到視界之外,，而且宇宙中的結(jié)構(gòu)則純粹地起源于暴脹相的量子場(chǎng)漲落,。霍金首先對(duì)此進(jìn)行計(jì)算,。他和吉本斯意識(shí)到這種漲落和他們?cè)缦妊芯窟^(guò)的宇宙視界的溫度相關(guān)聯(lián),。漲落的標(biāo)量部分將體現(xiàn)在微波背景輻射的溫度變化，它是星系,、星系團(tuán)等宇宙結(jié)構(gòu)的籽,。其張量部分就呈現(xiàn)為太初引力波。在之后的歲月里,，這些計(jì)算得到很大的改善,。標(biāo)量的漲落計(jì)算和觀測(cè)符合得相當(dāng)完美，但太初引力波還未被觀測(cè)到,。

1998年,，珀?duì)栺R特、施密特與里斯發(fā)現(xiàn)了宇宙正在加速膨脹,。人們認(rèn)為,，這種加速是由于所謂的暗能量引起的。通過(guò)天文學(xué)家和宇宙學(xué)家的不懈努力,，人們達(dá)到共識(shí),，宇宙空間是平坦的，宇宙的現(xiàn)有物質(zhì)組成中百分之六十八為暗能量,，通常被認(rèn)為就是宇宙常數(shù),，還有百分之五的可見(jiàn)物質(zhì)和百分之二十七的看不見(jiàn)的暗物質(zhì),。

暴脹模型只能算是一個(gè)半自足的理論模型,。如果我們認(rèn)為宇宙是唯一的、包容一切的,，則宇宙就必須是完全自足的,。作為觀測(cè)者的我們是它的一部分,，此外我們的生命和智慧又是宇宙孕育的，所以宇宙學(xué)的研究極端困難,，也最富有挑戰(zhàn)性,。這比“不識(shí)廬山真面目，只緣身在此山中”要深刻得多,！

宇宙學(xué)的最重要問(wèn)題是它的創(chuàng)生,。這是哲學(xué)、神學(xué)和科學(xué)都極端關(guān)注的問(wèn)題,，亦是各種宗教的《創(chuàng)世紀(jì)》的主題,。宇宙的創(chuàng)生轉(zhuǎn)換成科學(xué)的術(shù)語(yǔ)應(yīng)是“第一推動(dòng)”。是什么在創(chuàng)生時(shí)刻給宇宙擰上發(fā)條,，接著使它遵循著科學(xué)定律演化至今,？

2006年，霍金在天壇

人們嘗試了各種手段來(lái)研究宇宙的“第一推動(dòng)”,，也就是設(shè)定宇宙創(chuàng)生時(shí)刻的邊界條件?；艚鹪?981年于梵蒂岡提出了“無(wú)邊界設(shè)想”：宇宙的邊界條件是它沒(méi)有邊界,！沒(méi)有一種邊界條件比霍金提出的“無(wú)邊界設(shè)想”更為簡(jiǎn)單、更為合理,，也因此而更為美麗,！

“無(wú)邊界設(shè)想”使物理定律不僅制約宇宙的演化，還制約宇宙的創(chuàng)生,，使上帝在宇宙中沒(méi)有存身之處,。宇宙本身是物理定律的實(shí)現(xiàn)。時(shí)空不能外在于宇宙,。這個(gè)思想揭示了宇宙無(wú)中生有的場(chǎng)景?，F(xiàn)在問(wèn)題歸結(jié)為宇宙為什么存在？而存在卻是沒(méi)有定義的,。

霍金曾經(jīng)對(duì)我說(shuō)過(guò),，他對(duì)科學(xué)的最重要貢獻(xiàn)是提出了“無(wú)邊界設(shè)想”，但學(xué)界卻公認(rèn)黑洞物理尤其是霍金輻射是他的最大貢獻(xiàn),?；艚鹫J(rèn)為，這是因?yàn)楹诙次锢硪呀?jīng)被普遍接受,。他提出黑洞輻射理論時(shí),，人們還在爭(zhēng)論黑洞是否存在。現(xiàn)在再也沒(méi)有人懷疑它的存在了,。

黑洞遵循所謂的“無(wú)毛定理”,，它可僅僅由三個(gè)參數(shù)質(zhì)量,、電荷和角動(dòng)量來(lái)描述。因此黑洞就成為極度純粹的研究對(duì)象,。在經(jīng)典物理中,，黑洞的表面即視界是只允許物質(zhì)落進(jìn)去而不能逃逸出來(lái)的單向膜?；艚鹩?970年發(fā)現(xiàn)的黑洞面積不減定律最清晰地體現(xiàn)了這一不可逆的過(guò)程：黑洞的視界面積永遠(yuǎn)不可能減?。划?dāng)多個(gè)黑洞合并時(shí),，其視界面積的總和也是如此,。

人們通常認(rèn)為，所有的不可逆過(guò)程都應(yīng)該由熱力學(xué)第二定律即熵增定律來(lái)制約,。當(dāng)然我們現(xiàn)在知道這和時(shí)間箭頭相關(guān)聯(lián),。自然存在多種時(shí)間箭頭，人們還在探尋究竟何種箭頭最為基本,。在黑洞面積定律發(fā)表后不久,，柏肯斯坦就很自然地將黑洞的視界面積猜測(cè)為黑洞的熵。但在經(jīng)典物理中,，無(wú)物可以從黑洞離開(kāi),，所以它的溫度必須為零；而熱力學(xué)第三定律說(shuō),，零溫度意味著熵根本是零,。這就導(dǎo)致一個(gè)尖銳的矛盾。

1974年,，霍金研究了黑洞時(shí)空背景的量子場(chǎng),。真空充滿了不斷創(chuàng)生不斷湮滅的粒子反粒子對(duì)。在視界附近這些對(duì)的一個(gè)成員可能落進(jìn)黑洞,，而另一個(gè)成員可能也落進(jìn)去,，但也可能飛往無(wú)限遠(yuǎn)處。這些飛離的粒子具有黑體輻射的譜,。在最簡(jiǎn)單的黑洞情形下,，譜的溫度和黑洞的質(zhì)量成反比。這樣隨著黑洞輻射,，黑洞的質(zhì)量降低,，相應(yīng)的溫度升高，輻射加劇,，溫度就變得更高,，如此反復(fù)正反饋，黑洞最終在一次爆炸中消失殆盡。

引力坍縮形成黑洞,，落進(jìn)黑洞的物質(zhì)的信息全部消逝，除了“無(wú)毛定理”的三個(gè)參數(shù)之外,。這就引起了信息丟失問(wèn)題,。這個(gè)問(wèn)題在物理學(xué)界爭(zhēng)論了四十年。最近霍金等人認(rèn)為,，這些信息作為軟毛被編碼到視界上,，因此信息并沒(méi)有丟失。

總之,，黑洞的霍金輻射的場(chǎng)景體現(xiàn)了引力論,、量子論和信息論的一種統(tǒng)一。受黑洞輻射的啟發(fā),，人們提出了引力全息原理,。人們進(jìn)而詰問(wèn)，時(shí)空和信息何者更為基本,。從牛頓,、康德的先驗(yàn)的時(shí)間和空間，到馬赫與宇宙物質(zhì)共動(dòng)的空間,，再到愛(ài)因斯坦與粒子相互作用的時(shí)空,，乃至對(duì)時(shí)空本體論的質(zhì)疑，理性的鋒芒所向披靡,，銳不可擋,。

2006年，吳忠超為霍金在北京的演講作翻譯

霍金對(duì)宇宙學(xué)和黑洞研究的精華被凝聚在這部《時(shí)間簡(jiǎn)史》中,。不少讀者對(duì)這個(gè)書(shū)名有許多疑惑。就沒(méi)有定義而言,，仿佛時(shí)間并不比存在稍好些,，對(duì)于如此沒(méi)有內(nèi)容的時(shí)間，何謂歷史,？其實(shí),，回顧霍金的研究生涯，對(duì)這問(wèn)題就豁然貫通了,。

廣義相對(duì)論的奇性定理的研究使他在早年就已成為耀眼的明星,，黑洞面積定律，尤其是霍金輻射的發(fā)現(xiàn)使他成為當(dāng)代最重要的引力物理學(xué)家,，而“無(wú)邊界設(shè)想”終于祛除了長(zhǎng)期折磨人類文明的“第一推動(dòng)”問(wèn)題,。所有這一切研究都是與時(shí)間的有限無(wú)限、時(shí)間的起始和終結(jié)、實(shí)時(shí)間和虛時(shí)間息息相關(guān),。三十年前可以設(shè)想,，實(shí)際上歷史已經(jīng)證明，如果這本書(shū)直接用宇宙或黑洞做主名,，那么這個(gè)名字早就被磨損了,。因?yàn)榧兇猓貙⒂篮?。?dāng)然,，宇宙和黑洞是最美麗的科學(xué)對(duì)象，否則何以世上最好的頭腦無(wú)怨無(wú)悔地將生命奉獻(xiàn)給它們,！正如音樂(lè)是最純粹的藝術(shù),，宇宙學(xué)是最純粹的科學(xué)。

這部書(shū)被公認(rèn)為近幾十年來(lái)影響最大的科學(xué)著作,，其原因如下：

本書(shū)的主題是認(rèn)識(shí)我們居住其中的宇宙,，這正是生命和文明的最重要的詰問(wèn)。

作者輝煌的學(xué)術(shù)生涯主導(dǎo)著引力物理和宇宙學(xué)前沿的潮流,。

全書(shū)洋溢著創(chuàng)造的激情,，一切從事科學(xué)甚至藝術(shù)的人士都可從中得到靈感。

作者與疾病搏斗的歷史,，體現(xiàn)了人類的堅(jiān)強(qiáng)意志,，無(wú)疑是生命的奇跡。

他以重病之身對(duì)地球上乃至宇宙中的文明命運(yùn)之持續(xù)關(guān)注和思考,，并不時(shí)發(fā)出獨(dú)特聲音,，起到一種無(wú)可替代的社會(huì)活動(dòng)家功能。

上世紀(jì)六十年代,，宇宙學(xué)和天體物理即將轉(zhuǎn)變成科學(xué)主流,，而劍橋是近現(xiàn)代學(xué)術(shù)三個(gè)中心之一（另外兩個(gè)中心是哥廷根和普林斯頓）。劍橋不僅是牛頓經(jīng)典力學(xué)和麥克斯韋電磁學(xué)的發(fā)源地,，也和生物學(xué)兩次最重大的變革相關(guān),，提出進(jìn)化論的達(dá)爾文在此受教育，克里克和華森在此發(fā)現(xiàn)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),。此地群星燦爛,，輝映古今?；艚鹫巧蟼€(gè)世紀(jì)60年代和劍橋的時(shí)空交匯點(diǎn)涌現(xiàn)的歷史人物,。

1980年，霍金被選為劍橋大學(xué)崇高的盧卡斯數(shù)學(xué)教授,，成為牛頓和狄拉克的傳人,。他對(duì)同類的貢獻(xiàn)是這個(gè)星球的驕傲,。

本人有幸在霍金的指導(dǎo)下于1984年初獲得劍橋大學(xué)博士學(xué)位，研究的主題是極早期宇宙相變泡碰撞的時(shí)空度規(guī),。我在博士論文完成后,，跟隨他研究量子宇宙學(xué)。1985年,，霍金和我合作發(fā)表了第一個(gè)宇宙波函數(shù)的數(shù)值解,。1988年2月24日，他致函給我,，授意將其新著《時(shí)間簡(jiǎn)史》譯成中文,，并隨即寄來(lái)了首版書(shū),。同年愚人節(jié)這部英文原著正式在全球發(fā)行,。

上個(gè)世紀(jì)末，神州大地風(fēng)云際會(huì),，長(zhǎng)期封閉的社會(huì)吸納新思想如饑似渴,。三十年來(lái)，此書(shū)對(duì)整個(gè)社會(huì)進(jìn)步的啟蒙推動(dòng)作用,，可與這個(gè)古老國(guó)度近世引進(jìn)的幾部經(jīng)典相媲美,。所有這些都完全出乎人們意料之外。令人欣慰的是,，占全球五分之一的人口得以分享這位不世而出的天才的智慧結(jié)晶,。

《時(shí)間簡(jiǎn)史》中譯本第一版封面