黑洞、宇宙-第1部分

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　　这一卷书是我在1976至1992年间所写文章的结集。这些文章范围广泛，其中包括简略自传、科学哲学以及对科学和宇宙中我觉得激动人心的东西的阐释。卷末收入我参与的《沙漠孤岛》会晤节目的脚本。这是英国特殊的传统之一，要求客人想象被抛弃到一座沙漠孤岛上，他或她可以选择八张唱片以供在被拯救之前消磨时光。幸运的是，我不必等待太久即可以返回到文明中来。
　　因为这些文章写作年代跨越了十六年，它们是我当时的知识的反映，我希望我的知识与日俱增，因此我注明了每篇文章的写作日期和场合。由于每篇文章都是自足的，所以某种程度的重复是不可避免的。我已试图减少这种情况，但仍然残留一些。
　　本卷中的许多文章是发言稿。以前我的声音模糊到这种程度，做讲演和学术报告不得不通过另一个人，通常是我的一名能理解我的研究生，他宣读我的讲稿。然而，1985年我动了一次手术后，完全丧失了讲话能力。我在一段时间内没有任何交流手段。后来，人们为我安装了一个计算机系统和高质量的语言合成器。使我惊讶的是，我发现自己成为一位成功的公众演讲家。我喜欢解释科学和回答问题。我知道还有许多改善的余地，但我希望正在改善的过程中。只要读这本书，你就能判断我是否在改善。
　　我不同意这样的观点，说宇宙是神秘的，它是某种人们可有直觉却永远不能完全分析和理解的东西。我觉得，将近四百年前由伽利略创始而由牛顿发扬光大的科学变革证明这种看法是站不住脚的。他们指出，至少宇宙中的某些领域不是为所欲为的，它们被精确的科学定律所制约。之后的岁月里，我们已经把伽利略和牛顿的业绩推广到宇宙中几乎每一领域。我们现在拥有了制约我们日常经验的任何事物的数学定律。我们成功的标志之一便是，我们现在必须耗费几十亿美元建造庞大的机器，用于把粒子加速到这样高的能量，我们尚未知道这么高能量粒子碰撞时会发生什么。在地球上正常情况下不会发生这样高的粒子能量，所以花费大量金钱去研究它们似乎显得有些学究气。但是，它们会发生在早期宇宙中，所以要理解我们和宇宙如何开始，就必须找出在这些能量下会发生什么。
　　我们对于宇宙还有大量无知或不解之处。但是我们过去尤其是一百年内所取得的进步，足以使人相信，我们能够完全理解宇宙。我们不会永远在黑暗中摸索。我们会在宇宙的完整理论上取得突破。在那种情形下，我们就真正成为宇宙的主宰。
　　本卷中的科学文章是基于这样的信念，即宇宙由秩序所制约，我们现在能部分地，而且在不太远的将来能完全地理解这种秩序。也许这种希望只不过是海市蜃楼；也许根本就没有终极理论，而且即便有我们也找不到。但是努力寻求完整的理解总比对人类精神的绝望要好得多。

史蒂芬·霍金

一、童年＇1＇
　　我出生于1942年1月8日，这一天刚好是伽利略的三百年忌日。我估计大约有二十万个婴儿在同日诞生。我不知道他们中是否有人在长大后对天文学感兴趣。虽然我的父母当时住在伦敦，但我却是在牛津出生的。这是由于第二次世界大战之时德国承诺不轰炸牛津和剑桥，所以当时牛津是个安全的出生地。英国亦以不轰炸海德堡和哥廷根作为回报。可惜的是，英德两国这类文明的协议却不能惠及更多的城市。
　　＇1＇作者注：这篇和下一篇文章是基于1987年9月在苏黎士对国际运动神经细胞病学学会的发言，并和1991年8月写的材料相合并。
　　我父亲是约克郡人。他的祖父，也就是我的曾祖父曾是一个富裕的农民。他曾买下太多的农场，并在本世纪初农业大萧条时宣告破产。这次破产使我祖父母一蹶不振，但是他们仍然节衣缩食送我父亲念了牛津的医学院。之后，我父亲从事热带病研究。1937年他去了东非。第二次世界大战爆发时，他正在东非，他横贯非洲大陆才得以搭船回到英国。回到英国后，尽管他知道他在医学界作研究更有价值，他仍然自愿入伍了。
　　我母亲生于苏格兰的格拉斯哥，是一位家庭医生的七个孩子中的老二。在我母亲十二岁那年，他们举家迁往南方的德汶。像我父亲的家一样，她的家也从未大富大贵过。尽管如此，他们还是设法送她念了牛津大学。牛津毕业后，我母亲从小过各种各样的职业，其中包括她挺讨厌的查税员工作。后来她辞去了这个工作做了秘书。也就是这个工作使我父母得以在第二次世界大战初期相识。
　　我们家住在伦敦以北的海格特。我的妹妹玛丽比我晚出生十八个月。后来大人告诉我说，当时我不欢迎她的来临。由于我们之间年龄相差太少，所以我们在整个童年期间关系都有一点紧张。然而，在我们成年之后，由于各奔前程，相互之间的不愉快就化为乌有。她成了一名医生，这很讨我父亲欢心。我的更小的妹妹菲利珀出生时，我已快满五周岁，并且知道发生了什么事情。我还能记得，我盼望她的到来，这样我们三个人好在一道作游戏。她是一名非常深沉颖悟的小孩。我总是尊重她的判断和意见。我的弟弟爱德华来得很晚，那时我已十四岁了，所以他几乎根本没有进入过我的童年。他和其他三个小孩非常不同，成为完全非学术性和非知识型的了。这对我们也许是件好事。他是名相当淘气的孩子，但是你不能不喜欢他。
　　我最早的记忆是站在海格特的拜伦宫的托儿所里嚎啕大哭。我周围的小孩都在玩似乎非常美妙的玩具。我想参加进去，但是我才两岁半，这是第一回我被放到不认识的人群当中去。我是父母的第一个小孩，我父母遵循育婴手册的说法，小孩在两岁时必须开始社交。所以我想我的反应一定使他们十分惊讶。度过这么糟糕的上午后，他们即把我带走，一年半之内再也没有把我送回到拜伦宫。
　　那正是世界大战结束不久，海格特是许多科学家和学术界人士的住处。他们如果在其他国家就会被称作知识分子，但是英国从未承认有过任何知识分子。所有这些人都把孩子送到拜伦宫学校，这是一所当时非常先进的学校。我记得自己曾向父母亲报怨过，说他们没有教我任何东西。他们不相信当时接受的填鸭式教学法，你必须在不知不觉之中学会阅读。最终我是学会了阅读，那是直到八岁的相当晚的年龄。我的妹妹菲利珀是用更方便的方法被教会阅读的，四岁时就会阅读了。那时候，她一定比我能干。
　　我们住在一幢又高又窄的维多利亚式的房子里。这是我父母亲在战时以非常廉价买下的，那时所有人都认为伦敦会被炸平。事实上，一枚V－2火箭在离开我们几幢房子处着地。当时我和母亲以及妹妹都不在，而我的父亲在房子里。幸运的是，他没有受伤，房子也未受重创。有好几年的时间路上一直遗留有一个大弹坑，我经常和我的朋友霍佛在里面玩，他家和我隔三个门。霍佛无异为我揭开了一个新天地，因为他的父母不是知识分子，不像我所认识的其他小孩父母那样。他上公立学校，而不是拜伦宫，他通晓足球和拳击，这些都是我父母坚决禁止的。
　　另一个最早的回忆是得到玩具火车。战时不制造玩具，至少不对国内市场。但是，我对模型火车极其着迷。我父亲为我做了一列木头火车，这并不使我满足，因为我要一列会开动的。所以我父亲搞到一列二手货的带发条的火车，焊好后给我作为圣诞礼物，那时我快满三岁了。那火车不能很好行驶。战事刚结束我父亲就去了美国，在乘〃玛丽皇后〃的归途中，他为我母亲买了一些尼龙，当时在英国得不到尼龙。他给我妹妹玛丽买回一个玩具娃娃，这个玩具娃娃一躺下就把眼睛闭上。他为我买了一列美国火车，还带有排障器和8字型的轨道。我尚能记得自己在打开盒子时的激动之情。
　　发条火车似乎是尽善尽美了，但是我真正想要的是电动火车。我经常花好几个钟头观看海格特附近的模型铁路俱乐部展览。电动火车是我梦寐以求的东西。最后，当我父母亲都不在的时候，我把存在邮局银行的非常有限的钱全部取出，这是大家在特殊场合譬如讲我受洗礼时给我的。我用这些钱买了一列电动火车，但使人非常沮丧的是，它运行得不怎么好。今天我们知道了顾客的权益。我应该把它送回，要求商店或者厂家换一列。但是在那个时候，人们以为买东西便是一种特权，如果商品有毛病的话，就只能怪你运气欠佳。这样我花钱买了电动马达，它却从未正常工作过。
　　后来，我在十几岁时制作了模型飞机和轮船。我的手工从来就不灵巧，这是和我的学友约翰·马克连纳汉合作的。他比我能干得多；而且他父亲在家里有一个车间。我的目标总是建造我能控制的可以开动的模型。我不在乎其外观如何。我想正是同样的冲动驱使我和另外一位学友罗杰·费尼霍弗去发明一系列非常复杂的游戏。有一种制作游戏，还包括制造不同颜色零件的工厂，运载产品的公路铁路以及股票市场。有一种战争游戏是在有四千个方格的纸板上玩的。甚至还有一种封建游戏，每一个参与者都是一个带有家谱的皇朝。我想这些游戏以及火车、轮船和飞机都来自于探究事物并且进而进行控制的要求。从我开始攻读博士之后，这种渴求在宇宙论研究中才得到满足。
　　1950年我父亲工作的地点从海格特附近的汉姆斯达德迁到伦敦北界的碾坊山新建的国立药物研究所。看来迁到伦敦郊区再通勤到城里比从海格特向外面通勤更方便些。我父母亲因此在教堂城圣阿尔班斯购买了一幢房子，大约在碾坊山以北十英里以及伦敦以北二十英里的地方；这是一幢颇为典雅颇具特色的巨大的维多利亚时代的房子。我父母买房子时手头并不富裕，所以在我们迁进去之前要做许多修缮。此后我的父亲正如同他的约克郡老乡一样，再也不愿花钱作任何修缮。他自己尽量地维护并油漆房子，但是房子太大而且他又不擅长此道。然而，房子建得很稳固，所以能经受得了多年失修。1985年我父亲病得很重时（他死于1986年），我父母亲把它卖掉了。我最近还看到它。似乎从那时以后就没有整修过，但是看起来却没有什么改变。
　　这幢房子是为带仆人的家庭设计的。在食物室里有一块指示板，上面可以显示哪个房间在按铃。我们当然雇不起佣人，我的第一个卧室是L形状的，大概以前是佣人的房间。我的表姐萨拉建议我要这个房间，她比我稍大些，我非常赞赏她。她说我们在那里会很开心。这间房子的一个吸引人之处是，可以从窗户爬到外面的自行车库的房顶上，然后再回到地面上来。
　　萨拉是我母亲的姐姐詹尼特的女儿。我的姨妈是一名医生，她机一名心理分析家结了婚。他们住在哈本顿的一幢相似的房子里，那是再往北五英里的一个村庄。他们是我们搬到圣阿尔班斯的一个原因。使我得以接近萨拉真是个大奖赏。我时常乘公共汽车去哈本顿。圣阿尔班斯本身紧临罗马人古城委鲁拉明的遗址，它是除了伦敦以外的罗马人在英国的最重要驻地。中世纪时这儿有英国最富有的寺院。这个城市是围绕着圣阿尔班斯的陵墓建筑起来的，他是一名罗马军官，据说是第一个在英国因信仰耶稣而被处死的人。寺院残留下的只是非常大且相当丑陋的教堂以及老寺院正门的建筑物，后者成为圣阿尔班斯学校的一部分，我后来就在这里上学。
　　圣阿尔班斯和海格特或哈本顿相比较是有点枯燥而保守的地方。我父母亲在这里几乎没有朋友。这应该部分怪他们自己，因为他们尤其是我父亲天性孤癖。但是这也反映了这儿的居民是不同的，我的圣阿尔班斯同学的父母中几乎完全没有知识分子。
　　我们家在海格特显得是相当正常，而在圣阿尔班斯一定被认为是怪异的。这种看法因为我父亲的行为而得到加强，他只要能省钱就根本不在乎外表。在他年幼时家境曾经非常穷困，这给他留下终身的印象。他不能忍受为了自身的舒服而花钱，甚至直到晚年他有能力这么做时也是如此。他拒绝安装中心取暖系统，尽管他觉得非常冷。他宁愿穿几件毛衣并在他通常衣服之外再罩上一件睡衣，但是他对他人却非常慷慨。
　　在本世纪五十年代他觉得买不起新车，所以就购买了一辆战前的伦敦的出租车，他和我用波纹金属板建成一座车房。邻居被激怒了，但是他们无法阻止我们。我和多数孩子一样需要群体活动，但是我为父母亲感到难为情。而他们却从未为此担心过。
　　当我第一次到圣阿尔班斯时，我被送到女子高级学校去，这个学校也收十岁以下的男孩。我在那里上了一学期之后，我父亲又要进行几乎一年一度的非洲走访。这一回需要大约四个月的相当长的时间。我母亲不想被留下这么长时间，这样她就带着我的两个妹妹和我去看望她的学友贝瑞尔，贝瑞尔是诗人罗伯特·格雷夫斯的妻子。他们住在西班牙的马约嘉岛上的叫德雅的村庄上。这是战后才五年的事，曾与希特勒和莫索里尼同盟的西班牙的独裁者佛朗西斯科·佛朗哥尚在台上。（事实上，之后他仍掌了二十多年的权。）尽管如此，曾在战前参加过共产主义青年团的我的母亲，挽带着这三个子女乘轮船火车抵达马约嘉。我们在德雅租了一幢房子，度过了快乐的时光。我和罗伯特的儿子威廉共有一位导师。这位导师是罗伯特的门徒，他对为爱丁堡戏剧节写剧本比对教导我们更感兴趣。所以他每天布置我们阅读一章《圣经》并要求依此作一篇文章。他的想法是教我们英国语言的美。在我离开之前我们学完了全部《创世记》和《出埃及记》的部分。我从这儿学到的一件主要东西便是造句时不用〃还有〃起头。我指出在《圣经》中多数文章都以〃还有〃起头的，但是据我所知英文从詹姆士王之后即改变了。我争辩道，如果情形如此，为何强迫我们念《圣经》？但这一切都是徒劳的。那时候罗伯特·格雷夫斯十分沉迷于《圣经》的象征主义和神秘主义。
　　当我们从马约嘉回来后，我又在另一所学校上了一年，然后我参加了所谓的十一加考试。这是那时一种对所有要获取国家教育的孩子进行的智力试验。主要是因为一些中产阶级的孩子通不过并被送进非学术性的学校，所以现在这种试验已被取消。但是我的表现在试验中比在课程中要优异得多，所以就通过了十一加并允许在圣阿尔班斯学校免费就读。
　　我十三岁时父亲要我去考西敏学校，这是一所主要的付费住校的——那也就是说私立的学校。那时候的教育在阶级划分上有很深的鸿沟。父亲觉得，由于他缺乏权势，使得许多能力不如却门第更高贵的人爬到他前面去。因为我父母不甚富裕，所以我必须获得奖学金。然而，由于我在奖学金考试时生病，所以未能参加。我只好留在圣阿尔班斯学校。我在那里受到的教育至少和西敏学校一样好。我从未觉得自己的出身的平凡成为人生的障碍。
　　那时的英国教育是等级森严的。学校不但被分成学术的和非学术的，而且学术学校还分成A、B和C等。这对A等的学生非常有利，对B等的学生就不怎么有利，而对不受鼓励的C等学生则非常不利。我因为十