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第1章 我父亲是在约克郡长大的

《时间简史续编》

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时间简史续编前言

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我写《时间简史》时最主要的目的,是要告诉大家在理解制约宇宙的定律方面当代最新的进展。如果能用一种简单的方式而且不用方程式来解释这些基本观念,我想别人也会感到和我一样的兴奋和赞叹。我听说,每用一道方程式都会使书的销售数目减半。但是这没有关系。如果你要做统计就必须用到方程式,不过这些是数学枯燥的部分。大多数有趣的观念用文字或图画就能表达了。

我当然希望该书会成功并可获得适量的金钱。我在1982年开始写此书时,是想为我女儿的学费作些筹备。然而我从未想到这本书会这么成功。从1988年4月愚人节首版以来,此书已在世界各地被翻译成30种文字,并出售了大约0万册。这也就是说,在全世界平均每900名男女老幼就拥有一册。为什么所有这些人都要买它呢?有许多人试图解释这种现象。有些意见认为,人们买这本书,但是实际上并不读,懂的人就更少了。有人认为他们只是要让人家看到他们有这本书,或者又有人认为他们以拥有该书而感到自我安慰,因为不必努力阅读就能拥有知识。

也许我不是客观的仲裁者,但是我认为这不是全部真象。不管我到全世界的任何地方旅行,人们总会上前来告诉我,他们是如何地欣赏这本书。这些人都是一般人,不是爱赶时髦的那种人或是科学怪人。他们之中大多数似乎都读过这本书,有些人还读了许多遍。他们也许不能理解所读的每一处细节。如果他们能的话,就已经有资格开始攻读理论物理的博士学位了。但是,我希望他们感到和一些重大的物理问题之间并没有隔阂,而且如果他们努力—下就能理解得更多。我认为有些批评者过于自命不凡,贬低了一般大众。这些批评者自以为非常聪明,如果连他们都不能完全理解我的书,则凡人就更没指望了。

对于一本书而言,虽然销售550万册是伟大的成功,但仍然只触及一小部分人类。电影和电视才是接触更广大读者的唯一途径。这就是在本书初版六个月后,高登·弗利曼找我来拍一部电影时,我也就欣然接受的原因。我曾想象这部影片会是几乎全关科学并附大量图解的记录影片。然而,当他们开始制作时,整部影片像是变成全部有关我的生平的传记,而很少涉及科学。当我表示不满时,他们告诉我,你心目中的这类电影只能吸引少数人。为了吸引广大观众,必须把科学和你生平结合在一起。我半信半疑。我以为这只是一个借口用来达到拍摄传记片的目的,这是我早先曾否决过的事情。和导演埃洛尔·莫雷斯共事的经验使我信服;在电影界他算是凤毛麟角的相当正直的人。如果有任何人选能制作一部人人想看而又不失原书宗旨的电影,则非他莫属。

这本《时间简史续编》是为了提供背景知识给原书的读者或这部影片的观众。这本书比影片容纳了更多的资料,并包含影片中的照片和影片中科学思想的阐释。此书是原书之电影之书。我不知道,他们是否在计划一部原书之电影之书之电影。

史蒂芬·霍金

一九九二年一月剑桥

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宇宙学是当代发展最神速的尖端科学前沿之一。人类对宇宙的关注可以追溯到文明的开端,而人们对宇宙的神秘感可以说是与生俱来。霍金的《时间简史》在全世界受欢迎的程度便是最有力的证明。

当代宇宙学家经过十年的努力,建立了量子宇宙学的新学科。霍金和他的合作者提出的宇宙无边界设想是它的一块基石。它在双重意义上回应了宇宙学的挑战。第一,宇宙是包容一切的,在它的外面不能有任何东西,甚至应该说,它没有外面。第二,宇宙是唯一的,它不是可以任意赋予初始条件或边界条件的一般系统。宇宙的演化服从科学定律表明理论的自洽性,而宇宙的无边界性表明理论的自足性。

霍金和彭罗斯的奇性定理表明只能用量子物理来描述宇宙。宇宙的波函数可以避免空间———时间奇性。时间概念在宇宙之外没有任何意义,而在宇宙的开端遭受剧烈的改变。为了排斥宇宙之外存在观察者的需要,人们还必须在量子物理中用离折过程来取代半个世纪以来沿用的哥本哈根解释。宇宙学历来是孕育新观念和新思想的摇篮,它的每一个新成果都会对人类的传统产生震撼,这种现象将会贯穿于人类文明的整个过程。宇宙学当前面临的最大问题是宇宙的存在性。

作为宇宙学不可争议的权威,霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者,影片《时间简史》和本书《时间简史续编》正由此应.运而生。对于非科学专业的读者,这是享受人类文明成果的好机会。而对于各领域的专家,本书无疑是他们宝贵灵感的源泉之一。这就是我们翻译本书的初衷。

胡小明吴忠超

一九九二年四月二十五日

佛罗里达州罗德岱堡

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1942年1月,在法兰克和伊莎贝尔?霍金的第一个孩子即将降生之际,纳粹空军正狂轰滥炸英格兰的城市。伦敦遭受到几乎夜夜不停的空袭。这迫使霍金一家,为了使他们的孩子能在一块安全乐土上诞生,搬离海格特的家园,而迁到牛津避难。

他们在孩子史蒂芬诞生后又回到了伦敦,一直在那里住到1950年。后来他们搬到伦敦北部二十英里的教堂城——圣阿尔班斯,在那里把史蒂芬、玛丽(出生于1943年)、费利珀(1946年)和爱德华(1955年)哺养长大。

伊莎贝尔?霍金伊莎贝尔?霍金是史蒂芬?霍金的母亲,她已年近八十。史蒂芬的外祖母生了七个孩子,祖母连史蒂芬的父亲法兰克?霍金一共生了五个。在霍金家族的最后一次团聚中共有八十三名成员出席。法兰克?霍金于1986年去世,他是国立药物研究所的医生兼热带病生物学家。1930年代,伊莎贝尔在牛津研究哲学、政治和经济学。

我们非常幸运,实在非常幸运——我是指我们一家,包括史蒂芬和每一个人。

人人都饱受灾难,但重要的是我们活了下来,而有些人却从此音讯杳然。

飞行中的炸弹是非常恐怖的。它们在天空吱吱作响,突然间沉寂了下来。这时你就开始估算它花多长时间落下。我忘记了这个时间的长短。倘若你听到爆炸声,你就意识到没被炸着,便可以安然无恙地回家吃饭或做点别的。

所以,我们决定史蒂芬最好是在牛津出世。我在产前一周就到了牛津。我们先去找一个旅馆,但是他们说:“你随时都可能生产,所以不能待在这里。”所以我必须搬到医院去。我在医院时,作了一些工作,而且得到一张书券,所以就去布勒克威尔书店买了一本星象图。

我的小姑说:“你做这件事情真是未卜先知。”

史蒂芬?霍金我出生于1942年1月8日,刚好是伽利略逝世三百周年后的同一天。然而,我估计了一下,大约有二十万个婴儿在同一天诞生,不知道其中有没有后来对天文学感兴趣的人。

尽管我的父母亲在伦敦生活,我却是在牛津诞生的。这是因为牛津在战时是个出生的好地方:德国人同意不轰炸牛津和剑桥,英国以不轰炸海德堡和哥廷根作为回报。可惜的是,这类文明的措施不能扩及更大的范围。

我父亲是在约克郡长大的。他的父母在本世纪初破产了,但还是设法把他送到牛津学医。我母亲在苏格兰格拉斯哥诞生,和我父亲的家庭一样并不富裕。尽管如此,他们还是把她送到了牛津。

在牛津学习结束后,她做过各式各样的事,包括她所不喜欢的查税员,之后又放弃这差事去做秘书。这就是她在战争早期邂逅我父亲的缘由。

我是相当正常的小男孩,很慢才学会阅读,但对事物的来龙去脉却非常有兴趣。

在校的成绩从未在中等以上(这是一所精英学校)。我十二岁时,一位朋友跟另一位朋友用一袋糖果打赌,说我永远不可能成材。我不知道这个赌的输赢是否已被敲定。如果是,究竟是哪一方赢了?

珍娜?韩福瑞珍娜?韩福瑞受过一般医学和精神病学的训练,现为一位开业的弗洛伊德分析专家。她的父亲约翰和史蒂芬?霍金的父亲在同一研究所工作。当西蒙?汉弗莱和史蒂芬?霍金在海格特同一所小学上学时,汉弗莱一家认识了霍金一家。1959年当霍金一家的其他人都到印度生活时,由于史蒂芬在上圣阿尔班斯学校,所以在汉弗莱家住了一年。

我的第一个记忆是伊莎贝尔沿着北路推着一辆相当陈旧的摇篮车,里面躺着史蒂芬和玛丽。因为这两个小孩有很大的头和粉红色的脸颊,所以显得非常大,非常引人注目。他们的一切和常人看起来都不一样。

伊莎贝尔?霍金史蒂芬在某些方面肯定是非常能干的,但不是所有方面。他相当晚才学会阅读;他妹妹就快得多。但他总是很多话;他也非常富有想象力,在这方面比数学方面发展得更快。他喜欢音乐和演戏。有一件事他记得最清楚,我们带他去看过班杰明?布莱顿的《让我们演歌剧》的首演。我想因为史蒂芬相当懒惰,加上他又有许多自己爱做的事,所以从未在音乐方面有过任何发展。

基本上他们只不过是孩子,我们比较注意的是我丈夫的才干而不是史蒂芬的。

尽管如此,史蒂芬一开始就是个自学者。如果他不想学什么东西则多半是他不需要。

他大体上像是一张吸墨纸,把什么都吸收进去。我们经常把他和妹妹带到南肯辛顿的博物馆去。我把他留在科学博物馆,把玛丽留在自然历史博物馆。费利珀从小就非常爱艺术,我就把她带到维多利亚和阿尔伯特博物馆。因为她这么小,我就和她待在一起,而让其他的孩子去逛。他们没有任何人想到另外的博物馆去,他们根本就不一样。

史蒂芬从未受到他父亲工作的影响;他对生物学从来就毫无兴趣,他不要宠物。

他从小就爱制造东西、想东西并且非常多话。

玛丽?霍金玛丽?霍金比她哥哥史蒂芬小十八个月,在伦敦的圣?巴兹学习医学,现在是丹斯特布尔的全科开业医生。

史蒂芬曾计算过,共有十一种进屋子的方法。我只能找到其中十种,迄今仍然不知道这第十一种是什么。屋子的北边是一间自行车库房,前后面各有一扇门。在这上面是一扇通到l形状房间的窗户。你可以在前面绕过一个角落爬到屋顶上去,而从那一层你可以爬到主屋顶上去。我想这儿是史蒂芬进屋的方法之一,正如我说过的,他是比我强得多的攀登者。我们不清楚哪里还有其他的方法。它们不可能是门廊的上方。这个门廊在当时都已经相当腐朽了,上面有许多玻璃。门后面是温室,它即使在那时候就已经倒塌了。每次刮风的时候总有一些玻璃片落下来。

爱德华?霍金爱德华?霍金比他的哥哥史蒂芬几乎小十四岁。他在伦敦北部大约三十英里处的卢顿开一间小建筑行。

这房子令人印象最深的是篱笆。我曾好几次说服父亲把它拉倒而让矮树长大,但是他坚持要修补这个篱笆。他不愿意花任何钱,而是东拼西凑地到处拣到一些木条,就把它们钉上去。

我把朋友带到家里时总有点难为情。前门曾经一度显得非常优雅。上面的有些彩色玻璃已经破碎。他通常不去更换这些玻璃,而是用填充品或粘土拼拼凑凑涂涂抹抹。墙纸虽然华丽,却也够令人难为情的。天才晓得它贴在那里有多久了。

这是一幢非常大的、阴暗的房子。它就像闹鬼似地那么恐怖。我在冬天早晨醒来时,房间里结满了厚霜。家里有一台不能正常工作的散热器,它被大厅里的一台储热器所取代。所有卧室都有火炉,在每间房里都生火当然是不实际的,所以我们只在楼下生火。

这整幢房子也许有点像大怪物。但是你知道,不管怎么说,因为这是我们的家,所以我们喜欢它。

伊莎贝尔?霍金在圣诞节期间,我们通常去看童话剧。有一回他们演《阿拉丁》。其中有阿拉丁的宫殿魔术般升天的一幕。

我们离开戏院后,史蒂芬要去找这座宫殿,所以花了很长时间才到家。‘他那时已经知道,升上去的东西一定会落下来,而在汉姆斯达德的某处可以找到这座宫殿。我们花了很长时间才说服他,事情并非如此。

他一直告诉我,在一处叫做德伦的地方有一幢想象的房子。他老想坐公共汽车去那里。我们只能阻止他。

有一回我们去汉姆斯达德?希斯的肯伍德宫,史蒂芬忽然意识到,这便是他在德伦的房子。他用平静的语调告诉我这真的就是那房子,他显然对此梦寐已久!

珍娜?韩福瑞史蒂芬非常可爱、生动和富有情感,不过他的语言不能和他的思维同步。有时他讲话会结巴。他和我儿子西蒙同岁,但他长得比较小。我记得有一回他沿着北街放学回家,其他一些小孩开始揶揄他,而史蒂芬全然不顾自己的个子小,回过头来挥拳威胁他们。这就是他的作风,他不输给任何人。

伊莎贝尔?霍金他在圣阿尔班斯学校一年级的成绩我想是倒数第三名。我说:“史蒂芬,你真的这么差吗?”他说:“其他许多人也好不到哪里去!”他根本不在乎。

虽然他在学校里成绩不好,但是总被认为非常聪明的。有一年他甚至得了神学奖,因为在他非常年幼时他父亲就一直讲圣经故事给他听,所以得奖并不使人意外。

他对这些故事非常熟悉。他很通晓教义,虽然他现在很少参加宗教活动。

玛丽?霍金父亲的专业是热带病学。他经常做野外工作,通常是在年初,因为这是非洲的最佳季节。所以我总有印象,父亲们像候鸟,它们总是过完圣诞节就消失了踪迹,一直到季节回暖时才回来。别人的父亲在这段时间还住在家,反而使我相信别人的父亲有点古怪。他归来时总带回一些奇妙的东西,木刻的动物、豪猪毛以及木瓜等等。

伊莎贝尔?霍金我丈夫兴趣非常广泛,而医学只是其中之一。其实医学不是他所真正感兴趣的,他开业当医生一定不行。他所感兴趣的是研究,几乎可以研究任何东西。只是碰巧选了医学,而他生命中的特殊境遇使他去进行热带病研究。他也很幸运,因为他在1937年得到一份奖学金,使他能在非洲做两年睡病虫的研究。

由于他每年冬天要去非洲大约三个月,所以我们家大部分时间只是单亲家庭。

他和史蒂芬并不经常见面。但是他的确把史蒂芬的兴趣引向了天文学。我记得我们大家都躺在草地上用望远镜观看星空奇观。史蒂芬总是很能感受奇妙的事物,我看得出来,星星很吸引他,而且他的想象力驰骋到星空之外。

约翰?马克连纳汉约翰?马克连纳汉十岁时在圣阿尔班斯学校认识史蒂芬;上了不同大学后两人失去联系,后来在剑桥又成为朋友。他得到工程博士,现任伦敦国王基金学院的行政职务。

我和史蒂芬从大约十岁或十一岁时就认识。我对这个家庭和房子最早的记忆是,维格纳的音乐在巨大的客厅里回响。他们对维格纳极其着迷。回忆起他的家庭多半是他们如何与众不同,现在回想起来,也许比我当初想的更不寻常。

回想起来几乎同样令人惊讶的是,史蒂芬显然变得非常非常聪明。这在他上小学时并没有很多征兆。他的行动不协调,我想他一直是这样的。他在学校的成绩不好。

玛丽?霍金我们把蜜蜂养在地下室里,有一天淘汰多余母蜂的正常自然过程不知出了什么问题。结果一直在产生母蜂,最多的时候我们有了六或七群蜂。母亲必须不停收集这些蜂群,不知道该把它们安置到什么地方。最后她把其中一些放到地窖外的