Stephen William Hawking是一位英国理论物理学家、宇宙学家和作家,去世时任Cambridge大学理论宇宙学中心研究主任。1979年至2009年间,他担任Cambridge大学卢卡斯数学教授。
Hawking出生于Oxford的一个医生世家。1959年10月,17岁的Hawking开始在Oxford大学学院接受大学教育,并获得物理学一等荣誉学士学位。1962年10月,他在Cambridge的三一学堂开始研究生学习,并于1966年3月获得应用数学和理论物理学博士学位,专攻广义相对论和宇宙学。就在这一时期——1963年——Hawking被诊断出患有早发缓进型运动神经元疾病,又称肌萎缩侧索硬化症ALS或卢伽雷氏症,该疾病在此后数十年间逐渐使他全身瘫痪。在失去说话能力后,他得以通过语音生成设备进行交流——最初使用手持开关,最终仅靠一块面颊肌肉操作。
Hawking的科学成就包括与罗杰·彭罗斯合作研究广义相对论框架下的引力奇点定理,以及黑洞会发射辐射的理论预测,后者通常被称为Hawking辐射。起初,Hawking辐射颇具争议。到1970年代末,随着进一步研究成果的发表,这一发现被广泛认为是理论物理学的重大突破。Hawking是第一位提出用广义相对论与量子力学相结合来解释宇宙学理论的人。他是量子力学多世界诠释的积极支持者。
Hawking凭借数部讨论其理论和宇宙学的科普著作获得了商业成功。他的《时间简史》在《星期日泰晤士报》畅销书榜上停留了破纪录的237周。Hawking是英国皇家学会会士、宗座科学院终身院士,并获颁美国最高平民荣誉——总统自由勋章。2002年,在BBC"最伟大的100位英国人"民意调查中,Hawking排名第25位。2018年3月14日,在与运动神经元疾病抗争超过50年后,他去世,享年76岁。
早年生活
### 家庭
Hawking于1942年1月8日出生于Oxford,父亲是Frank(1905–1986),母亲是Isobel Eileen Hawking(娘家姓Walker;1915–2013)。Hawking的母亲出生于苏格兰Glasgow的一个医生世家。他富裕的曾祖父来自约克郡,因过度购买农田而不堪重负,并在20世纪初的大农业萧条中破产。他的曾祖母在家中开办学校,使家族免于财务崩溃。尽管两个家庭都面临经济困境,但父母双方都就读于Oxford大学,Frank攻读医学,Isobel攻读哲学、政治与经济学。Isobel在一家医学研究机构担任秘书,Frank则是一名医学研究员。Hawking有两个妹妹,Philippa和Mary,以及一个养兄弟Edward Frank David(1955–2003)。
1950年,Hawking的父亲成为国家医学研究所寄生虫学部门负责人,全家搬到了赫特福德郡的圣奥尔本斯。在圣奥尔本斯,这个家庭被认为非常聪明但有些古怪;用餐时常常是每个人都静静地读书。他们节俭地生活在一栋凌乱且维护不善的大房子里,出行使用一辆改装的伦敦出租车。在Hawking父亲经常去非洲工作期间的一次缺席中,家里其他人在马略卡岛度过了四个月,拜访他母亲的朋友Beryl及其丈夫、诗人罗伯特·格雷夫斯。
### 小学和中学时期
Hawking在伦敦海格特的拜伦豪斯学校开始接受教育。他后来将自己在该校期间未能学会阅读归咎于学校的"进步教学法"。在圣奥尔本斯,八岁的Hawking曾在圣奥尔本斯女子高中就读数月。当时,年幼的男孩可以进入其中一个学院就读。
Hawking就读于两所私立即收费学校,先是拉德莱特学校,1952年9月起就读于圣奥尔本斯学校,他提前一年通过了十一岁升学考试。这个家庭高度重视教育。Hawking的父亲希望儿子就读声誉良好的Westminster School,但13岁的Hawking在奖学金考试当天生病了。没有奖学金的经济援助,他的家庭无法负担学费,因此Hawking留在了圣奥尔本斯。积极的一面是,Hawking与一群朋友保持了密切关系,他们一起玩棋盘游戏、制造烟花、制作模型飞机和船只,并就基督教和超感官知觉进行长时间讨论。从1958年起,在数学教师迪克兰·塔塔的帮助下,他们用钟表零件、旧电话交换机和其他回收部件组装了一台计算机。
尽管在学校被称为"Einstein",但Hawking最初在学业上并不成功。随着时间推移,他开始在科学科目上表现出相当的天赋,并在塔塔的启发下,决定在大学攻读数学。Hawking的父亲建议他学医,担心数学毕业生就业机会少。他还希望儿子就读自己的母校Oxford大学学院。由于当时那里无法攻读数学,Hawking决定学习物理和化学。尽管校长建议他等到第二年,Hawking在1959年3月参加考试后获得了奖学金。
### 本科时期 1959年10月,17岁的 Hawking 在 Oxford 大学学院开始了他的大学教育。在最初的18个月里,他感到无聊和孤独——他发现学术课业"简单得荒唐"。他的物理导师 Robert Berman 后来说:"他只需要知道某件事可以做到,然后就能不必参考别人的做法自己完成。"转变发生在他的第二和第三学年,据 Berman 说,Hawking 开始更努力地"融入同龄人当中"。他变成了一个受欢迎、活泼且风趣的学院成员,对古典音乐和科幻小说颇感兴趣。这种转变部分源于他决定加入学院赛艇俱乐部,即大学学院赛艇俱乐部,在那里他担任舵手。当时的赛艇教练注意到,Hawking 刻意营造了一种冒险家形象,带领船员走险峻的航线,结果导致船只受损。Hawking 估计他在 Oxford 三年期间总共学习了大约1000小时。这些并不出色的学习习惯使期末考试成为一项挑战,他决定只回答理论物理问题,而不答需要事实知识的题目。获得一等荣誉学位是他计划进入 University of Cambridge 攻读宇宙学研究生的录取条件。由于焦虑,他在考试前夜睡眠很差,最终成绩处于一等和二等荣誉之间的边界,这使得他必须接受 Oxford 考官的口试答辩。
Hawking 担心自己被视为一个懒惰且难缠的学生。因此,当在口试中被问及他的计划时,他说:"如果你们给我一等,我就去 Cambridge。如果我得到二等,我就留在 Oxford,所以我预计你们会给我一等。"他受到的重视超出了他的想象;正如 Berman 所评论的,考官们"足够聪明,意识到他们面对的是一个远比他们大多数人都聪明的人"。在获得物理学一等荣誉学士学位并与朋友完成伊朗之旅后,他于1962年10月在 Cambridge 的 Trinity Hall 开始了研究生学习。
### 研究生时期
Hawking 作为博士生的第一年很艰难。他最初感到失望,因为被分配给现代宇宙学创始人之一 Dennis William Sciama 作为导师,而非著名天文学家 Fred Hoyle,而且他发现自己的数学训练不足以应对广义相对论和宇宙学的研究工作。在被诊断出运动神经元疾病后,Hawking 陷入了抑郁——尽管医生建议他继续学业,他却觉得这毫无意义。他的病情进展比医生预测的要慢。虽然 Hawking 在无辅助情况下行走困难,言语也几乎难以理解,但最初认为他只能活两年的诊断被证明是错误的。在 Sciama 的鼓励下,他重新投入了工作。1964年6月,当 Hawking 在一次讲座上公开质疑 Fred Hoyle 及其学生 Jayant Narlikar 的研究时,他开始建立起才华横溢且敢于挑战的声誉。
当 Hawking 开始研究生学习时,物理学界对于宇宙创生的主流理论——大爆炸理论和稳恒态理论——存在激烈争论。受 Roger Penrose 关于黑洞中心时空奇点定理的启发,Hawking 将同样的思路应用于整个宇宙;在1965年期间,他以此为主题撰写了论文。Hawking 的论文于1966年获得批准。还有其他积极的进展:Hawking 获得了 Cambridge 的 Gonville and Caius College 研究奖学金;1966年3月,他获得了应用数学和理论物理博士学位,专攻广义相对论和宇宙学;他的论文《奇点与时空几何》与 Penrose 的一篇论文并列最高荣誉,共同赢得了当年声望卓著的 Adams Prize。
职业生涯
### 1966–1975年
在他的工作中,Hawking 与 Penrose 合作,拓展了他在博士论文中首次探索的奇点定理概念。这不仅包括奇点的存在,还包括宇宙可能起始于奇点的理论。他们的联合论文在1968年引力研究基金会竞赛中获得亚军。1970年,他们发表了一个证明:如果宇宙遵循广义相对论并符合 Alexander Friedmann 发展的任何物理宇宙学模型,那么它必然起始于一个奇点。1969年,Hawking 接受了一个专门设立的杰出科学奖学金,以继续留在 Caius。
1970年,Hawking 提出了后来被称为黑洞动力学第二定律的理论,即黑洞的事件视界永远不会变小。他与 James M. Bardeen 和 Brandon Carter 一起提出了黑洞力学四大定律,与热力学进行类比。令 Hawking 恼火的是,John Wheeler 的研究生 Jacob Bekenstein 走得更远——而且最终被证明是正确的——从字面意义上应用了热力学概念。
1970年代初期,Hawking 与 Carter、Werner Israel 和 David C. Robinson 的合作有力地支持了 Wheeler 的无毛定理,该定理指出无论黑洞由何种原始物质形成,都可以完全由质量、电荷和旋转这些性质来描述。他题为《黑洞》的论文于1971年1月获得了引力研究基金会奖。Hawking 的第一本书《时空的大尺度结构》与 George Ellis 合著,于1973年出版。 从1973年开始,Hawking转向量子引力和量子力学的研究。他在这一领域的工作源于一次莫斯科之行,以及与Yakov Borisovich Zel'dovich和Alexei Starobinsky的讨论,后者的研究表明,根据不确定性原理,旋转黑洞会发射粒子。令Hawking懊恼的是,他反复验算的结果与他的第二定律相矛盾——该定律声称黑洞永远不会变小——却支持了Bekenstein关于黑洞熵的推理。
他从1974年开始发表的研究成果表明,黑洞会发射辐射,这种辐射如今被称为Hawking辐射,可能会持续到黑洞耗尽能量并蒸发为止。最初,Hawking辐射颇具争议。到1970年代末,随着进一步研究成果的发表,这一发现被广泛认可为理论物理学的重大突破。Hawking于1974年当选为英国皇家学会会士FRS,当时距Hawking辐射公布仅数周之隔。彼时,他是最年轻的皇家学会会士之一。
1974年,Hawking被任命为加州理工学院Caltech的Sherman Fairchild杰出访问教授。他与该校教师、好友Kip Thorne合作,并与他就X射线源天鹅座X-1是否为黑洞展开科学打赌。这场赌局是针对"黑洞不存在"这一命题的"保险策略"。Hawking于1990年承认打赌失败,这是他与Thorne等人之间多次打赌的第一次。自首次访问以来,Hawking与Caltech一直保持联系,此后几乎每年都会在那里待上一个月。
### 1975–1990
1975年,Hawking返回Cambridge,担任更高级别的学术职位——引力物理学reader。1970年代中后期,公众对黑洞及研究黑洞的物理学家的兴趣日益浓厚。Hawking经常接受纸媒和电视采访。他的工作也获得了越来越多的学术认可。1975年,他获得了Eddington奖章和Pius XI金质奖章;1976年获得Dannie Heineman奖、Maxwell奖章和奖金以及Hughes奖章。1977年,他被任命为引力物理学教授并获讲席。次年,他获得Albert Einstein奖章以及University of Oxford荣誉博士学位。
1979年,Hawking当选University of Cambridge的Lucasian数学教授。他在这一职位上的就职演讲题为:"理论物理学的终点是否在望?"他提出N=8超引力理论是解决物理学家正在研究的诸多悬而未决问题的主导理论。他的晋升恰逢一场健康危机,这使他不得不勉强接受居家护理服务。与此同时,他在物理学研究方法上也发生了转变,变得更加直觉化和思辨化,而非坚持数学证明。"我宁愿正确,也不要严谨,"他对Kip Thorne说。1981年,他提出黑洞蒸发时,其中的信息会不可挽回地丢失。这个信息悖论违反了量子力学的基本原理,引发了长达数年的争论,包括与Leonard Susskind和Gerard 't Hooft的"黑洞战争"。
宇宙暴胀论——一个提出大爆炸之后宇宙最初极速膨胀,随后才放缓膨胀速度的理论——由Alan Guth提出,Andrei Linde也对其进行了发展。1981年10月莫斯科会议之后,Hawking和Gary Gibbons于1982年夏季在Cambridge University组织了为期三周的Nuffield研讨会,主题为"极早期宇宙",该研讨会主要聚焦暴胀理论。Hawking还开启了一个关于宇宙起源的量子理论研究新方向。1981年在梵蒂冈的一次会议上,他提出了一项研究,表明宇宙可能没有边界——即没有起点或终点。
 1980年代,Hawking在San Francisco的ALS大会上
Hawking随后与Jim Hartle合作深化了这项研究,1983年他们发表了一个模型,即Hartle–Hawking态。该模型提出,在普朗克时期之前,宇宙在时空中没有边界;在大爆炸之前,时间并不存在,宇宙起始的概念是无意义的。经典大爆炸模型中的初始奇点被一个类似北极的区域所取代。人无法向北极以北行进,但那里并没有边界——它只是所有向北延伸的线汇聚和终结的点。最初,无边界假设预言了一个封闭宇宙,这涉及上帝存在的问题。正如Hawking所解释的:"如果宇宙没有边界而是自洽的……那么上帝就没有任何自由来选择宇宙如何开始。"
Hawking并未排除造物主存在的可能性,他在《时间简史》中问道:"统一理论是否如此令人信服,以至于它促成了自身的存在?"他还表示:"如果我们发现了一个完整的理论,这将是人类理性的终极胜利——因为届时我们将了解上帝的心意";在早期工作中,Hawking以隐喻的方式谈论上帝。在同一本书中,他提出上帝的存在对于解释宇宙起源并非必要。后来与Neil Turok的讨论使他意识到,上帝的存在也与开放宇宙相容。
Hawking在时间箭头领域的进一步工作促成了1985年一篇论文的发表,该论文提出理论:如果无边界假设是正确的,那么当宇宙停止膨胀并最终坍缩时,时间将倒流。Don Page的一篇论文以及Raymond Laflamme的独立计算促使Hawking撤回了这一概念。荣誉持续加身:1981年他被授予美国Franklin奖章,1982年新年授勋中被任命为英帝国司令勋章CBE司令官。这些奖项并未显著改变Hawking的财务状况,出于资助子女教育和家庭开支的需要,他于1982年决定撰写一本关于宇宙的大众读物,使普通公众能够理解。他没有选择学术出版社,而是与大众市场出版商Bantam Books签订了合同,并为其书籍获得了一笔可观的预付款。这本书的初稿名为《时间简史》,于1984年完成。
Hawking用他的语音生成设备制作的第一批信息之一,就是请求助手帮助他完成《时间简史》的写作。他在Bantam的编辑Peter Guzzardi督促他用非技术性语言清晰地解释自己的想法,这一过程需要多次修订,令Hawking越来越恼火。该书于1988年4月在美国出版,6月在英国出版,结果证明取得了非凡的成功,迅速登上两国畅销书榜首,并保持数月。该书被翻译成多种语言,最终估计售出900万册。
媒体关注极为热烈,《新闻周刊》杂志封面和一档电视特别节目都将他描述为"宇宙大师"。成功带来了可观的经济回报,但也带来了名人地位的挑战。Hawking广泛旅行以推广他的工作,并热衷于派对和通宵跳舞。难以拒绝邀请和访客使他用于工作和学生的时间有限。一些同事对Hawking受到的关注心怀不满,认为这是因为他的残疾。
他获得了更多学术认可,包括另外五个荣誉学位、1985年英国皇家天文学会金奖章、1987年Paul Dirac奖章,以及1988年与Penrose共同获得的著名Wolf奖。在1989年生日授勋中,他被任命为荣誉勋位CH成员。据报道,他在1990年代末拒绝了爵士封号,以抗议英国的科学资助政策。
### 1990–2000
Hawking继续他的物理学工作:1993年他与Gary Gibbons共同编辑了一本关于欧几里得量子引力的书,并出版了他自己关于黑洞和大爆炸文章的合集。1994年,在Cambridge的Newton研究所,Hawking和Penrose发表了一系列六场讲座,于1996年以《时空本质》为题出版。1997年,他承认输掉了1991年与Caltech的Kip Thorne和John Preskill的公开科学赌约。Hawking曾打赌Penrose提出的"宇宙审查猜想"——即不可能存在未被视界遮蔽的"裸奇点"——是正确的。
 Hawking与弦理论学家David Gross和Edward Witten在2001年1月印度TIFR举行的弦理论会议上
在发现他的让步可能为时过早后,又立下了一个新的、更精确的赌约。这次规定此类奇点会在没有额外条件的情况下出现。同年,Thorne、Hawking和Preskill又打了一个赌,这次涉及黑洞信息悖论。Thorne和Hawking认为,由于广义相对论使得黑洞不可能辐射并失去信息,Hawking辐射携带的质能和信息必定是"新的",而非来自黑洞事件视界内部。由于这与量子力学的微观因果性相矛盾,量子力学理论需要被重写。Preskill则持相反观点,认为既然量子力学表明黑洞发射的信息与早期落入的信息相关,广义相对论给出的黑洞概念必须以某种方式进行修正。
Hawking也保持着他的公众形象,包括将科学带给更广泛的受众。由Errol Morris导演、Steven Spielberg制作的《时间简史》电影版于1992年首映。Hawking原本希望这部电影是科学性的而非传记性的,但他被说服了。这部电影虽然获得了评论界的成功,但并未广泛上映。一本面向大众的文集《黑洞与婴儿宇宙及其他文章》于1993年出版,包含散文、访谈和演讲。一部六集电视系列片《Stephen Hawking的宇宙》及配套书籍于1997年问世。正如Hawking坚持的那样,这次焦点完全放在科学上。
### 2000–2018
Hawking继续为大众读者写作,2001年出版《果壳中的宇宙》,2005年与Leonard Mlodinow合著《时间简史简编》以更新他早期的作品,旨在使其为更广泛的受众所接受,2006年出版《上帝创造了整数》。从2006年起,Hawking与CERN的Thomas Hertog和Jim Hartle一起发展了"自上而下宇宙学"理论,该理论认为宇宙不是只有一个独特的初始状态,而是有许多不同的初始状态,因此从某一特定初始状态出发预测宇宙当前构型的理论是不恰当的。自上而下宇宙学认为,现在从许多可能历史的叠加中"选择"了过去。这样一来,该理论为精细调谐问题提供了一种可能的解决方案。 Hawking 继续广泛旅行,包括前往智利、复活节岛、南非、西班牙领取 2008 年 Fonseca 奖、加拿大,以及多次访问美国。出于与他残疾相关的实际原因,Hawking 越来越多地乘坐私人飞机旅行,到 2011 年,这已成为他国际旅行的唯一方式。
到 2003 年,物理学家之间越来越多的共识认为 Hawking 关于黑洞中信息丢失的观点是错误的。在 2004 年都柏林的一次演讲中,他承认在 1997 年与 Preskill 的打赌中失败,但描述了他自己对信息悖论问题的解决方案——虽然有些争议,涉及黑洞可能具有多种拓扑结构的可能性。在 2005 年发表的相关论文中,他论证信息悖论可以通过研究宇宙的所有替代历史来解释,那些有黑洞的宇宙中的信息丢失被那些没有此类丢失的宇宙所抵消。2014 年 1 月,他称黑洞中所谓的信息丢失是他"最大的失误"。
 Hawking 在法国国家图书馆为巴黎天文学与粒子实验室揭幕,并发布其著作《上帝创造了整数》的法文版,2006 年 5 月 5 日
作为另一场长期科学争论的一部分,Hawking 曾强烈主张并打赌希格斯玻色子永远不会被发现。该粒子是 Peter Higgs 于 1964 年作为希格斯场理论的一部分提出的。Hawking 和 Higgs 在 2002 年和 2008 年就此事进行了激烈的公开辩论,Higgs 批评 Hawking 的工作并抱怨 Hawking 的"名人地位赋予他即时可信度,而其他人并不具备"。该粒子于 2012 年 7 月在大型强子对撞机建成后在 CERN 被发现。Hawking 迅速承认他输掉了赌注,并表示 Higgs 应该获得 Nobel Prize 物理学奖,他确实在 2013 年获奖。
2007 年,Hawking 与女儿 Lucy 出版了《乔治开启宇宙的秘密钥匙》,这是一本儿童读物,旨在以通俗易懂的方式解释理论物理,并以类似 Hawking 家族成员的角色为特色。该书在 2009 年、2011 年、2014 年和 2016 年推出续集。
2002 年,在英国全国投票后,BBC 将 Hawking 列入"100 位最伟大英国人"名单。他于 2006 年获得英国皇家学会颁发的科普利奖章,2009 年获得美国最高平民荣誉总统自由勋章,以及 2013 年获得俄罗斯基础物理学特别奖。
 Hawking 与 Oxford 大学图书馆馆长 Richard Ovenden(左)和博物学家 David Attenborough(右)在 2015 年 3 月 Oxford 韦斯顿图书馆开幕式上。Ovenden 在仪式上向 Hawking 和 Attenborough 颁发了博德利奖章。
多座建筑以他的名字命名,包括萨尔瓦多圣萨尔瓦多的 Stephen W. Hawking 科学博物馆、Cambridge 的 Stephen Hawking 大楼,以及加拿大周界研究所的 Stephen Hawking 中心。恰如其分的是,鉴于 Hawking 与时间的联系,他于 2008 年 9 月在 Cambridge 圣体学院揭幕了机械"时间吞噬者"圣体时钟。
在其职业生涯中,Hawking 指导了 39 名成功获得博士学位的学生。有一名博士生未能成功完成博士学位。按照 Cambridge 大学的规定,Hawking 于 2009 年从卢卡斯数学教授职位退休。尽管有人建议他可能会离开英国以抗议削减基础科学研究的公共资金,但 Hawking 仍担任 Cambridge 大学应用数学与理论物理系的研究主任。
2009 年 6 月 28 日,为了半开玩笑地检验他 1992 年关于时间旅行实际上不可能的猜想,Hawking 举办了一场对所有人开放的派对,配有开胃小菜和冰镇香槟,但只在派对结束后才宣传,这样只有时间旅行者才会知道参加;不出所料,没有人出现在派对上。
 Hawking 在斯德哥尔摩滨水会议中心举行公开讲座,2015 年 8 月 24 日
2015 年 7 月 20 日,Hawking 帮助启动了突破倡议,旨在寻找外星生命。Hawking 创作了《Stephen Hawking:探险新地球》,这是一部关于太空殖民的纪录片,作为 2017 年《明日世界》的一集播出。
2015 年 8 月,Hawking 表示,当某物进入黑洞时并非所有信息都会丢失,根据他的理论,可能有办法从黑洞中检索信息。2017 年 7 月,Hawking 获得 Imperial College London 授予的荣誉博士学位。
Hawking 的最后一篇论文——《从永恒暴胀中平稳退出?》——于 2018 年 4 月 27 日在《高能物理学杂志》上发表。
个人生活
### 婚姻
Hawking 在 1962 年的一次聚会上遇到了他未来的妻子 Jane Wilde。次年,Hawking 被诊断出患有运动神经元疾病。1964 年 10 月,这对夫妇订婚,意识到由于 Hawking 缩短的预期寿命和身体限制,未来将面临潜在挑战。Hawking 后来说,订婚给了他"活下去的理由"。两人于 1965 年 7 月 14 日在他们共同的家乡圣奥尔本斯结婚。 这对夫妇居住在Cambridge,距离Hawking步行可达应用数学与理论物理系DAMTP。在婚后最初几年,Jane每周在伦敦生活,在Westfield College完成学位。他们曾多次前往美国参加会议和物理学相关访问。Jane通过Westfield College开始攻读中世纪西班牙诗歌博士学位,于1981年完成。这对夫妇育有三个孩子:Robert,生于1967年5月;Lucy,生于1969年11月;Timothy,生于1979年4月。
Hawking很少谈论自己的疾病和身体挑战,甚至——延续他们恋爱时期的惯例——也不与Jane讨论。他的残疾意味着家庭和家务的责任牢牢压在妻子日益不堪重负的肩上,这让他有更多时间思考物理学。1974年,当他被任命到California Institute of Technology in Pasadena, California担任为期一年的职位时,Jane提议让一名研究生或博士后学生与他们同住并帮助照顾他。Hawking接受了,Bernard Carr作为履行这一角色的众多学生中的第一位与他们同行。这家人在Pasadena度过了一段总体上快乐而充满激励的一年。
1975年,Hawking回到Cambridge,拥有了新家和新工作——讲师职位。曾与Hawking在Caltech结下深厚友谊的Don Page前来担任住家研究生助理。在Page的帮助以及一位秘书的协助下,Jane的责任减轻了,她得以重返博士论文和新培养的歌唱爱好。
1977年12月前后,Jane在教堂唱诗班唱歌时遇到了管风琴师Jonathan Hellyer Jones。Hellyer Jones与Hawking一家关系密切,到1980年代中期,他与Jane之间产生了恋情。据Jane所说,她的丈夫接受了这种情况,表示"只要我继续爱他,他不会反对"。Jane和Hellyer Jones决心不拆散这个家庭,他们的关系在很长一段时间内保持柏拉图式。
到1980年代,Hawking的婚姻已经紧张多年。Jane感到不堪忍受必需的护士和助理对家庭生活的侵扰。他的名人效应对同事和家人都构成挑战,而要维持一个全球童话般形象的前景对这对夫妇而言令人生畏。Hawking的宗教观点也与她坚定的基督教信仰形成对比,导致紧张关系。1985年气管切开术后,Hawking需要全天候护士,护理工作每天分为三班。1980年代末,Hawking与他的一位护士Elaine Mason关系密切,这令一些同事、照顾者和家人感到不安,他们对她强势的个性和保护欲感到困扰。1990年2月,Hawking告诉Jane他要离开她与Mason在一起,并离开了家。1995年与Jane离婚后,Hawking于9月与Mason结婚,宣称:"太美妙了——我娶了我爱的女人。"
1999年,Jane Hawking出版了回忆录《Music to Move the Stars》,描述了她与Hawking的婚姻及其破裂。书中的披露在媒体引起轰动,但正如他对待个人生活的一贯做法,Hawking没有公开评论,只是说他不读关于自己的传记。第二次婚姻后,Hawking的家人感到被排斥和边缘化。在2000年代初约五年时间里,他的家人和工作人员越来越担心他遭受身体虐待。警方进行了调查,但因Hawking拒绝投诉而结案。
2006年,Hawking与Mason悄然离婚,Hawking与Jane、孩子们和孙辈们恢复了更亲密的关系。反思这段更幸福的时期,Jane著作的修订版于2007年出版,更名为《Travelling to Infinity: My Life with Stephen》,并于2014年被改编成电影《The Theory of Everything》。
### 残疾
Hawking患有一种罕见的早发缓慢进展型运动神经元病MND;也被称为肌萎缩侧索硬化症ALS或Lou Gehrig病,这是一种致命的神经退行性疾病,导致大脑和脊髓中的运动神经元死亡,在数十年间逐渐使他瘫痪。
Hawking在Oxford最后一年期间经历了日益严重的笨拙,包括在楼梯上摔倒和划船时遇到困难。问题恶化了,他的言语变得略微含糊不清。圣诞节回家时,家人注意到了这些变化,医学检查随即开始。1963年,21岁的Hawking被诊断出MND。当时,医生给他的预期寿命是两年。
1960年代末,Hawking的身体能力下降:他开始使用拐杖,无法再定期授课。随着他慢慢失去书写能力,他发展出补偿性的视觉方法,包括用几何术语理解方程式。物理学家Werner Israel后来将这些成就比作Mozart在脑海中谱写完整交响曲。Hawking极其独立,不愿接受帮助或为残疾做出让步。他更愿意被视为"首先是科学家,其次是科普作家,并且在所有重要方面,是一个普通人,与其他人有着同样的欲望、动力、梦想和抱负"。他的妻子Jane Hawking后来指出:"有人会称之为决心,有人会说是固执。我曾在不同时候两者都说过。"1960年代末,他需要大量说服才接受使用轮椅,但最终因其疯狂的轮椅驾驶方式而臭名昭著。Hawking是一位受欢迎且风趣的同事,但他的疾病以及他鲁莽的名声使他与某些人保持距离。 当 Hawking 在1970年代末首次开始使用轮椅时,他使用的是标准电动型号。这些轮椅中现存最早的样品由 BEC Mobility 制造,于2018年11月在 Christie's 拍卖行以296,750英镑成交。Hawking 一直使用这类轮椅直至1990年代初,彼时他用双手驾驶轮椅的能力开始恶化。从那时起,Hawking 使用了多种不同的轮椅,包括2007年起使用的 DragonMobility Dragon 升降电动轮椅,如2008年4月 Hawking 出席 NASA 五十周年庆典的照片所示;2014年起使用的 Permobil C350;以及2016年起使用的 Permobil F3。
Hawking 的言语能力不断恶化,到1970年代末,只有他的家人和最亲密的朋友才能听懂他说话。为了与他人交流,需要一位熟悉他的人将他的话转译成清晰的语言。在与大学就谁该为他进入工作场所所需的坡道买单发生争执后,Hawking 和妻子发起运动,呼吁为 Cambridge 的残障人士改善无障碍设施和支持,包括在大学提供适合残障学生的住房。总体而言,Hawking 对自己作为残障权利倡导者这一角色抱有矛盾的心态:虽然希望帮助他人,但他也试图将自己与疾病及其挑战分离开来。他在这一领域缺乏投入招致了一些批评。
1985年年中,在访问位于法国与瑞士边境的 CERN 期间,Hawking 感染了肺炎,以他的身体状况而言这危及生命;他病情如此严重,以至于有人询问 Jane 是否应终止生命支持。她拒绝了,但后果是必须进行气管切开术,这需要全天候护理,并彻底剥夺了他仅存的说话能力。国民保健服务准备支付疗养院的费用,但 Jane 坚决要让他在家中生活。护理费用由一家美国基金会资助。他们雇用了护士进行三班倒,以提供他所需的全天候照护。受雇的护士之一是 Elaine Mason,她后来成为 Hawking 的第二任妻子。
为了交流,Hawking 最初通过扬眉来在拼写卡上选择字母,但1986年他从 Words Plus 公司首席执行官 Walter Woltosz 那里获得了一个名为"Equalizer"的计算机程序。Woltosz 开发该软件的早期版本是为了帮助他同样患有 ALS 并丧失说话和书写能力的岳母。通过这种他余生都在使用的方法,Hawking 现在只需按下开关,就能从约2,500至3,000个经过扫描的词库中选择短语、单词或字母。该程序最初在台式计算机上运行。Elaine Mason 的丈夫 David 是一名计算机工程师,他改装了一台小型计算机并将其固定在轮椅上。
摆脱了需要他人转译言语的束缚后,Hawking 评论道:"我现在的交流能力比失去声音之前更好。"他使用的声音带有美国口音,现已停产。尽管后来有其他声音可供选择,Hawking 仍保留了这个原始声音,称自己更喜欢它,并对它产生了认同感。最初,Hawking 用手激活开关,每分钟最多可生成15个单词。演讲稿会提前准备好,并分段发送到语音合成器播放。
Hawking 逐渐丧失了手部功能,2005年他开始通过面颊肌肉的运动来控制通讯设备,速度约为每分钟一个单词。随着这种退化,他面临着发展为闭锁综合征的风险,因此 Hawking 与 Intel 的研究人员合作开发能够将他的脑电波模式或面部表情转化为开关激活的系统。在几个未能按计划运行的原型之后,他们选定了由伦敦初创公司 SwiftKey 开发的自适应词汇预测器,该系统采用了与他原始技术类似的机制。Hawking 更容易适应这套新系统,在输入大量 Hawking 的论文和其他书面材料后,该系统得到进一步开发,并使用了类似其他智能手机键盘的预测软件。
到2009年,他已无法独立驾驶轮椅,但创造他新打字机制的同一批人正在研究一种通过下巴运动来驾驶轮椅的方法。这被证明很困难,因为 Hawking 无法移动颈部,试验显示虽然他确实可以驾驶轮椅,但移动是零散而跳跃的。在生命的最后阶段,Hawking 的呼吸困难加剧,经常需要使用呼吸机,并定期住院治疗。
### 残障公益活动
从1990年代开始,Hawking 接受了残障人士榜样的角色,进行演讲并参与筹款活动。世纪之交,他与其他十一位杰出人士共同签署了《第三个千年残障宪章》,呼吁各国政府预防残障并保护残障人士的权利。1999年,Hawking 获得了美国物理学会颁发的 Julius Edgar Lilienfeld 奖。
 Hawking 在减重力飞机上体验零重力飞行,2007年4月
2012年8月,Hawking 为伦敦2012年夏季残奥会开幕式的"启蒙"环节担任解说。2013年,传记纪录片《Hawking》上映,Hawking 本人在片中出镜。2013年9月,他表示支持将协助自杀合法化用于绝症患者。2014年8月,Hawking 接受了冰桶挑战,以提高对 ALS/MND 的认识并为研究筹集资金。由于他在2013年患过肺炎,医生建议不要向他泼冰水,但他的孩子们自愿代表他接受挑战。
### 太空之旅计划 2006年末,Hawking在BBC的一次采访中透露,他最大的未竟心愿之一是前往太空旅行;听闻此事后,理查德·布兰森爵士提供了一次Virgin Galactic的免费太空飞行机会,Hawking立即接受了。除个人抱负外,他的动机还包括提高公众对太空飞行的兴趣,并展示残疾人士的潜能。2007年4月26日,Hawking搭乘Zero-G Corp运营的一架特别改装的Boeing 727-200喷气式飞机,在佛罗里达海岸体验失重状态。事先担心的机动动作可能给他带来过度不适被证明是多余的,飞行延长至八次抛物线弧。这次飞行被描述为一次成功的测试,旨在检验他能否承受太空飞行所涉及的重力。当时,Hawking的太空之旅日期预计最早在2009年,但商业太空飞行在他去世前并未启动。
逝世
Hawking于2018年3月14日在Cambridge的家中去世,享年76岁。他的家人表示他"安详离世"。科学界、娱乐界、政界及其他领域的人物纷纷致以悼念。Gonville and Caius College降半旗致哀,学生和访客在吊唁簿上签名。在韩国平昌举行的2018年冬季残奥会闭幕式上,IPC主席Andrew Parsons在闭幕致辞中向Hawking致敬。
他的私人葬礼于2018年3月31日在Cambridge的Great St Mary's Church举行。葬礼宾客包括《万物理论》演员Eddie Redmayne和Felicity Jones、Queen乐队吉他手兼天体物理学家Brian May,以及模特Lily Cole。此外,在《Hawking》中扮演Stephen Hawking的演员Benedict Cumberbatch、宇航员Tim Peake、皇家天文学家Martin Rees和物理学家Kip Thorne在仪式上进行了朗诵。尽管Hawking是无神论者,葬礼仍按传统英国国教仪式举行。火化之后,2018年6月15日在Westminster Abbey举行了感恩仪式,随后他的骨灰被安葬在修道院中殿,位于艾萨克·牛顿爵士和查尔斯·达尔文的墓之间。
他的纪念石上刻着"Stephen Hawking 1942–2018 之凡躯长眠于此"以及他最著名的方程式。他在去世前至少十五年就指示,将Bekenstein–Hawking熵方程作为他的墓志铭。2018年6月,据宣布,Hawking的话语将由希腊作曲家Vangelis配乐,通过西班牙的欧洲航天局卫星天线发射到太空,目标是到达最近的黑洞1A 0620-00。
Hawking最后一次广播采访发生在2017年10月,内容是关于两颗中子星碰撞产生的引力波探测。他对世界的最后留言在他去世后的2018年4月以Smithsonian TV Channel纪录片的形式出现,题为《离开地球:或如何殖民一颗星球》。他最后的研究之一,题为《从永恒暴胀平滑退出?》,探讨宇宙起源,于2018年5月发表在《高能物理学杂志》上。随后,2018年10月,他的另一项最终研究《黑洞熵与软毛发》发表,探讨了"物体一旦消失在黑洞中,其所持信息会发生什么的谜团"。同样在2018年10月,Hawking的最后一本书《对重大问题的简要回答》出版,这是一本科普书籍,呈现了他对人类面临的最重要问题的最终评论。
2018年11月8日,Stephen Hawking的22件个人物品拍卖,包括他的博士论文《膨胀宇宙的性质》、Cambridge University 1965年博士学位论文以及轮椅,成交额约180万英镑。轮椅拍卖所得捐赠给两个慈善机构——运动神经元疾病协会和Stephen Hawking基金会;Hawking其他物品的收益归入其遗产。
2019年3月,据宣布皇家造币厂发行了一枚纪念Hawking的50便士硬币。同月,据报道Hawking的护士Patricia Dowdy因"在其护理方面的失职和财务不当行为"于2016年被暂时吊销执照。
个人观点
### 人类的未来
2006年,Hawking在互联网上提出了一个开放性问题:"在一个政治、社会和环境都陷入混乱的世界中,人类如何再维持100年?",后来他澄清道:"我不知道答案。这正是我提出这个问题的原因,让人们思考它,并意识到我们现在面临的危险。"
Hawking表达了对地球生命面临突发核战争、基因工程病毒、全球变暖或其他人类尚未想到的危险威胁的担忧。Hawking表示:"我认为在未来1000年内,核对抗或环境灾难使地球瘫痪几乎是不可避免的",并认为"小行星撞击"是对地球的最大威胁。如果人类能在灾难发生前殖民其他星球,这种全球性灾难不一定导致人类灭绝。Hawking认为太空飞行和太空殖民对人类的未来至关重要。
Hawking表示,鉴于宇宙的浩瀚,外星人很可能存在,但应避免与他们接触。他警告说外星人可能会掠夺地球资源。2010年他说:"如果外星人造访我们,结果可能就像哥伦布登陆美洲一样,这对美洲原住民来说结局并不美好。"
 2009年8月12日,Barack Obama总统在白宫向Hawking授予总统自由勋章的仪式前与他交谈 Hawking曾警告说,超级智能人工智能可能在引导人类命运方面发挥关键作用,他表示"潜在的益处是巨大的……成功创造AI将是人类历史上最重大的事件。但它也可能是最后一个事件,除非我们学会如何规避风险。"然而,他认为比起机器人,我们更应该害怕资本主义加剧经济不平等。
Hawking担忧未来会出现一个能够设计自身进化的"超人"种族,同时还主张当今世界的计算机病毒应被视为一种新的生命形式,他表示"也许这揭示了人性的某些特质,即我们迄今创造的唯一生命形式纯粹具有破坏性。所谓按照我们自己的形象创造生命。"
### 科学与哲学
在2011年Google的Zeitgeist Conference上,Hawking说"哲学已死"。他认为哲学家们"未能跟上科学的现代发展",而科学家们"已成为我们探索知识之旅中发现火炬的承载者"。他说哲学问题可以由科学来回答,特别是新的科学理论"引领我们对宇宙及我们在其中的位置形成全新且截然不同的认知"。
### 宗教与无神论
Hawking是一位无神论者,他相信"宇宙受科学法则支配"。他表示:"宗教与科学之间存在根本差异,前者基于权威,后者基于观察和理性。科学将会胜出,因为它行之有效。"在《The Guardian》发表的一次采访中,Hawking将"大脑视为一台计算机,当其组件失效时就会停止运行",并认为来世的概念是"害怕黑暗的人们编造的童话故事"。2011年,在Discovery Channel美国电视系列节目Curiosity第一集的解说中,Hawking宣称:
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我们每个人都可以自由选择相信什么,而我的观点是最简单的解释就是没有上帝。没有人创造宇宙,也没有人主宰我们的命运。这让我得出一个深刻的领悟。很可能没有天堂,也没有来世。我们只有这一生来欣赏宇宙的宏伟设计,为此,我深怀感激。
Hawking与无神论和自由思想的联系从他的大学时代起就显而易见,当时他是Oxford University人文主义团体的成员。他后来被安排作为2017年Humanists UK会议的主题演讲人。在接受El Mundo采访时,他说:
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在我们理解科学之前,自然会相信是上帝创造了宇宙。但现在科学提供了更有说服力的解释。我所说的"我们将了解上帝的心意"是指,如果有上帝的话,我们将知道上帝所知道的一切,但上帝并不存在。我是无神论者。
此外,Hawking还表示:
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如果你愿意,可以把科学法则称为"上帝",但那不会是一个你能遇见并向其提问的人格化的上帝。
### 政治
Hawking长期是工党的支持者。他为2000年民主党总统候选人Al Gore录制了致敬视频,称2003年入侵伊拉克是"战争罪行",支持学术界抵制以色列,为核裁军奔走,并支持干细胞研究、全民医疗保健以及应对气候变化的行动。2014年8月,Hawking是200名公众人物之一,他们在致《The Guardian》的信上签名,表达希望苏格兰在9月的公投中投票继续留在英国。Hawking认为英国退出欧盟Brexit将损害英国对科学的贡献,因为现代研究需要国际合作,而欧洲的人员自由流动促进了思想传播。Hawking对Brexit感到失望,并警告反对嫉妒和孤立主义。
Hawking极为关注医疗保健,并坚称如果没有英国国家医疗服务体系(NHS),他不可能活到70多岁。他表示,"我在英国得到了优质的医疗照护,我认为澄清事实很重要。我相信全民医疗保健。我也不怕公开说出来。"
Hawking担忧私有化。他表示,"从体系中榨取的利润越多,私人垄断就越膨胀,医疗保健就越昂贵。NHS必须免受商业利益侵害,保护它免遭那些想将其私有化者的威胁。"Hawking指控部长们损害了NHS,他指责保守党削减资金、通过私有化削弱NHS、通过压低薪酬打击员工士气并减少社会福利。Hawking指责Jeremy Hunt断章取义地选择证据,Hawking认为这贬低了科学。Hawking还表示,"有压倒性的证据表明NHS资金以及医生和护士的数量不足,而且情况正在恶化。"2017年6月,Hawking在2017年英国大选中为工党背书,理由是保守党提议削减NHS。但他也批评工党领袖Jeremy Corbyn,对该党在他领导下能否赢得大选表示怀疑。
Hawking担心Donald Trump在全球变暖问题上的政策可能危及地球,并使全球变暖不可逆转。他说,"气候变化是我们面临的重大危险之一,而这是我们现在采取行动就能预防的。通过否认气候变化的证据并退出Paris Agreement,Donald Trump将对我们美丽的星球造成本可避免的环境破坏,危及自然世界,危及我们和我们的子孙。"Hawking进一步表示,这可能导致地球"变得像金星一样,温度达到250度,并下着硫酸雨"。
流行媒体中的形象
1988年,Hawking、Arthur C. Clarke 和 Carl Sagan 在《上帝、宇宙及万物》中接受采访。他们讨论了大爆炸理论、上帝以及地外生命存在的可能性。
在《时间简史》家庭录像版的发布会上,曾在《星际迷航》中饰演 Spock 的 Leonard Nimoy 得知 Hawking 有意出演该剧。Nimoy 进行了必要的联络,1993年 Hawking 在《星际迷航:下一代》的一集中扮演了自己的全息模拟形象。同年,他的合成器语音被录入 Pink Floyd 的歌曲《Keep Talking》,1999年又为在《辛普森一家》中的亮相录音。Hawking 出现在2001年《真实的 Stephen Hawking》、2002年《Stephen Hawking:侧写》和2013年《Hawking》等纪录片中,以及2008年纪录片系列《Stephen Hawking,宇宙主宰》中。Hawking 还客串了《飞出个未来》,并在《生活大爆炸》中担任循环角色。
 Hawking 在 Monty Python 2014年重聚演出《Monty Python Live (Mostly)》的"银河之歌"视频中
Hawking 允许在2014年传记电影《万物理论》中使用其享有版权的语音,Eddie Redmayne 在片中饰演他并凭此角色赢得奥斯卡金像奖。2014年,Hawking 亮相《Monty Python Live (Mostly)》。在一段预先录制的视频中,他用轮椅撞倒 Brian Cox 后,演唱了"银河之歌"的加长版。
Hawking 利用自己的名气为产品代言,包括轮椅、National Savings、British Telecom、Specsavers、Egg Banking 和 Go Compare。2015年,他申请注册自己的姓名商标。
2018年3月,就在 Hawking 去世前一两周播出的节目中,他为《银河系漫游指南》广播剧担任 The Book Mark II 的配音,还作为嘉宾参加了 Neil deGrasse Tyson 的《StarTalk》。
奖项与荣誉
Hawking 获得了无数奖项和荣誉。早在1974年,他就当选为英国皇家学会会士(FRS)。当时,他的提名书写道:
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Hawking 为广义相对论领域做出了重大贡献。这些贡献源于对物理学和天文学相关性的深刻理解,尤其源于对全新数学技术的精通掌握。在 Penrose 开创性工作的基础上,他部分独立、部分与 Penrose 合作,建立了一系列逐步强化的定理,确立了一个基本结果:所有现实的宇宙学模型都必须具有奇点。利用类似技术,Hawking 证明了关于黑洞规律的基本定理:Einstein 方程具有光滑事件视界的稳态解必然是轴对称的;在黑洞的演化和相互作用中,事件视界的总表面积必须增加。Hawking 与 G. Ellis 合作,撰写了关于"大尺度时空"的令人印象深刻的原创论著。
引文继续写道:"Hawking 的其他重要工作涉及宇宙学观测的解释以及引力波探测器的设计。"
Hawking 获得2015年 BBVA 基金会知识前沿奖基础科学类奖项,与 Viatcheslav Mukhanov 共同获奖,以表彰他们发现星系是由早期宇宙中的量子涨落形成的。在2016年英国骄傲奖颁奖典礼上,Hawking 获得终身成就奖,"以表彰他对科学和英国文化的贡献"。从首相 Theresa May 手中接过奖项后,Hawking 幽默地请求她不要在 Brexit 问题上寻求他的帮助。
### 科学传播奖章
Hawking 是 Starmus 艺术节顾问委员会成员,在承认和推广科学传播方面发挥了重要作用。Stephen Hawking 科学传播奖章是2016年设立的年度奖项,旨在表彰艺术界为帮助提高科学意识做出贡献的成员。获奖者将获得一枚奖章,一面是 Alexei Leonov 绘制的 Hawking 肖像,另一面是 Leonov 本人进行首次太空行走的图像,以及 Queen 乐队音乐家兼天体物理学家 Brian May 的吉他"Red Special"的图像,音乐是 Starmus 艺术节的另一个重要组成部分。
 Hawking 在为 NASA 50周年纪念发表演讲时,由女儿 Lucy Hawking 陪同
2016年的 Starmus III 艺术节是向 Stephen Hawking 致敬,所有 Starmus III 讲座的合集《超越地平线》也献给了他。首批奖章获得者由 Hawking 本人选出,他们在艺术节上获颁奖章。他们是作曲家 Hans Zimmer、物理学家 Jim Al-Khalili 以及科学纪录片《粒子狂热》。
