如果愛因斯坦是近代最出名物理學家，霍金算是第二名；但他優勝於前者，是他的毅力和堅持，畢竟他的健康比較差。愛因斯坦的相對論，在我的心中，與霍金的黑洞論，同樣有很高的學術地位，同樣都得知是從理論層面，昇華至宇宙各個範疇，成為真真實實，有形有象的實證。
何謂為黑洞？黑洞在那裡？是什麼條件決定黑洞的存在？是誰最早提出的黑洞理論？黑洞究竟有多“黑”？有多深？多遠？多寬？多廣？黑洞的進口和出口究竟在哪裏？黑洞之中是真空的還是充滿著萬物的？黑洞是像星球一樣地存在的固體？還是散佈在宇宙之中的一種深遠意識或殘餘資料？黑洞有生命規律嗎？黑洞有沒有生、老、病和死呢？黑洞也擁有其他天體的運行和特性嗎？
每一個人都會對著靜靜的夜空提出無數個問題，只有霍金在無聲無息地尋找他為之思考研究半個多世紀的宇宙真空黑洞之說。黑洞神奇奧妙到難以想像。似乎只有在霍金的大腦中，才能得以演變；似乎只有霍金能在半夜子時遙望宇宙，看到黑洞在變化、在衰老、在崩潰、在爆炸、在霧化、在消失，但似乎更多、更新、更強大的黑洞又產生出來，又活躍得朝氣蓬勃。
一九六七年，二十五歲的霍金在劍橋大學開始研究引力物理學和宇宙學。短短三年，他和另一位學者就證明了廣義相對論中的奇性定理，在經典物理學的框架中，宇宙大爆炸和黑洞內部都存在奇點。何為奇點？通俗地講，引起宇宙大爆炸和黑洞形成時，都存在一個物質的聚集點；所謂奇點，奇在此點體積無限小，彎曲無限大，密度無限大，引力無限大。
在此之前，科學家們對奇點的形成有爭論，而霍金和另一位科學家一起從理論上證明了黑洞的中心存在著奇點。這是霍金在他學術生涯中第一個舉足輕重的定理：奇點定理。其實，我們所處的宇宙，曾經就是一個奇點，即所謂的“宇宙大爆炸奇點”，隨著這個奇點的爆炸，才形成了星系、恒星、行星，以及所處宇宙的一切，當然也包括生長生活在地球上的人類。黑洞中存在奇點。正是在奇點，物理定律甚至因果定律崩潰了。那一年，一九七○年，愛因斯坦已離我們遠去十五年，而霍金被病魔困在輪椅上已經整整八年了。
霍金出生在一九四二年一月八日。那一天恰恰是偉大的物理學家伽利略逝世三百周年。這對霍金的一生預示著什麼？少年時期的天真活潑，聰明伶俐，彷彿像英格蘭春天的一陣季風，一掠而過。二十一歲的如夢青春，如火如荼的生活。霍金卻突然得了肌萎縮性脊髓側索硬化症，俗稱“漸凍人症”。據說患病率以百萬分之一計，而災難偏偏就落在了他的頭上。霍金從此被禁錮在了輪椅上，輪椅似乎就是他的全部世界。
這種病讓人僵而不死，患病後的霍金唯一能活動的只有兩隻眼睛和三根手指。最後，他連三根手指也不能動，只能眨眨眼皮，通過電腦語音合成器來表達意見。世上有人能想像出霍金的悲憤和痛苦嗎？宇宙之大，黑洞之深，恐怕也難容下霍金那個無法言表的內心世界。可能是上帝偏袒他，也可能是宇宙賜予他，那就是霍金無與倫比的天才大腦。彷彿只有霍金的大腦才能遨遊宇宙，才能出入黑洞。
霍金在七十一歲時曾回憶起五十年前被診斷患上“漸凍人症”後，他似乎並沒有被病情擊倒，也沒有在病痛的折磨中過度悲傷。他彷彿更能集中思想、集中精力，調動一切思維將研究方向對準宇宙，研究太空。楊振寧先生說他三十年前就認識霍金了，那時候他認為霍金快要死了，可沒想到他竟然還活著，而且活得好好的。中間還生兒育女，而且他每天坐著輪椅到劍橋大學去熟悉熟悉牛頓教學的講壇，這講壇需要最棒的數學家和物理學家才行。
這就是霍金。
霍金在《時間簡史》第一章中就提出：“宇宙從何而來？又將向何處去？宇宙有開端嗎？如果有的話，在開端之前發生了什麼？時間的本質是什麼？這會有一個終結嗎？”
霍金絕不是第一個思考宇宙的人，他不過是夏夜抬頭觀望銀河星系中的一人。宇宙的存在和起源是人類最大的謎題之一，人類文明也伴隨著宇宙的謎題產生了無數的猜想、傳奇、故事、說夢、鬼神。宇宙無邊，人類的思考就無邊；人類的文明無際涯，對宇宙的探索就無止境。
西元前五世紀，亞里斯多德就曾寫過《論天》，亞里斯多德叩問的是宇宙，論說的是宇宙的神秘，它的外延和內核，它的存在和天；老子也論“道”，有物混成，先天地生，寂兮寥兮，獨立而不改，周行而不殆。可以為天下母。無名天地之始，有名萬物之母。無狀之狀，無生之象，是謂恍惚。
而釋迦牟尼對天地之外的宇宙的寄望是：一個太陽和一個月亮就是一個世界；一千個太陽和一千個月亮就是一個小千世界；一千個小千世界就是一個中千世界；一千個中千世界就是一個大千世界；那麼大千世界裏究竟有多少個太陽和月亮呢？還有三千世界，三千世界之外也許就無言可說，無法憧憬了。沒想到釋迦牟尼還是位偉大的物理學家、宇宙學家、哲學家。西元前五世紀，是世界公認的人類文明的鼎盛時期。如此看來，這其中的一個標誌，是人類對宇宙的探索，對地球物理學的開研。
據科學家論證，宇宙的壽命應為一百三十七億年。人類真正獲取宇宙知識，絕大部分發生在近一百年內。一百年間才讓人類朦朦朧朧地看見宇宙的外形，神龍見尾不見首。再有一百年，人類才有可能認識宇宙。當然，將來的一百年間還必須有數位牛頓、愛因斯坦、伽利略、霍金式的天才。
一九二九年，哈勃發現了紅移定律。他觀察到大多數星系正飛離我們而去，其速度和與我們的距離成正比，這意味著宇宙正在膨脹。這還表明星系在相互離開，而時空是不變的，對於不具備愛因斯坦廣義相對論思維的人來講，直接且易懂。愛因斯坦一九一五年提出廣義相對論後，這個場景應被正確理解成宇宙的空間在膨脹。愛因斯坦在一九一六年發表的第一篇相對論宇宙學的論文中，由於引力的吸引作用得不到宇宙的穩恒的分解，因而為了抗衡引力，愛因斯坦在論證中引進了宇宙常數，從廣義相對論中能得到宇宙膨脹的原理。
愛因斯坦應該是叩問探索宇宙最有科學成就的偉人。一九一五年，他在柏林作了影響人類，當然也是震驚世界的科學演講，那個演講推算的物理和數學公式太複雜了。他要首先輸入水星的軌道參數和水星與太陽的最小距離，將光速帶入方程。這還僅僅是得出來的一個資料。對一般人來說，一點不比讓人把一盆水分離出具體的水分子來得容易。但愛因斯坦在一九一五年十一月柏林的科學演講，向世界公開了一項走向新征程的一整套科學密碼，這就是我們現在稱道的廣義相對論。
愛因斯坦的廣義相對論之偉大，意味著現代物理學的大門被悄然打開。時間回到一六八四年，牛頓和他的好友哈雷，就是那位發現哈雷彗星的科學家，開始嘗試用一套簡潔明確的數學理論來概括宇宙間大到月球，小到蘋果的任何物體的基本運動規律。這就是偉大的萬有引力定律。
哈雷的耀眼還在於他為牛頓的巨著《自然哲學的數學原理》寫的序言，當中有這樣一句話：“我們洞悉了牢不可破的世界秩序。”難道連萬有引力定律也是“牢不可破”的嗎？淺顯地表述就是牛頓發現了世界上只有一個宇宙，而愛因斯坦卻探明推演出世界上不止有一個宇宙。一個愛因斯坦展示的全新時代，讓人難以置信。誰能相信世界上還有用舌頭微笑的嗎？就在那次科學大會上，愛因斯坦讓全世界的科學家開眼，原來舌頭也能微笑。這個世界上還有什麼不可能的嗎？那年離霍金掌握的廣義相對論卻只有五十年。
黑洞的發現頗富戲劇性。
當愛因斯坦提出廣義相對論的引力方程時，這個非線性的方程是廣義相對論的核心，但在數學上卻很難解。解不開的數學題就很難證明支撐廣義相對論的那個非線性的核心方程。打個簡單的比方，就像費曼手拿著一杯冰水和一個橡皮圈去講解穿梭機“挑戰者號”淩空爆炸的事故一樣。其中需要說明的技術問題列印出來的話，可能裝滿四輛大卡車。要把愛因斯坦面臨的那個非線性的核心方程用數學來證明，其演算過程、推理過程、變換方程需要說明的內容，絕不是僅裝滿四輛大卡車。連愛因斯坦都費解的難題，極可能要再等五十年，直到霍金走進劍橋大學以後了。若是這樣推算的話，霍金可能永遠也發現不了黑洞。
就在這個關鍵時刻，似乎是上帝的安排，德國出現了一位天才的天體物理學家，此人名叫史瓦西（Karl Schwarzschild）。當時史瓦西剛滿十六歲，就發表了一篇關於行星軌道的論文，讓專家們刮目。二十歲獲得博士學位，成為普魯士科學院會員。史瓦西不幸趕上了第一次世界大戰，他穿上了軍裝，當上了德軍炮兵上尉。
史瓦西的天才可以說是橫空出世。他在前線的戰壕裏寫完一篇關於相對論的重要論文，得到了愛因斯坦為之棘手的非線性方程中引力理論方程的精確解，而這個解的物件就是關於在真空中任意品質的星體周圍的空間特性。正是史瓦西的這一解，奠定了經典黑洞研究基礎，在天體物理學和宇宙學中具有里程碑的意義。霍金之所以成功，是因為他“站在巨人的肩上”，而這個巨人不止一個人，至少有史瓦西。能在炮火連天、槍林彈雨中“一心兩用”，還能沉醉在那麼繁瑣複雜、龐大縝密的推理計算中，可能不會再有第二人。
史瓦西於一九一六年初逝世，也就是他剛剛把那篇重要論文完成並寄給愛因斯坦以後，他就得了一種怪病，無醫可治，當他的論文發表時，史瓦西已經病故了。何為黑洞？它到底是宇宙中的一種什麼現象？牛頓認為，在巨大的物體附近，存在一種“力場”，這種“力場”就像磁場一樣，對在一定距離內的其他物質具有吸引力，猶如太陽吸引著地球，地球吸引著月球，甚至地球吸引著那個蘋果。而愛因斯坦的相對論認為，引力本身是時空的一部分，當物體品質大到一定程度，其附近的空間就會扭曲，從而改變周邊一切物體的運動軌道。二十世紀初的科學家們根據愛因斯坦的理論得出了一個公認的黑洞定義，那就是如果有一個品質極大的恒星，它自身的重力也無比巨大，最終恒星必定會因為不堪自身重負而坍塌萎縮成一個密度無窮大、體積無窮小的點，在這個點的周邊，會創造出一片吸引力極強，品質極大、連光也無法逃脫的區域，在時空的維度上，它就像一個深凹的洞，科學界美其名曰：黑洞。
黑洞最初被視為廣義相對論的一個數學結論提出的。到史瓦西手中，經過他的研究論證，得出了經典黑洞結構。這個黑洞的結構十分簡單，通俗地講叫“畫地為牢”，它僅有一個邊界線，但這個邊界也是“神聖不可侵犯的”。任何東西，包括光在內，一旦越過了“事件視界”即我認為看似無形卻有形的那條線，就有去無回，一去不復返；從越線那瞬間起，它們與外界就斷絕了所有聯繫。這個“牢”的大小、深淺、薄厚都是由黑洞的品質決定的，而“牢”並無實體。黑洞的中心是一個密度無限大的“奇點”，任何掉進黑洞的物體都會在此消失。黑洞彷彿是宇宙中的一個“魔洞”，直到霍金的黑洞學說，才賦予黑洞以嶄新的定義。
宇宙裏，沒有人能計算出有多少個黑洞，但天文學家已經觀測到了很多各式各樣的黑洞。隨著人類在南極建的南極望遠鏡，在衣索比亞阿迪斯阿貝巴建的恩托托天文臺，人類離黑洞越來越近，觀察得越來越清晰。
早在上世紀六十年代末七十年代初，霍金和另外三名科學家證明了黑洞的“無毛定理”。“無毛定理”就是一切處於穩定態勢運行的黑洞，都具有各自不同的品質、電荷和角動量的完全描述，每一個處在宇宙之中的黑洞，都像掛在森林中一棵茂盛大樹上的一片綠葉，誰能說那片與眾不同的綠葉沒有透露出植物和自然界的美？從此，黑洞被認為是宇宙間最美的天體。
黑洞這個名詞並非霍金創造的，而是比霍金年長三十一歲的美國普林斯大學著名的教授惠勒。當時，惠勒及其學生在天體、宇宙和黑洞的研究上有了實質性突破。但那些研究，缺乏堅實的理論基礎，缺乏物理和數學論證的理論和資料支撐。直到霍金巧妙地將量子效應應用於黑洞的研究，得出了黑洞具有溫度的重要結論，使對黑洞的研究大大前進了一步。
需要指出的是，在量子理論中，真空並不是什麼都沒有，從哲學上講，純粹的真空也是不存在的。真空也是不斷有正粒子和反粒子在不斷地生成和湮滅，只是這個演變的過程極為短暫，一般觀察不到。當這種正反粒子互相作用時，黑洞會產生一種不可思議的力量，優先將反粒子吸入進黑洞，把正粒子推向外界。這也是黑洞會輻射正粒子現象的真相。由於反粒子帶有負能量，吸入黑洞的反粒子就會使黑洞的能量減少，通過愛因斯坦最著名的公式E=mc^2就推斷出黑洞的品質會變小。通俗地講，黑洞吸收的反粒子越多，輻射出去的正粒子越強，黑洞的能量就會減弱，吸收和輻射的能力就會減弱，黑洞的品質就會流失，黑洞就會消失。這項霍金發現並論證的結論在物理界引起極大的轟動。
其實，一些極其複雜的事物從本質上講又都極其簡單。愛因斯坦只用兩個字就把核實驗和氫實驗分開，一個是輕字，一個是重字。核實驗是輕核裂變，氫核實驗是重核裂變。有時候極簡單的現象，卻蘊含有極複雜的原理。屎殼郎推動滾圓的糞球，從來都是履行兩點之間直線最短，絕不會出現偏差，更不會“盲人騎馬”，其原因是利用宇宙間的銀河在導航。
一九七四年，霍金發表了他一生影響最深遠的黑洞輻射的研究，他發現粒子可以從黑洞內穿透視界而蒸發出來，粒子有這種破壁而行的力量，既使是黑洞也“牢”不住它，圈不了它。粒子的逃離使得黑洞的品質會變小、變弱、變脆。關鍵霍金還證明了飛出黑洞的粒子，具有黑洞的熱譜，帶走的黑洞的性質並沒有因粒子逃離黑洞而消失、減弱，其溫度與黑洞的品質成反比。粒子本身從黑洞中帶走的溫度越高，黑洞的品質就越少、越弱，最後導致黑洞的溫度越高，其品質越弱、越差，達到極致之點時，黑洞則以爆炸終結。在黑洞輻射場景中，相對論、量子論和熱力學得到了完美的統一，這正是霍金的高明和傑出之處。在他之前，無人能如此全面、科學、正確地去解釋黑洞的“生老病死”。
關於宇宙間的粒子，它似乎是地球物理學的一個概念。從字表上看，總覺得粒子不大、不重，說它小至細菌、粒子、中子還好理解。而霍金說的這種宇宙的粒子，卻無限大、無限重。他舉例說，宇宙中有些星球叫白矮星，白矮星體積不大，但是它上面的一塊小石頭的密度有多大？一立方英寸的石頭，形象地說比一塊綠豆糕還小的石頭，重量就達到幾百億噸，讓人無法想像。霍金又打了一個簡單比方，如果把這塊小石塊放到地球上，地球表層的石頭就會像豆腐一樣，這塊小石塊會輕而易舉地從地球表面穿過去，直穿到最裏面，有可能一穿而過，比利箭射穿一張紙面還輕易，這不是危言聳聽，也不是故弄玄虛。
這種白矮星被霍金稱之為可能是上次宇宙大爆炸過程中遺留下的高密度的星球。就是像白矮星這樣的星球，一旦進入到黑洞中，也會發生人類不可思議的變化，它可能被融化得無蹤無跡，也可能貼附在黑洞壁上，轉化為其他物質，也有可能永遠被禁錮在黑洞之中。
過去讀老子的《道德經》，莊子的寓言，讀魏晉的玄學、清談，亞里斯多德的《論天》，屈原的《天問》，柳宗元的《天說》上九天攬月，下五洋捉鱉，都沒有離開這個世界。而霍金指點的是星球，放眼的是宇宙。
霍金的無邊界宇宙的設想和他的黑洞論，無論在科學上、哲學上，還是美學上、數學上，都具有巨大魅力。霍金認為，哲學為了和當代科學的成就相容，必須採納他稱為依賴型的實在論。在霍金之前，對宇宙黑洞的研究已有定論，那就是在大品質恒星坍塌形成黑洞時，黑洞會形成一種無所不能的“黑牢”。由於黑洞也不能永恆地存在，也面臨“生老病死”，在黑洞最終消失的時候，黑洞內部“禁錮”的一切資訊也會隨之消逝，但這與量子物理學原理相悖。(待續...)
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