霍金

（1942-）

1942年1月8日，霍金出生于英国牛津。这一天正是伟大的物理学家、天文学家伽利略300年前阖然长逝的日子。伽利略是最先提出了惯性定律原理（一切物体在不受外力作用时都会保持原来的运动状态）的人，后来牛顿系统地归纳了这个定律（因此后人也叫它“牛顿第一定律”），使之成为一切力学定律的基石。爱因斯坦提出狭义相对论和广义相对论，彻底改变了人类的时空观念。霍金的成就与这几位前辈相比又如何呢？他有资格跻身科学名人堂吗？让我们从他在学术界的第一次亮相看起：
　　1970年，28岁的霍金和彭罗斯（R. Penrose）合作，证明了“奇点定理”：在一定条件下，按照广义相对论，宇宙大爆炸必然从一个“奇点”开始。为此，他们共同获得1988年的沃尔夫物理奖。
　　霍金的贡献——对黑洞性质的研究和提出量子引力论——论重要程度虽赶不上牛顿的万有引力定律和爱因斯坦的两个相对论，但是足以为他在科学名人堂中留下一席之地。尤其是他的量子引力论，整合了现代物理学的两大领域，自成体系，使他能与创立分子生物学（生物学与量子力学的成功结合）的科学家平起平坐。
　　在霍金之前，所有的宇宙理论都以广义相对论为基础，但是只有霍金发现并证明了广义相对论只是一个不完全的理论，它不能告诉我们宇宙起源的细节。因为根据广义相对论得出的结论，所有的物理理论（包括它自己在内）都将在宇宙的开端处失效。显然，广义相对论只是一个不完全的“部分”理论，所以奇点定理真正所显示的是，在极早期宇宙中有过一个时刻，那时宇宙是如此之小，以至于人们不得不考虑用20世纪另一个伟大的“部分”理论——专门描述微观世界的量子力学——来研究它。霍金和他的搭档被迫从对极其巨大范围的理论研究转到对极其微小范围的理论研究。
　　恰好有这样一种可能存在的微型天体可作为研究对象。正如霍金后来回忆的：“研究黑洞的性质，有助于我们同时理解大爆炸奇点，因为他们之间实在是太相似了。”于是他开始潜心研究黑洞问题。
　　1971年，霍金指出，宇宙大爆炸时间可能产生像质子那么小（半径10-13厘米）的重约十亿吨的“太初黑洞”，它们的寿命大约和宇宙年龄相同。
　　1973年霍金、卡特尔（B. Carter）等人严格证明了“黑洞无毛定理”：“无论什么样的黑洞，其最终性质仅由几个物理量（质量、角动量、电荷）惟一确定”。即当黑洞形成之后，只剩下这三个不能变为电磁辐射的守恒量，其他一切信息（“毛发”）都丧失了。“黑洞”的命名者惠勒（J.A. Wheeler）戏称这特性为“黑洞无毛”。