2018年3月14日，伟大的科学家史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）逝世。6月15日，他被安葬于英国伦敦威斯敏斯特教堂的牛顿墓旁。
同一时间，为了纪念霍金，北京师范大学「敬文讲堂」内，多方共同举办了一场主题为「霍金的科学贡献与人文情怀」的纪念活动。
著名理论物理学家、北京师范大学赵峥教授也参加了此次活动，他简短地回顾了霍金一生中的几个伟大成就，以及霍金来华的有趣往事。这些故事，收录于赵峥老师的科普讲座文集《物含妙理总堪寻》当中。
「他出生这一天，正好是伽利略逝世300周年的那一天，他经常跟人谈到这一点，意思就是你们看看，我像不像个再生的伽利略？但是他也跟别人说，其实那天出生的孩子有20万。」
▲12岁的史蒂芬·霍金
摄于圣奥尔本家中的花园
中学时的霍金学习成绩不算拔尖，老师也并不怎么看好他。但霍金和同学交流时，总是在想一些很大问题，比如宇宙为什么有红移？是不是光在感到疲劳就变红了？创造宇宙是否需要上帝帮忙？
所以，同学就给他起了一个外号：爱因斯坦。
没想到，霍金后来真的常常和爱因斯坦相提并论。
考大学时，霍金以为自己不会考得太好，但没想到还是进入了牛津大学。当时，霍金恰好遇到英国进行教育改革，本科三年只在进校时考一次试，然后在毕业时连续考四天，把所有学过的课都考一遍。因而，霍金大学期间的学习生活比较轻松。
赵峥教授说，「霍金回忆，他当时一天学习的时间平均不到一个小时。」
▲ 身穿毕业服的史蒂芬·霍金，摄于1962年
有一件事也许可以体现霍金的非凡之处。那时，霍金的老师讲电磁学，留了13道题给大家做，限期两周完成。这些题非常难，其他同学都只做出了一两道。可是霍金呢，他到最后一天才想起要交作业，同宿舍的人都以为他没戏了。
到了第二天交作业时，霍金居然做出了其中10道。要知道，这还只是他临时突击赶出来的。
如果不出意外，霍金或许会继续轻松地渡过大学生涯。但当他快毕业时，厄运降临了：有一回，霍金在系鞋带时发现自己的手不听使唤，他到医院检查，发现自己患上的竟然是「渐冻人症」。医生很直白地告诉他，这是不治之症，一般三年就会病故。
霍金的精神瞬间击垮。相当一段时间里，他成日躲在屋子里喝酒，失去了继续生活的勇气。霍金是幸运的，他的女友简（Jane）不离不弃，一直陪伴着他。简还对他说，即使他患病也要和他在一起。想到自己还要结婚，养家过日子，而且一时半会儿也死不了。霍金重新振作起来，投入到物理知识的学习和研究中去。
「这次生病是霍金一生当中的一个转折点，从不用功转为用功。开始去钻研物理。」
彼时，宇宙大爆炸模型（一开始叫火球模型）并不是主流观点。霍伊尔支持的是稳恒态宇宙模型，他曾用嘲讽的语气说「火球模型」不如叫「大爆炸模型」。后来「大爆炸模型」才有了现在的说法。
霍金对霍伊尔提出的宇宙模型很感兴趣，于是和别人一起计算这个模型的公式，算着算着发现其中有一个系数是无限的，而这会导致整个公式不成立。
「霍金这一下子，给了稳恒态模型重重的一击。恰在那时候一些天文学家发现了微波背景辐射，这正是大爆炸模型预言的余热。从此以后，稳恒态模型就很少有人再涉及了，这下大爆炸模型完全占了上风。」
▲宇宙大爆炸理论示意图
©️维基百科
西阿玛很得意自己有霍金这么一个学生，他说这是他平生最得意的两件事之一。另一件事，是他把数学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）介绍给霍金，让他们一起研究相对论问题。
彭罗斯证明了星体塌缩成黑洞后存在奇点（odd point），又认为奇点是时间开始或结束的地方。在当时，这完全是不可思议的想法。
但霍金对这个问题很感兴趣，他博士论文的第一部分是指出稳恒态宇宙模型的错误，第二部分就是补充奇点定理，证明宇宙大爆炸之处存在奇点。
「霍金自己的第一个工作就是对奇点定理做出了贡献。他的第二个工作是黑洞面积定理，他认为黑洞的表面积随着时间前进只能增加不能减少。第三个重要工作，也是他一生当中最重要的工作就是证明了黑洞有热辐射，也就是霍金辐射。」
最初，大家都认为黑洞就像一个只吃不吐的怪物，任何信息都无法逃逸出来。
「那么黑洞外部的人对黑洞里边能够了解什么呢？只能了解到三个信息，一个是黑洞的总质量，一个是总电荷，一个是总角动量，其他的东西都不知道，所以有人提出“无毛定理”。毛就是信息，无毛就是没有信息。」
但霍金后来提出，黑洞其实是有辐射的。
赵峥老师在为我们团队录制节目时，为我们详细地讲述了这个故事。
「霍金他真正的贡献，他研究了奇点定理，又提出面积定理。最重要的是第三步，他发现黑洞有热辐射。就是黑洞有温度。这个问题非常奇特。」
▲电影《星际穿越》中对黑洞的艺术想象
不过，最初说黑洞有温度的人其实不是霍金，而是另外一位比他更年轻，名叫雅各布·贝肯斯坦（Jacob Bekenstein）的研究生。
贝肯斯坦是给黑洞命名的科学家约翰·惠勒（John Wheeler）的学生。霍金提出面积定理，说黑洞的面积只能增大不能减小。贝肯斯坦就想，什么东西会是只能增大而不能减小的呢？
学物理的人都知道，有一种物理量叫做熵，就是混乱度的量度。熵是只能增大不能减小的，这是热力学第二定律。而熵通常是跟温度关联的。
所以贝肯斯坦突然想到，它既然是熵，面积是熵，是不是还有温度啊？他马上就凑出一个公式来，果然算出了温度。黑洞还有另外一个物理量，就是一个单位质量的质点放在黑洞的表面时候它受到的引力。这个量叫表面引力，表面引力就是温度。
贝肯斯坦的文章出来以后，霍金首先跟另外两个人合作发表了一篇文章进行反驳，表示不同意黑洞有温度。黑洞是只进不出的，怎么可能有温度呢？
霍金又说，贝肯斯坦的公式虽然从数学上看没错误，但是他这么解释我不同意。霍金虽说不同意，但过了一段时间，他又回想，万一贝肯斯坦是对的呢？于是，霍金重新尝试着做了研究。
这一次，霍金发现贝肯斯坦确实是对的，自己的确错了。后来，霍金证明黑洞有热辐射。这种辐射效应就被称为霍金效应（Hawking Effect）或霍金辐射（Hawking Radiation）。
赵峥老师在6月15号纪念霍金的主题活动中提到，当时霍金的老师西阿玛知道霍金证明黑洞有辐射后，曾感慨道，凭借这项成果，霍金完全可以跻身于20世纪最伟大的科学家行列。
▲霍金在在飞机中体验「零重力」漂浮 2007
03.
赵铮老师还讲到，霍金和中国之间也有过一些趣事。
霍金曾经三次来中国。一般人只知道后两次，因为后两次媒体都做足了宣传。
其实，霍金第一次来中国是1985年。那一次，他只访问了两个学校，分别是中国科技大学和北京师范大学的相对论小组。而当年霍金演讲的地方，正是三十三年后，大家聚在一起纪念霍金逝世的地方——北师大「敬文讲堂」。
▲在北师大敬文礼堂举行的霍金纪念活动
讲台左边第一个人为赵峥教授
当时，霍金执意想去长城。于是，北师大的几个年轻研究生一起，把霍金抬上了长城。
▲霍金登上长城 1985
2002年，霍金再来中国，又去登了八达岭长城。这时已经有了观光缆车，霍金坐缆车登上了八达岭北八楼。
霍金第三次来华是在2006年，这次他倒没有再登长城，而是去天坛游玩了一圈。
▲霍金在天坛祈年殿 2006
霍金为什么执意要等登长城呢？从他说的一句话中，我们或许能够可以管窥一二：
「记得仰望星空，不要只看脚下。无论生活多么艰难，请保持一颗好奇心。你总会找到自己的路和属于你的成功。」
本周四（6月28日）晚八点，「明白微播」荣幸地邀请到著名理论物理学家、北京师范大学赵峥教授，给大家科普霍金的故事。如果你喜欢科学，一定不要错过这场知识的盛宴。■
（本文部分内容参考《物含妙理总堪寻》一书，以及赵峥老师为我们所录制的节目。如有纰漏，望请见谅。）
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