霍金的成就,貢獻!生平

史提芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking‎，1942年1月8日—），英國著名物理學家，在公眾評價中，被譽為是繼愛因斯坦之後最傑出的理論物理學家之一。他提出宇宙大爆炸自奇點開始，時間由此刻開始，黑洞最終會蒸發，在統一20世紀物理學的兩大基礎理論——愛因斯坦的相對論和普朗克的量子論方面走出了重要一步。

患有肌肉萎縮症的他，近乎全身癱瘓，不能發音，但1988年仍出版《時間簡史》，至今已出售逾1000萬冊，成為全球最暢銷的科普著作之一；2006年，他在香港透露正與女兒合撰一套類似《哈利波特與宇宙》的科普小說。


1988年霍金出版《時間簡史》一書，全球賣出逾1000萬冊，但因內容艱深，在西方被戲稱為「讀不了的暢銷書」霍金1942年出生於英國牛津，這天正好是伽利略的300年忌日，父親法蘭克是畢業於牛津大學的熱帶病專家，母親伊莎貝爾1930年代於牛津研究哲學、政治和經濟。

1942年1月，納粹德軍轟濫炸英格蘭，倫敦遭受幾乎夜夜不停的空襲。這迫使霍金一家搬離海格特的家園，遷到牛津避難。他們在霍金誕生後又回到了倫敦。童年時的霍金，學業成績並不突出，但喜歡設計極為複雜的玩具，據說他們曾做出一臺簡單的電腦。

1959年，17歲的霍金入讀牛津大學的大學學院攻讀自然科學，自稱用了很少時間而得到一等榮譽學位，隨後轉讀劍橋大學研究宇宙學，1963年被診斷患有肌肉萎縮症，即運動神經病，當時醫生診斷他只能活兩年，他雖然活下來，但在往後數十年逐漸全身癱瘓並失去了說話能力。

霍金曾澄清自己當時並無酗酒，只感到自己有「悲劇性格」，並使自己沉醉於華格納的音樂裡。直至他遇上了首任妻子簡·王爾德(Jane Wilde)，兩人結婚後育有3名子女。23歲時，他取得了博士學位，留在劍橋大學進行研究工作。

學術之路
就在霍金攻讀博士學位前後，倫敦伯碧克大學(Birkbeck College)教授羅傑·彭羅斯(Roger Penrose)在1960年代初開始發展奇點理論，引起劍橋大學的研究小組注意，霍金聽畢彭羅斯的研究後，回程途中向他的老師說：「不知道如果把彭羅斯的奇點理論，運用到整個宇宙會得到甚麼結果？」

1970年代初，霍金與彭羅斯合作發表論文，指出如果廣義相對論是正確，宇宙大爆炸前必然有奇點存在，成為首篇重要文章，隨後成為少數認真看待黑洞的學者，他結合了量子力學及廣義相對論，於1974年3月1日，霍金在《自然》提出黑洞發出一種能量，最終導致黑洞蒸發，該能量被命名為霍金輻射，引起全球物理學家重視。霍金的新發現，被認為是多年來理論物理學最重要的進展。該論文被稱為「物理學史上最深刻的論文之一」。

這數年的研究，令他迅速斐聲學術界。1975至1976年間，先後獲得倫敦皇家天文學會的埃丁頓勳章、教廷教宗科學學會十一世勳章、霍普金斯獎、 美國丹尼歐海涅曼獎、馬克斯韋獎和英國皇家學會的休斯勳章，1978年再獲阿爾伯特·愛因斯坦獎。自1979年他被聘用為劍橋大學應用數學和理論物理學院的盧卡斯教授（Lucasian Professor)，牛頓於1663年亦曾出任這榮譽職位。

1983年，霍金和吉姆·和特勒(Jim Hurtle)進一步提出「宇宙無邊界」（No Boundary Proposal），改變了當時科學家對宇宙的看法。

大眾明星

2001年霍金推出圖畫版的時間簡史－《胡桃裡的宇宙》1988年，霍金的科普著作《時間簡史：從大爆炸到黑洞》發行，從研究黑洞出發，探索了宇宙的起源和歸宿，該書被譯成40餘種文字，出版逾1000餘萬冊，但因書中內容極其艱深，在西方被戲稱為「讀不來的暢銷書」(Unread Bestseller)，有學者曾指這種書之所以仍可以如此暢銷，是因為書本嘗試解答過去只有神學才能觸及的題材：時間有沒有開端，空間有沒有邊界。[1]

2001年10月又一部作品《胡桃裡的宇宙》（The Universe in a Nutshell）出版發行。該書是《時間簡史》的姐妹篇，以相對簡化的手法及大量圖解，訴說宇宙起源。

霍金亦試圖通過通俗演講，將自己的思想與整個世界交流，除了常在英國及美國發表演說，他90年代曾兩次到訪日本，2002年8月曾到訪杭州發表《膜的新奇世界》（Brane New World），2006年6月在香港科技大學發表《宇宙的起源》時，哄動一時，被戲稱受到「搖滾巨星」級的接待。霍金的聲望，令他多次獲邀到外地演說，常獲國家元首接見。

霍金曾指，大眾會好奇一位殘障人士，為何會想到這麼多宇宙論，令他成了大眾媒體的寵兒。事實上，他在「星艦奇航記」中的電視影集「銀河飛龍」飾演過自己，與愛因斯坦及牛頓一起打橋牌；他亦曾在美國卡通片《辛普森一家》中演出，拯救劇中的女孩。

殘障及高科技輪椅
近乎全身癱瘓的霍金，除了四肢不能移動，1980年代他因肺炎而接受手術後，亦失去說話能力，但憑一張高科技輪椅，他仍可能發音合成語音、通電話，以及寫下一條條艱深方程式。據報霍金正嘗試一套新系統，讓電腦直接閱讀他腦內的信息，做到「我腦寫我口」。[2]

他說話時，會先抽動右面頰肌肉，當眼鏡上的紅外線感應器收到信息後，電腦就會自動打字。霍金每抽動一下，浮標即可選定目標。電腦由英特爾度身訂造；語音系統於1980年代中由美國公司Words-Plus撰寫，該公司為令霍金可以使用新的視窗XP系統，特意為他重寫整套程式。當霍金突然發笑，面頰肌肉抽動太大，屏幕便會出現一堆垃圾字。

電腦：由英特爾度身訂造的手提電腦，內置Pentium M1.5GHz中央處理器，有無線寬頻上網功能。在沒有無線上網網路的地方，則可透過諾基亞電話上網卡，直撥劍橋大學的系統
發音：霍金使用Words-Plus公司開發的Equalizer發音程式，發音時有點像電子字典，帶有美國口音（又有說像北歐口音），他2006年在香港說，原本系統仍有法國口音的英文，但要是用了這套口音，恐怕太太要跟他離婚。
電話：有無線電話系統，可直接用電腦撥出或收線
萬能遙控：輪椅備萬用紅外線遙控器，可控制電視、錄影機、聽音樂、鎖門、開關燈
儲存：霍金習慣將所有演講、論文儲入記憶碟內，理論上任何說話亦可加以儲存
電源：電池藏於輪椅之下，可同時支援輪椅及電腦運作
打字：霍金眼鏡右上方裝了紅外線發放及偵測器，只要他移動眼球，紅外線偵測到可從屏幕選出基本字母，再在屏幕下半部選字。輸入複雜公式時，他會用一個被視為毫無漏洞的程式TeX，若他輸入${-b\pm\sqrt{b^2-4ac} \over {2a}}$，則可得到一個二次公式（quadratic formula）


與妻子的關係
1990年，霍金與前妻珍（Jane）離婚，1995年迎娶私人看護伊萊恩。2004年初，英國有媒體指霍金遭到第二任妻子虐打，消息哄動全球。2004年1月，霍金透過劍橋大學兩度發表聲明，指責有關消息失實，並表示「我全心堅決駁斥說我遭到虐待的說法。媒體的報導純屬虛構，有人散播這樣不實的消息，令我感到失望。」

然而，外界傳出霍金身上出現多處神秘傷痕，手腕骨折，臉部和嘴唇有很深的切口，同年3月，英國警方正式向霍金問詢，了解有關情況，並查問部分霍金前護士索取資料，但由於霍金並未合作，英國警方最終未能起訴任何人。

早在2000年，警方亦曾對霍金的意外受傷感到懷疑，但霍金當時拒絕配合，令調查終止。霍金的女兒露西·霍金在訪問中曾說[3]，約2000年已發現父親身上有傷痕，但是父親說是他不小心自己弄傷的，她未有在意。

[霍金宇宙論
自1970年代，霍金先後與不同學者，提出多項學說，改變人類對宇宙誕生的看法。其中由他與另一名學者彭羅斯(Roger Penrose)合著的奇點定理，提出時間及宇宙是有起點和終點，肯定了同時代其他人開創的宇宙大爆炸學說，推翻古典物理學有關時空是永恆存在的學說；按照該項定理，他進一步提出具有革命意義的「宇宙無邊論」（No Boundary Proposal)，該論說指出，在擴張中的宇宙外，並沒有任何人類認知的「空間」存在。

在黑洞研究上，他亦提出多重創見，認為黑洞並非完全漆黑一片，相反，黑洞會發出一種輻射（後來被稱為霍金輻射），這種輻射（能量）以極緩慢的速度離開黑洞後，亦即意味黑洞能量會耗盡，造成黑洞蒸發現象。


學說背景
在古典物理學中，一般相信時間和空間，是一個獨立於自然界的概念，可以永久存在，但1915年，愛因斯坦發表廣義相對論中提出，時間和空間並非絕對，不再是獨立於事件的背景，人類對時間的看法出現革命性的轉變。

1920年代，埃德溫·哈伯利用100英寸的望遠鏡觀天時，發現恆星並非均勻分佈於整個空間，而是聚集在稱為星系的集團之中。他同時發現幾乎所有星系，都出現紅移現象，即它們即飛離我們，而星系離開我們越遠，飛離的速度亦越快。這項發現帶來新的問題，在更早的時候，所有星系是否離我們更近，甚至有一個宇宙的開端。

當時科學家曾嘗試解釋這種現象。1948年英國學者邦迪、高爾德和霍伊爾提出的穩恆態理論，提出宇宙會穿梭於擴張和收縮兩種狀態，但並沒有開端；俄國學者利弗席茲和哈拉尼科夫則提出，物質若沒有嚴格對稱的收縮，最終會引起反彈，而密度保持有限，這亦避免了宇宙有開端的說法。這理論提出時，霍金當時21歲，正在攻讀博士學位。

史蒂芬·威廉姆·霍金於1942年1月8日（伽利略逝世300年忌日）生於英格蘭 牛津。他父母原住在倫敦北部，但在第二次世界大戰期間，牛津被認?是一個生 育孩子較安全的地方。他八歲時，他家搬到聖·愛爾本斯，倫敦北面20英里的一 個小鎮。十一歲時，史蒂芬到聖·愛爾本斯學校上學，然後上牛津的"大學學院 "（University College)--他父親上過的學院。雖然他父親想讓他學醫，但他 卻想學數學。而大學學院沒開數學專業，所以他選擇了學物理。在大學學院學了 三年，沒花多大工夫，他被授予自然科學甲等榮譽學位。 然後史蒂芬到康橋做宇宙學研究，那個時候在牛津還沒有一個人從事宇宙學研 究。霍金十三、四歲時已下定決心要從事物理學和天文學的研究。十七歲那年，他考到了自然科學的獎學金，順利入讀牛津大學。學士畢業後他轉到劍橋大學攻讀博士，研究宇宙學。不久他發現自己患上了會導致肌肉萎縮的盧伽雷病。由於醫生對此病束手無策，起初他打算放棄從事研究的理想，但後來病情惡化的速度減慢了，他便重拾心情，排除萬難，從挫折中站起來，勇敢地面對這次的不幸，繼續醉心研究。 他的導師是丹尼斯·西馬，雖然他本希望弗雷德·霍依爾做他的導師的，弗 雷德·霍依爾當時正在康橋工作。八十年代，他開始研究量子宇宙論。這時他的行動已經出現問題，後來由於得了肺炎而接受穿氣管手術，使他從此再不能說話。現在他全身癱瘓，要靠電動輪椅代替雙腳，不但說話和寫字要靠電腦和語言合成器幫忙，連閱讀也要別人替他把每頁紙攤平在桌上，讓他驅動著輪椅逐頁去看。 獲得博士學位後，他在剛維爾·塞斯學院先是 做助研，後來便做職業研究工作。1973年史蒂芬離開天文學院來到應用數學和理 論物理系。自1979年，史蒂芬做"路克斯"數學教授。這個職位是1663年根據萊 佛仁德·亨利·路克斯的遺囑以路克斯留下的錢作?基金創建的。路克斯曾經是 該大學的英國議員。第一個獲得"路克斯"數學教授職位的是依紮克·巴羅， 然後是依紮克·牛頓。 史蒂芬·霍金一直從事宇宙的基本定律的研究工作。與羅傑·彭羅斯一起，他 發現愛因斯坦的廣義相對論暗示了空間和時間是從大爆炸奇點處開始而至黑洞結 束。這些結果顯示把廣義相對論與量子理論結合起來是必要的，這是二十世紀前 半世紀的另一個科學發展。他發現的這樣一個結合的一個後果是黑洞不應該是完 全黑的，黑洞向外輻射，最終蒸發，消失。另一個推測是宇宙在想象的時間裏沒 有邊緣，它是無限的。這將意味著宇宙形成的方式完全是由科學定律決定的。 他發表的著作包括：與G.F.R.艾利斯合著的《時空的大規模結構》，與W.以色 列合著的《廣義相對論：愛因斯坦世紀眺望》和與W.以色列合著的《重力300年》 。史蒂芬·霍金有兩部暢銷書：他的最暢銷書--《時間簡史》，和後來的《黑 洞、嬰兒宇宙及其他》。 霍金教授有十二個榮譽學位。1982年他被授予CBE，1989年獲榮譽夥伴稱號。 他獲得過許多獎勵，獎金，獎牌。他是英國皇家學會會員和美國國家科學學會會員。 史蒂芬·霍金繼續把他的家庭生活（他有三個子女和一個孫子女），他的理論 物理研究與廣泛的旅行和演講結合起來。霍金一生貢獻於理論物理學的研究，被譽為當今最傑出的科學家之一。他的著作包括《時間簡史》及《黑洞與嬰兒宇宙以及相關文章》。雖然大家都覺得他非常不幸，但他在科學上的成就卻是在他在病發後獲得的。他憑著堅毅不屈的意志，戰勝了疾病，創造了一個奇蹟，也證明了殘疾並非成功的障礙。他對生命的熱愛和對科學研究的熱誠，是值得年輕一代學習的。

霍 金 教 授 的 全 名 是 史 提 芬 ‧ 威 廉 ‧ 霍 金 (Stephen William Hawking)， 他 於 1942年 1 月 8 日 生 於 英 國 牛 津 郡 ， 也 正 是 著 名 科 學 家 伽 里 略 (Galileo) 逝 世 後 300周 年 紀 念 日 。 從 小 霍 金 便 表 現 出 一 個 科 學 家 的 特 質 - 非 常 喜 歡 發 問 。 他 也 喜 歡 建 造 模 型 來 觀 察 它 們 怎 樣 運 作 ， 就 好 像 他 現 在 如 何 探 索 宇 宙 。

霍 金 8 歲 時 進 入 了 聖 亞 班 士 城 (St. Albans) 的 一 所 女 校 (St. Albans School for Girls) [是 的 ， 這 間 學 校 本 來 只 是 收 女 生 的 ]。 後 來 ， 他 轉 校 到 聖 亞 班 士 學 校 (St Albans School)。 當 霍 金 還 是 一 個 孩 子 的 時 候 已 經 非 常 聰 明 ， 但 在 他 所 讀 的 精 英 班 中 ， 他 並 不 是 最 頂 尖 的 學 生 。 霍 金 的 一 些 同 學 並 不 相 信 他 會 有 成 就 ， 雖 然 他 們 給 他 改 了 一 綽 號 叫 "愛 因 斯 坦 "。



霍 金 的 父 親 是 一 個 醫 生 ， 他 希 望 兒 子 能 進 入 牛 津 大 學 (Oxford University) 攻 讀 醫 科 ， 繼 成 父 業 。 可 是 霍 金 對 數 學 有 較 大 的 興 趣 ， 但 因 大 學 沒 有 提 供 數 學 學 士 課 程 ， 於 是 他 便 選 修 了 物 理 。 在 3 年 後 ， 他 自 稱 沒 有 下 多 大 苦 功 ， 便 能 取 得 了 自 然 科 學 的 一 等 榮 譽 學 士 學 位 。 在 20 歲 那 年 ， 霍 金 往 劍 橋 大 學 (University of Cambridge) 研 究 宇 宙 學 (Cosmology)， 那 時 也 是 他 被 診 斷 出 患 上 一 不 治 之 症 -肌 萎 縮 性 側 索 硬 化 症 (ALS, Amyotrophic Lateral Sclerosis)。 他 慢 慢 的 不 能 控 制 他 的 肌 肉 ， 醫 生 相 信 他 只 能 活 上 數 年 。 當 霍 金 知 道 自 己 患 上 絕 症 的 初 時 ， 他 感 到 震 驚 和 苦 惱 ， 頓 感 失 去 生 存 的 意 義 ， 直 至 他 遇 上 了 他 的 妻 子 珍 懷 特 (Jane Wilde)。 其 後 他 的 病 情 並 沒 有 急 劇 惡 化 ， 而 他 也 完 成 了 他 的 博 士 課 程 。

在 取 得 了 他 的 博 士 學 位 之 後 ， 他 繼 續 留 在 劍 橋 大 學 進 行 研 究 工 作 ， 並 於 1973 年 離 開 了 天 文 學 院 (Institute of Astronomy)， 自 1979 年 他 便 被 聘 用 為 應 用 數 學 和 理 論 物 理 學 院 的 盧 卡 遜 講 座 教 授 (Lucasian Professor at the Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics)， 而 牛 頓 也 曾 在 1663 年 出 任 過 這 職 位 。


霍 金 的 研 究 範 圍 主 要 是 監 管 宇 宙 運 作 的 基 本 定 律 ， 在 1965 到 1970 年 間 ， 霍 金 博 士 和 倫 敦 佰 碧 克 大 學 (Birkbeck College) 的 教 授 彭 羅 斯 (Roger Penrose)根 據 愛 因 斯 坦 的 廣 義 相 對 論 (General Theory of Relativity)， 証 實 了 大 爆 炸 奇 異 點 (Big bang singularity) 的 存 在 。 從 1970 到 1974 年 ， 霍 金 主 要 從 事 黑 洞 的 研 究 。 他 結 合 了 量 子 力 學 (Quantum Mechanics) 和 廣 義 相 對 論 ， 在 1974 年 創 出 他 的 霍 金 幅 射 (Hawking Radiation) 學 說 。 在 1983年 ， 霍 金 和 加 州 大 學 先 達 巴 巴 拉 (University of California at Santa Barbara) 的 占 ‧ 靴 圖 (Jim Hurtle) 教 授 ， 提 出 沒 有 邊 界 的 宇 宙 理 論 ， 從 這 理 論 即 可 引 申 科 學 定 律 能 完 全 解 釋 宇 宙 如 何 開 始 啊 ﹗


不 幸 地 ， 霍 金 在 1985 年 得 了 肺 炎 (pneumonia)， 並 接 受 了 氣 管 切 開 手 術 (tracheotomy operation)。 這 手 術 雖 然 助 他 活 命 ， 卻 使 他 失 去 說 話 的 能 力 。 霍 金 曾 一 度 難 以 和 別 人 溝 通 ， 直 至 劍 橋 大 學 的 大 衛 美 臣 (David Mason) 替 他 的 輪 椅 裝 上 一 部 小 型 的 流 動 電 腦 和 語 音 合 成 器 ， 這 個 問 題 才 得 以 解 決 。 可 是 ， 這 個 語 音 合 成 器 給 霍 金 這 名 英 國 科 學 家 配 上 了 美 國 口 音 。

克 服 了 健 康 上 的 障 礙 ， 霍 金 博 士 對 物 理 學 有 很 大 的 貢 獻 。 他 曾 在 世 界 各 地 多 次 獲 得 大 大 小 小 的 獎 項 。 直 至 目 前 為 止 ， 他 總 共 獲 頒 發 了 12 個 榮 譽 學 位 。 在 1982 年 ， 霍 金 博 士 取 得 了 大 英 帝 國 司 令 勳 章 (Commander of British Empire , CBE)， 及 在 1989年 獲 贈 Companion of Honor 榮 譽 。 他 也 是 美 國 國 家 科 學 學 院 (US National Academy of Science) 的 成 員 。 現 在 ， 霍 金 博 士 正 繼 續 他 在 理 論 物 理 上 的 研 究 和 在 世 界 各 地 的 大 學 講 學 。

霍 金 博 士 的 著 名 著 作 ：

1) 時 間 簡 史 (A Brief History of Time)

2) 黑 洞 與 小 宇 宙 及 其 他 文 章 (Black Holes and Baby Universes and Other Essays)
First published in Great Britain in 1993 by Bantam Press, a division of Transworld Publishers Limited, London. Copyright (c) 1993 Stephen Hawking.

[Reference: Black Holes and Baby Universes and Other Essays, Copyright (c) 1993 Stephen Hawking.]