史蒂芬霍金，天才理論家，奇特預言者

霍金的一些理論使我們看待宇宙的方式發生了革命性的變革，但仍有一些理論讓科學家們摸不著頭腦。

2006年12月，斯蒂芬·霍金在耶路撒冷布盧姆菲爾德科學博物館發表演講。

史蒂芬霍金是現代最偉大的理論物理學家之一。在媒體上廣為流傳的就是他與漸凍症抗爭的一生以及受此影響的他的外貌和身軀，但他給後人帶來的真正影響仍是其在科學領域五十載的碩果。他偉大的科學生涯及開創性的工作始於1966年的博士論文，直到2018年其去世前夕完成他最後的論文。在此期間他從未停下前進的腳步，直至生命的最後一刻，享年76歲。

霍金工作在物理學的前沿領域，他的理論在提出的時候大都會被認為過於超前。隨著越來越多的支撐性證據的不斷出現，霍金的理論也慢慢被科學界的主流思想所接受。從他震撼人心的黑洞理論到對宇宙微小起點的解釋，本文將會介紹一些已經被證實的理論，以及一些仍尚無定論的超前觀點。

獲勝的宇宙大爆炸理論

廣袤宇宙的說明性插圖——約138億年前的宇宙大爆炸開始 。

霍金憑藉他的博士論文有了一個極高的職業開端，他的論文正是發表在大爆炸理論和穩態學說這兩個敵對的宇宙學理論的爭吵處在白熱化的重要時刻。兩個理論都認為宇宙正在膨脹，大爆炸理論認為宇宙膨脹是從過去的一段有限時間內，超緊湊超密集的狀態開始的，但穩態學說假設宇宙是一直膨脹下去，並且不斷有新的物質產生以保持恆定的密度。在霍金的論文裡，他指出穩態學說在數學上是自相矛盾的。相反，他認為宇宙是從一個無限小、密度無限大的奇點開始的。如今，霍金的理論已經被大多數科學家所廣泛接受了。

黑洞是真實的

由事件視界望遠鏡捕捉的第一張黑洞照片——2019年由國家科學基金會發布。

與其他相比，霍金的名字更多的是和另一種奇異現象——黑洞，聯繫在一起。黑洞是由恆星在自身引力作用下完全坍縮所形成的。這些數學奇觀產生於愛因斯坦的廣義相對論，而在20世紀70年代初期，霍金把他的注意力轉移到這些之前，科學界已經就此爭論數十載。

根據發表在《自然》雜誌上的文章，霍金的天才之舉是將愛因斯坦的方程和量子力學聯繫在一起，他把曾經的抽象理論變成看起來是真的存在於宇宙之中的東西。事件視界望遠鏡在2019年獲取了潛伏於巨型星系Messier 87中心的超質量黑洞的直接圖像，而這一圖像正是證明霍金理論正確的最終證據。

霍金輻射

黑洞的名號來自於其強大的引力，即便是光的粒子也無法從黑洞的強大引力中逃脫。但在他工作的早期階段，霍金認為真相要比這幅單色畫顯示的更加微妙。

通過量子理論的應用——具體來說，就是成對的“虛擬光子”可以自發地從無到有產生的觀點——他意識到一些光子可以從黑洞的輻射中顯現。如今根據霍金輻射，這一理論被以色列理工學院的實驗室測試所證實。研究員使用聲學模擬——一個聲波不能逃脫的“聲波黑洞”，來代替真正的黑洞。他們按照物理學家的預測，準確檢測到了霍金輻射等效的情況。

黑洞面積理論

關於兩個相互盤旋的黑洞所散發的引力波的圖解。

在經典物理學中，熵，或者說系統的紊亂狀態只會隨著時間增加，而不會減少。通過與雅各布·貝肯斯坦（Jacob Bekenstein）的合作，霍金提出黑洞熵的測量是通過它周圍的事件視界的表面區域所達成的。

最近發現的由合併的成對黑洞所散發的引力波表明，霍金再一次正確。正如霍金在2016年第一次此類事件發生之後告訴BBC的那樣，“這一系統所被觀察到的特性和我在1970年做的黑洞有關的預測是一致的… 這一終極黑洞的面積比這些初始黑洞的面積總和還要大”。更多最近的觀測都進一步證實了霍金的“面積理論”。

因此，世界正在與霍金的驚人預言逐漸匹配。但仍有相當多的預言尚未被證實：

信息悖論

關於物體跌入黑洞的圖解說明 。

製造黑洞的物質的基本屬性看起來是完全消失了，而輻射並沒有告訴我們關於它們的任何信息。這就是科學家們嘗試數十年去解決的所謂的信息悖論。霍金在2016年發表了他對這一謎題的看法，即信息並沒有真的丟失。它被存放在黑洞周圍的零能粒子云中，而這區域被霍金稱為“軟毛”。霍金的黑洞軟毛理論只是被提出的許多理論之一，而真正的答案目前並沒有人知道。

初始黑洞

黑洞是由原先存在的物質，例如恆星，受引力作用坍縮而產生的。但是也有可能存在宇宙非常早期，即大爆炸後不久，就自發生成的黑洞。

霍金是第一個深入研究初始黑洞背後理論的人。事實證明，它們可以擁有幾乎任何程度的質量，從非常輕到非常重——儘管由於霍金輻射，真正微小的質量已經被“蒸發”成虛無了。霍金所考慮的一個耐人尋味的可能性是，原始黑洞可能構成了天文學家們認為滲透在宇宙中的神秘暗物質。然而根據LiveScience曾經的報道，最近的觀測證據顯示事實可能並不是這樣。無論是哪種方式，我們目前並沒有可以探測初始黑洞的觀測工具，或者說無法說明它們是否構成暗物質。

多元宇宙

多元宇宙理論的概念性圖解 。

霍金在其生命的最後階段修補的其中一個課題是多元宇宙理論——即我們所在的誕生於大爆炸的宇宙，只是無限並存的泡沫宇宙其中的一個。

有一些科學家認為，任何我們可以想象到的荒唐的情況都會立刻發生在無限合集宇宙中的一個角落。而霍金對於這一想法並不贊同。因此，在他2018年的最後一篇論文中，霍金尋求，用他自己的話來說，“嘗試馴服多元宇宙”。他提出了一個新的數學框架，雖然沒有完全遠離多元宇宙，但是使其呈現為有限的而不是無限的。但是就和任何平行宇宙相關的猜測一樣，我們無法驗證他的想法是否正確。而且看起來科學家也不可能很快就可以測驗他的想法。

時序保護猜想

聽起來或許很令人驚訝，但物理學定律——正如我們今天所理解的那樣——並不禁止時間旅行。愛因斯坦廣義相對論方程的結局方案包括“時間狀曲線閉環”，而這將有效地讓你回到你自己的過去。但霍金卻被此困擾，他認為時間倒流會引發本不可能存在的邏輯悖論。

為此他提出存在一些未知的物理學定律去阻止時間狀曲線閉環的出現——他將其稱為“時序保護猜想”。但“猜想”也只是科學層面的“猜測”，而我們真的不清楚時間旅行是否真的存在可能。

沒有造物主

這幅畫是米開朗基羅在1508-1512年間繪製的西斯廷教堂作品的改編版，描繪了亞當觸摸上帝的手指。

宇宙學家們最喜歡問的問題之一是“宇宙大爆炸之前發生了什麼”。霍金則認為此類問題毫無意義。就所有意圖和目的而言，時間本身——包括宇宙和萬物——始於大爆炸。

“對於我來說，這意味著並無任何可能存在造物主”，霍金說道，正如LiveScience之前報道的那樣，“因為沒有時間讓造物主存在”。這是一個霍金在他的一生中多次表達但大多數人都不同意的觀點。這幾乎可以肯定被歸類到“永遠不會以一種方式得到解決”的範疇裡。

世界末日預言

這些範圍從難以捉摸的希格斯玻色子，或 "上帝粒子"，可能觸發一個真空泡吞噬宇宙，到敵對的外星人入侵和人工智能（AI）接管。儘管斯蒂芬-霍金在許多事情上都是正確的，但我們只能希望他在這些方面是錯誤的。

BY: Andrew May

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