我们观察到的从外空间来的微波辐射背景给出这种膨胀是平滑而非混沌的证据。你只要把你的电视调到一个空的频道就能实际观测到这个辐射。你在屏幕上看到的斑点的小部分是由太阳系外的微波引起的。这就是从微波炉得到的同类的辐射,但是要更微弱得多。它只能把食物加热到绝对温度的2.7度,所以不能用来温热你的外卖皮萨。人们认为这种辐射是热的早期宇宙的残余。但是它最使人印象深刻的是,从任何方向来的辐射量几乎完全相同。宇宙背景探索者卫星已经非常精确地测量了这种辐射。从这些观测绘出的天空图可以显示辐射的不同温度。在不同方向上这些温度不同,但是差别非常微小,只有十万分之一。因为宇宙不是完全光滑的,存在诸如恒星、星系和星系团的局部无规性,所以从不同方向来的微波必须有些不同。但是,要和我们观测到的局部无规性相协调,微波背景的变化不可能再小了。微波背景在所有方向上能够相等到10分之99999。
上古时代,人们以为地球是宇宙的中心。在任何方向上背景都一样的事实,对于他们而言毫不足怪。然而,从哥白尼时代开始,我们就被降级为绕着一颗非常平凡的恒星公转的一颗行星,而该恒星又是绕着我们看得见的不过是一千亿个星系中的一个典型星系的外边缘公转。我们现在是如此之谦和,我们不能声称任何在宇宙中的特殊地位。所以我们必须假定,在围绕任何其他星系的任何方向的背景也是相同的。这只有在如果宇宙的平均密度以及膨胀率处处相同时才有可能。平均密度或膨胀率的大区域的任何变化都会使微波背景在不同方向上不同。这表明,宇宙的行为在非常大尺度下是简单的,而不是混沌的。因此我们可以预言宇宙遥远的未来。
因为宇宙的膨胀是如此之均匀,所以人们可按照一个单独的数,即两个星系间的距离来描述它。现在这个距离在增大,但是人们预料不同星系之间的引力吸引正在降低这个膨胀率。如果宇宙的密度大于某个临界值,引力吸引将最终使膨胀停止并使宇宙开始重新收缩。宇宙就会坍缩到一个大挤压。这和启始宇宙的大爆炸相当相似。大挤压是被称作奇性的一个东西,是具有无限密度的状态,物理定律在这种状态下失效。这就表明即便在大挤压之后存在事件,它们要发生什么也是不能预言的。但是若在事件之间不存在因果的连接,就没有合理的方法说一个事件发生于另一个事件之后。也许人们可以说,我们的宇宙在大挤压处终结,而任何发生在"之后"的事件都是另一个相分离的宇宙的部分。这有一点像是再投胎。如果有人声称一个新生的婴儿是和某一死者等同,如果该婴儿没从他的以前的生命遗传到任何特征或记忆,这种声称有什么意义呢?人们可以同样地讲,它是完全不同的个体。
如果宇宙的密度小于该临界值,它将不会坍缩,而会继续永远膨胀下去。其密度在一段时间后会变得如此之低,引力吸引对于减缓膨胀没有任何显著的效应。星系们会继续以恒常速度相互离开。
这样,对于宇宙的未来其关键问题在于:平均密度是多少?如果它比临界值小,宇宙就将永远膨胀。但是如果它比临界值大,宇宙就会坍缩,而时间本身就会在大挤压处终结。然而,我比其他的末日预言者更占便宜。即使宇宙将要坍缩,我可以满怀信心地预言,它至少在一百亿年内不会停止膨胀。我预料那时自己不会留在世上被证明是错的。
我们可以从观测来估计宇宙的平均密度。如果我们计算能看得见的恒星并把它们的质量相加,我们得到的,不到临界值的百分之一左右。即使我们加上在宇宙中观测到的气体云的质量,它仍然只把总数加到临界值的百分之一。然而,我们知道,宇宙还应该包含所谓的暗物质,即是我们不能直接观测到的东西。暗物质的一个证据来自于螺旋星系。存在恒星和气体的巨大的饼状聚合体。我们观测到它们围绕着自己的中心旋转。但是如果它们只包含我们观测到的恒星和气体,则旋转速率就高到足以把它们甩开。必须存在某种看不见的物质形式,其引力吸引足以把这些旋转的星系牢牢抓住。
暗物质的另一个证据来自于星系团。我们观测到星系在整个空间中分布得不均匀,它们成团地集中在一起,其范围从几个星系直至几百个星系。假定这些星系互相吸引成一组从而形成这些星系团。然而,我们可以测量这些星系团中的个别星系的运动速度。我们发现其速度是如此之高,要不是引力吸引把星系抓到一起,这些星系团就会飞散开去。所需要的质量比所有星系总质量都要大很多。这是在这种情形下估算的,即我们认为星系己具有在它们旋转时把自己抓在一起的所需的质量。所以,在星系团中我们观测到的星系以外必须存在额外的暗物质。
人们可以对我们具有确定证据的那些星系和星系团中的暗物质的量作一个相当可靠的估算。但是这个估算值仍然只达到要使宇宙重新坍缩的临界质量的百分之十左右。这样,如果我们仅仅依据观测证据,则可预言宇宙会继续无限地膨胀下去。再过五十亿年左右,太阳将耗尽它的核燃料。它会肿胀成一颗所谓的红巨星,直到它把地球和其他更邻近的行星都吞没。它最后会稳定成一颗只有几千英哩尺度的白矮星。我正在预言世界的结局,但这还不是。这个预言还不至于使股票市场过于沮丧。前面还有一两个更紧迫的问题。无论如何,假定在太阳爆炸的时刻,我们还没有把自己毁灭的话,我们应该已经掌握了恒星际旅行的技术。
在大约一百亿年以后,宇宙中大多数恒星都已把燃料耗尽。大约具有太阳质量的恒星不是变成白矮星就是变成中子星,中子星比白矮星更小更紧致。具有更大质量的恒星会变成黑洞。黑洞还更小,并且具有强到使光线都不能逃逸的引力场。然而,这些残留物仍然继续绕着银河系中心每一亿年转一圈。这些残余物的相撞会使一些被抛到星系外面去。余下的会渐渐地在中心附近更近的轨道上稳定下来,并且最终会集中一起,在星系的中心形成一颗巨大的黑洞。不管星系或星系团中的暗物质是什么,可以预料它们也会落进这些非常巨大的黑洞中去。
因此可以假定,星系或星系团中的大部分物体最后在黑洞里终结。然而,我在若干年以前发现,黑洞并不像被描绘的那样黑。量子力学的不确定性原理讲,粒子不可能同时具有定义很好的位置和定义很好的速度。粒子位置定义得越精确,则其速度就只能定义得越不精确,反之亦然。如果在一颗黑洞中有一颗粒子,它的位置在黑洞中被很好地定义,这意味着它的速度不能被精确地定义。所以粒子的速度就有可能超过光速,这就使得它能从黑洞逃逸出来,粒子和辐射就这么缓慢地从黑洞中泄漏出来。在一颗星系中心的巨大黑洞可有几百万英里的尺度。这样,在它之内的粒子的位置就具有很大的不确定性。因此,粒子速度的不确定性就很小,这表明一颗粒子要花非常长的时间才能逃离黑洞。但是它最终是要逃离的。在一个星系中心的巨大黑洞可能花10↑90年的时间蒸发掉并完全消失,也就是一后面跟九十个零。这比宇宙现在的年龄要长得多,它是10↑10年,也就是一后面跟十个零。如果宇宙要永远膨胀下去的话,仍然有大量的时间可供黑洞蒸发。
永远膨胀下去的宇宙的未来相当乏味。但是一点也不能肯定宇宙是否会永远膨胀。我们只有大约为使宇宙坍缩的需要密度十分之一的确定证据。然而,可能还有其他种类的暗物质,还未被我们探测到,它会使宇宙的平均密度达到或超过临界值。这种附加的暗物质必须位于星系或星系团之外。否则的话,我们就应觉察到了它对星系旋转或星系团中星系运动的效应。
为什么我们应该认为,也许存在足够的暗物质,使宇宙最终坍缩呢?为什么我们不能只相信我们已有确定证据的物质呢?其理由在于,那怕宇宙现在只具有十分之一的临界密度,都需要不可思议地仔细选取初始的密度和膨胀率。如果在大爆炸后一秒钟宇宙的密度大了一万亿分之一,宇宙就会在十年后坍缩。另一方面,如果那时宇宙的密度小了同一个量,宇宙在大约十年后就变成基本上空无一物。
宇宙的初始密度为什么被这么仔细地选取呢?也许存在某种原因,使得宇宙必须刚好具有临界密度。看来可能存在两种解释。一种是所谓的人择原理,它可被重述如下:宇宙之所以是这种样子,是因为否则的话,我们就不会在这里观测它。其思想是,可能存在许多具有不同密度的不同宇宙。只有那些非常接近临界密度的能存活得足够久并包含足够形成恒星和行星的物质。只有在那些宇宙中才有智慧生物去访问这样的问题:密度为什么这么接近于临界密度?如果这就是宇宙现在密度的解释,则没有理由去相信宇宙包含有比我们已探测到的更多物质。十分之一的临界密度对于星系和恒星的形成已经足够。
然而,许多人不喜欢人择原理,因为它似乎太倚重于我们自身的存在。这样就有人对为何密度应这么接近于临界值寻求另外可能的解释。这种探索导至极早期宇宙的暴涨理论。其思想是宇宙的尺度曾经不断地加倍过,正如在遭受极端通货膨胀的国家每隔几个月价格就加倍一样。然而,宇宙的暴涨更迅猛更极端得多:在一个微小的暴涨中尺度的至少一千亿亿亿倍的增加,会使宇宙这么接近于准确的临界密度,以至于现在仍然非常接近于临界密度。这样,如果暴涨理论是正确的,宇宙就应包含足够的暗物质,使得密度达到临界值。这意味着,宇宙最终可能会坍缩,但是这个时间不会比迄今已经膨胀过的一百五十亿年左右长太多。
如果暴涨理论是正确的,必须存在的额外的暗物质会是什么呢?它似乎和构成恒星和行星的正常物质不同。我们可以计算出宇宙在大爆炸后的最初三分钟的极早期阶段产生的各种轻元素的量。这些轻元素的量依赖于宇宙中的正常物质的量而定。我们可以画一张图,在垂直方向标出轻元素的量,沿着水平轴是宇宙中正常物质的量。如果现在正常物质的总量大约只为临界量的十分之一,则我们可以得到和观测很一致的丰度。这些计算也可能是错误的,但是我们对于几种不同的元素得到观测到的丰度这个事实,令人印象十分深刻。
如果存在暗物质的临界密度,那么其主要候选者可能是宇宙极早阶段的残余。基本粒子是一种可能性。存在几种假想的候选者,那是些我们认为也许存在但还没有实际探测到的粒子。但是最有希望的情形是中微子,我们对它已有很好的证据。它被认为自身没有质量,但是最近一些观测暗示,中微子可能有小质量。如果这一点得到证实并发现具有恰好的数值,中微子就能提供足够的质量,使宇宙密度达到临界值。
黑洞是另一种可能性。早期宇宙可能经历过所谓的相变。水的沸腾和凝固便是相变的例子。在相变过程中原先均匀的媒质,譬如水,会发展出无规性。在水的情形下会是一大堆冰或蒸汽泡。这些无规性会坍缩形成黑洞。如果黑洞非常微小的话,它们由于早先描述的量子力学的不确定性原理的效应,迄今已被蒸发殆尽。但是,如果它们超过几十亿吨(一座山的质量),则现在仍在周围,并且很难被探测到。
对于在宇宙中均匀分布的暗物质,它对宇宙膨胀的效应是唯一探测其存在的方法。由测量遥远星系离开我们而去的速度便可确定膨胀的减慢程度。其关键在于,光离开这些星系向我们传播,所以我们是在观测在遥远的过去的这些星系。人们可以绘一张图,把星系的速度和它们的表观亮度或星等作比较,星等是它们离开我们的距离的测度。这张图上的不同曲线对应于不同的膨胀减慢率。向上弯折的曲线对应于将要坍缩的宇宙。初看起来观测似乎表示坍缩的情景。但是麻烦在于,星系的表观亮度不能很好地标度离开我们的距离。不仅在星系的本征亮度存在相当大的变化,而且还有证据说明其亮度随时间而改变。由于我们不知道允许的亮度演化是多少,所以我们还不能说减慢率是多少:它是否快到使宇宙最终坍缩,或者宇宙会继续永远膨胀下去。这必须等到我们发展出更好的测量星系距离的手段后才行。但是我们可以肯定,减慢率没有快到使宇宙在今后的几十亿年内坍缩的程度。
宇宙在一千亿年左右既不永远膨胀也不坍缩是一个非常激动人心的前景。我们是否有所作为使将来变得更加有趣呢?一种肯定可为的做法是让我们驾驶到一颗黑洞中去。它必须是一颗相当大的黑洞,比太阳质量的一百万倍还要大。在银河系的中心很可能有颗这么大的黑洞。
在一颗黑洞中会发生什么我们还不很清楚。广义相对论的方程允许这样的解,它允许人们进入一颗黑洞并从其他地方的一颗白洞里出来。白洞是黑洞的时间反演。它是一种东西只出不进的物体。在宇宙的其他部分可能会有白洞。这似乎为星系际的快速旅行提供了可能性。麻烦在于这种旅行也许是过于迅速了。如果通过黑洞的旅行成为可能,则似乎无法阻拦你在出发之前已经返回。那时你可以做一些事,譬如讲杀死你的母亲,因为她一开始就不让你进入黑洞。
看来物理定律不允许这种时间旅行,这也许对于我们(以及我们母亲们)的存活是个幸事。似乎有一种时序防御机构,不允许旅行到以前去,使得这个世界对于历史学家是安全的。如果一个人向以前旅行,似乎要发生的是,不确定性原理的效应会在那里产生大量的辐射。这种辐射要么把时空卷曲得如此之甚,以至于不可能在时间中倒退回去,要么使时空在类似于大爆炸和大挤压的奇性处终结。不管哪种情形,我们的过,去都不会受到居心叵测之徒的威胁。最近我和其他一些人进行的一些计算支持这个时序防御假设。但是,我们过去不能将来永远也不能进行时间旅行的最好证据是,我们从未遭受到从未来来的游客的侵犯。
现在小结如下:科学家相信宇宙受定义很好的定律制约,这些定律在原则上允许人们去预言将来。但是定律给出的运动通常是混沌的。这意味着初始状态的微小变化会导至后续行为的快速增大的改变。这样,人们在实际上经常只能对未来相当短的时间作准确的预言。然而,宇宙大尺度的行为似乎是简单的,而不是混沌的。所以,人们可以预言,宇宙将永远膨胀下去呢,还是最终将会坍缩。这要按照宇宙的现有密度而定。事实上,现在密度似乎非常接近于把坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度。如果暴涨理论是正确的,则宇宙实际上是处在刀锋上。所以我正是继承那些巫师或预言者的良好传统,两方下赌注,以保万无一失。
十四、《沙漠孤岛》会晤记
英国广播公司的《沙漠孤岛》节目从1942年就开始广播,是无线电中延续最久的节目。现在,它多少已成为英国的传统。历来访谈者的范围极为广泛。它会晤了作家、演员、音乐家、电影演员和导演、运动明星、喜剧演员、厨艺家、园丁、教师、舞蹈家、政治家、皇室成员、漫画家以及科学家。访客被称作遇难者,假定他们被弃绝到一座沙漠孤岛之上,让他们选取八张随身携带的唱片。还允许他们随带一种奢侈品(必须是无生命的)以及一本书(假定一本适当的宗教的书——《圣经》、《可兰经》或其他类似的已经放在那儿,还有《莎士比亚全集》)。唱机是理所当然地提供的。早先的宣布通常还说:"……那里有一台留声机并有用之不竭的唱针。"现在用太阳能光碟唱机作为听唱片的手段。
该节目每周播一次,访客选取的唱片在会晤时同时放出,全过程通常为四十分钟。然而,这次和史蒂芬·霍金的会晤是一次例外,它在1992年的圣诞节播出,延续的时间更长。
会晤者为苏·洛雷。
苏:当然,史蒂芬,你在许多方面已经非常熟悉沙漠孤岛的寂寞,脱离了正常的体育运动以及被剥夺了自然的交流手段。你感到有多孤单?
史:我认为自己没有脱离正常生活,我以为周围的人也不这么认为。我不觉得自己是个残废人,只不过我的运动神经细胞不能运作罢了,不如讲我是个色盲的人。我想我的生活几乎谈不上是寻常的,但是我觉得精神上是正常的。
苏:尽管如此,你已经向自己证明了,不像《沙漠孤岛》上的多数遇难者那样,你在精神和智慧上是自足的。你有足够多的理论和灵感使自己忙碌。
史:我觉得自己天性有点害羞,而且我交流的困难迫使我依赖自己。但是小时候我是个多话的孩子。我需要和他人讨论来激励自己。我觉得向他人描述自己的思想对我的研究大有助益。即便他们没有提供任何建议,仅仅组织我的思想使他人理解的事实,就时时将我引向新的动向。
苏:但是,史蒂芬,你情感上如何得到满足呢?即便是杰出的物理学家也必须从他人处得到这些啊2
史:物理学尽管美妙,却是冷冰冰的。如果我除了物理学外一无所有,则无法活下去。正如所有人那样。我需要温馨和爱情。还有,我是非常幸运的,比许多患相同病的人幸运得多,我接受到大量的关爱。音乐也是我生活中的重要部分。
苏:请告诉我,是物理学还是音乐带给你更多的快乐?
史:我要说,我把物理学问题全部澄清后获得快乐的强度,是音乐从未曾带给我的。但那是一个人生涯中可遇不可求的现象,而你想听音乐时只要把光碟放在唱机上即可。
苏:请告诉我你在沙漠孤岛上首先要听的唱片。
史:那是帕伦克的《格罗里亚》[22]。去年夏天在科罗拉多的阿斯平我第一次听到它。阿斯平主要是滑雪胜地,夏天时常开物理会议。紧靠物理中心是一个巨大的帐篷,那里正举行着音乐节。当你坐在那里研究黑洞蒸发会发生什么问题时,你能同时听到演奏。这是非常理想的,因为它把我的两个主要快乐——物理和音乐结合在一起了。如果我在沙漠孤岛中兼有两者,根本不想被拯救。那是说,直到我在理论物理中做出要告诉所有人的新发现为止。我设想拥有一个卫星碟,以便通过电子信箱得到物理论文应是违反规定的。
[22]译者注:帕伦克(Poulenc)是法国本世纪初作曲家。《格罗里亚》(Gloria)通常在作弥撒时演奏。
苏:无线电可以掩盖身体上的缺陷,但是在这种情形下把别的东西也掩饰了。史蒂芬,回顾七年以前你名符其实地失声了。能告诉我这个过程吗?
史:1985年的夏天,我在日内瓦的欧洲核子中心,那是一座巨大的加速器。我打算继续往德国的贝洛伊斯去听瓦格纳的《尼伯龙根的指环》的歌剧系列。可惜我得了肺炎,并被送到医院急诊。日内瓦的医院告知我妻子说我没有希望了,可以撤走维生系统。但是她根本不同意。我被用飞机送回到剑桥的爱登布鲁克斯医院。那里的一位名叫罗杰·格雷的外科医生为我进行了穿气管手术。这个手术救了我一命,却从此使我失声。
苏:但是,那时无论如何你的讲话已经很模糊并很难听明白,所以最终总要失去讲话能力的,是吗?
史:尽管我的声音不清楚并很难理解,但是和我接近的人仍能理解。我可以通过翻译来做学术报告,我还可以对人口授论文。但在做完手术之际,我觉得受到了损害。我觉得如果我不能得到声音,那就不值得做手术。
苏:后来加利福尼亚的电脑专家得知你的困况,而且给你一种声音。你觉得如何?
史:他名叫瓦特·沃尔托兹。他的岳母和我的境况相同,所以他发展了一种电脑程序帮助她交流。一个指示光点在屏幕上移动。当它停留在你所需要选取的词上时,你就用头或眼睛的动作来操作开关,在我的情形下是用手。人们用这种办法可在屏幕下半部打印出的词中作选择。当他积累够了他所要说的,便可以送进语言合成器或者存在磁碟中。
苏:但是这进行得很慢。
史:它是很慢,粗略地讲为正常讲话速度的十分之一。但是语言合成器比我原先的语言清楚了很多。英国人说它具有美国的口音,而美国人却说它是斯堪的纳维亚或爱尔兰口音。不管怎么说,也不管是什么口音,每个人都能明白了。在我的自然声音恶化时,我的大儿子能调整适应之,可是我最小的儿子在我动穿气管手术时才六岁,在这之前他从来就听不懂。他现在没有困难了。这对我而言也是件大事。
苏:这也意味着,你对于任何会晤者的问题都要早早得到预先通知,而且只需要回答你准备妥当的,是吗?
史:对于像这次这样长的预录的节目,提早把问题交给我会有助益,这样可以避免花费大量时间来录音。在某一方面也使我易于掌握。但是我宁愿即席回答问题。我在学术或通俗讲演之后是这么做的。
苏:但是正如你所说的,这个过程表明你有主动权,我知道这对你相当重要。你的亲友有时称你为顽固或霸气的,你服气吗?
史:有主见的人时常被叫做顽固。我宁愿说我是决断的。如果我没有相当决断,也不至于有今天这种地步。
苏:你一贯如此吗?
史:我只要和其他人一样地对自己的生活有同等程度的控制权。残废人的生活受他人控制的情形实在太多了。没有一个正常人能忍受这个。
苏:请告诉我你的第二张唱片。
史:勃朗姆斯的小提琴协奏曲。这是我买的第一张大唱片。那是1957年,每分钟33转的唱片刚开始在英国出售。如果我买一台唱机则会被父亲责备为不顾他人的自私。但是我说服他我可以买到便宜的零件组装一台。他赞赏这种节俭的做法。我把唱盘和放大器放在一台老的78转的唱机盒子里。如果我保存它的话,现在就会变得非常珍贵。
这台唱机制成后,我需要放唱片。一位中学朋友建议放勃朗姆斯的小提琴协奏曲,因为我们的学校圈子里谁也没有这种唱片。我记得为它花费了三十五先令,这在当时尤其对我而言算是一大笔钱。唱片的标价变贵了,但实质上比过去便宜得多。
当我在店里首次听这张唱片时,觉得有点儿奇怪,我不清楚我是否会喜爱它,但是我感到我应该说我喜爱它。然而,多年来它变得对我很重要。我愿意听徐缓调的起始部分。
苏:一位家庭老友说过,在你童年时,你的家庭是,我引用道:"高度智慧,非常聪明而且非常怪异的。"回顾过去,你是否认为这个描述大致不差?
史:对我的家庭是否智慧我不便评论,但是我们肯定不自认为是怪异的。然而,我想按照圣阿尔班斯的标准也许显得如此。我们在那里住时,那是个相当严肃的地方。
苏:而你的父亲是位热带病专家。
交:我父亲从事热带医药学研究。他经常去非洲,在外面试验新的药物。
苏:那么你的母亲对你的影响更大,如果是这样的话,那是什么样的影响?
史:不,我要说我的父亲影响更大些。我模仿他。因为他是一位科学研究者,我觉得长大后从事科学研究是很自然的事情。仅有的差别是我对于医学或生物学毫无兴趣,因为这些学科似乎过于不精确和描述性。我要某些更基本的东西,在物理学中可以找到这些。
苏:你母亲说过,你一贯具有她描述的强烈的好奇心。她说过:"我能看到星星使他痴迷。"你是否记得?
史:我记得有一次深夜从伦敦回家。那时候为了省钱把路灯都关了。我从未看见过这么美丽的银河横贯的夜空。在我的沙漠孤岛中不会有任何街灯,所以可以尽情欣赏夜空。
苏:你的童年无疑是非常聪明的,在家里和你姐妹做游戏时非常富有进取心,但是在学校里却会落到班级里最差的,而且满不在乎,这是真的吗?
史:这是我在圣阿尔班斯第一年的情形。但是我必须说,这是一个尖子班,我的考试比我的作业好得多。我知道我可以做得很好——那只不过是我的书写和不整洁把我的分数拉下来。
苏:第三张唱片?
史:我在牛津读本科时,读过阿尔多斯·赫胥黎的《对偶》[23]。这是描绘本世纪三十年代的书,书中有大量的人物。除了一个人物是有血有肉的以外,绝大多数人物都是形式化的。这个人显然是赫胥黎本人的写照。他杀死了英国法西斯的头目,这个头目是按照奥斯瓦尔德·莫斯利爵士塑造的。然后他告诉法西斯党徒他干了此事,并把贝多芬的弦乐四重奏第132号唱片放在留声机上。他在放第三乐章的中间听到了敲门声,开门时被法西斯党徒枪杀。
[23]译者注:阿尔多斯·赫胥黎(Aldous Huxley)(1894-1963)是进化论者托玛斯·赫胥黎之孙,英国小说家。《对偶》(Point Counterpoint)是他1928年发表的乌托邦式的实验小说。
这是一部非常差劲的小说,但是赫胥黎的唱片选对了。如果我得知潮汐正逼近并将淹没我的沙漠孤岛,就会去听这四重奏的第三乐章。
苏:你上牛津的大学学院读数学和物理,按照你计算的,在那儿你平均每天大约用功一小时。按照我读过的,你划船、喝啤酒还以捉弄他人为乐。是什么原因使你对学业不在乎?
史:那是五十年代末期,大多数年轻人对所谓的成就感到幻灭。除了财富还是财富,似乎没有别的什么可以追求。保守党刚刚赢得第三次竞选,其口号为"你从未这么好过"。我和我的大多数同时代人厌倦生活。
苏:尽管如此,你仍然在几小时内解决你的同学在几周不能完成的问题。从他们所说的,他们显然知道你的才能。你认为自己意识到了吗?
史:牛津大学那个时期的物理课程极其简单。人们可以不听任何课,一周只要接受一二次辅导就能通过。你不必记许多事实,只要记住一些方程即可。
苏:正是在牛津,你首次注意到手脚不怎么听使唤了。那时候你怎么自我解释这个现象的?
史:事实上,我注意到的第一件事,是我不能正常地划船。后来我在从初级公共教室出来的楼梯上摔了一大跤。我忧虑头脑也许受到损害,所以看了学院医生,但是他认为没问题并让我少喝啤酒。我在牛津的期终考后去波斯度暑假。我的身体在回来之后一定是虚弱了不少。但是我把它归结于所经受的胃病所引起的。
苏:什么时候你开始屈服,承认患了非常严重的病,并且决定采取医生的劝告?
史:那时我已在剑桥,圣诞节时回家。那是1962年到1963年的非常寒冷的冬天。尽管我自知对滑冰不在行,仍然顺从母亲去圣阿尔班斯的湖面去滑冰。我摔倒后要爬起来非常艰难。我母亲感到出了什么毛病。她带我去看家庭医生。
苏:然后在医院住了三周,而他们告诉了你最坏的情形?
史:事实上是在伦敦的巴兹医院,因为我父亲是属于巴兹的。我住院两周,做了检查。但是他们除了说不是多发性硬化并且不是典型病以外,实际上从未告诉我出了什么毛病。他们没有告诉我前景如何,但我猜出非常糟糕,所以也不想去问。
苏:而且最后他们通知你说只有两年多的时间可活。史蒂芬,让我们暂时停顿一下,你可以挑选下一张唱片。
史:瓦尔基莉的第一场。这是美尔基尔[24]和列曼[25]演唱的另一张早期的大唱片。它是在战前原先录在78转的唱片上面,而在六十年代被转录到大唱片上。1963年我被诊断得了运动神经细胞病之后,就变成喜欢瓦格纳的作品;因为他和我的末日黑暗的情绪相投。我的语言合成器可惜末受过良好教育,把他的名字发成软的W的音。我必须把他拼写成V-A-R-G-N-E-R才使之听起来差不离。
[24]译者注:美尔基尔(Laurity Melchior)是丹麦本世纪男歌唱家。
[25]译者注:列曼(Lotte Lehmann)是德国本世纪女歌唱家。
《指环》系列的四部歌剧是瓦格纳最伟大的作品。1964年我和我的妹妹费利珀一起去德国的贝洛伊斯去看这些歌剧。那时我对《指环》尚不熟悉,所以系列的第二部瓦尔基莉给我留下了极其深刻的印象。这是沃尔夫冈·瓦格纳执行制作的,舞台几乎是全暗的。这是一对孩提时代即分开的双生子西格蒙德和西格林德的爱情故事。他们再次邂逅的场合是西格蒙德在西格林德的丈夫,也就是西格蒙德的敌人洪丁的家中避难之际。我选取的片断是西格林德对被迫和洪丁举行婚礼的叙述。一位老人在庆祝会之际进入大厅。此时乐队奏起忠烈祠的旋律,这是《指环》中的最高贵的主旋律。因为他是渥当,是群神之首也是西格蒙德和西格林德的父亲。他把剑插入树干之中。这把剑是要传给西格蒙德的。在该幕结尾时西格蒙德把它拔出来,然后两个人跑到树林中去。
苏:史蒂芬,从你的生平得知,通知你只能再活两年多的裁决似乎使你清醒过来,也可以说使你更专注于生命。
史:其首先的影响是使我沮丧。病情似乎恶化得相当迅速。因为我觉得活不到结束我的博士论文,所以没有必要做任何事或攻读博士。后来病情得到缓解,我也开始在研究上有所进展,尤其是能够证明,宇宙在大爆炸处必须有个开端。
苏:你在一次访谈中说过,你自认为现在比患病之前更快乐。
史:我现在肯定是更快乐。在患运动神经细胞病之前,我已对生活厌倦了。但是天折的前景使我意识到生命的可贵。一个人有这么多事可做,每一个人都有这么多事可做。我得到一种真正的成就感,因为尽管我的病情,我对人类知识做出了适度的却是有意义的贡献。当然,我是幸运的,但是任何人只要足够努力都能有所成就。
苏:你是否可以引申到这种程度,说如果你没有得运动神经细胞病,你就不会得到今天所有的成就,或者这个问题过于简单化丁?
史:不,我认为运动神经细胞病对任何人都没有好处。因为我是要理解宇宙如何运行,这种病无法阻止我的意愿,所以对我的损害比他人小一些。
苏:当你开始面对疾病时,一位名叫简·瓦尔德的女士给予你以鼓励。你在一次酒会中和她邂逅,然后恋爱直至结婚。你愿意说,你的成功中的多少应归功于她,归功于简?
史:如果没有她我肯定不能成功。和她定婚使我从绝望的深渊中拔出来。而且如果我们要结婚,我必须有工作,这样我就必须完成我的博士论文。我开始努力学习并且发现喜欢这样。随着我的病况恶化,简一个人照顾我。在那个阶段没有人愿意帮助我们,而且我们肯定没有钱去付给助手。
苏:而且你们一道蔑视医生,不仅是因为继续生活下去而且还生育了子女。你们在1967年得到罗伯特,1970年得到露西,然后在1979年得到提莫西。医生们是如何受到震惊的?
史:事实上,诊断我的医生再也不愿管我了。他觉得这是不治之症,首次诊断后我再也没去看他。我父亲在实际上成为我的医生,我听从他的建议。他告诉我,没有证据表明这种病是遗传的。简设法照顾我和两个孩子。只有在1974年我们去加利福尼亚时需要外人的帮助,起先是一名学生,后来是护士和我们同住。
苏:但是现在你不再和简在一起了。
史:我动了穿气管手术后需要二十四小时的护理。这使得婚姻关系越来越紧张。最后我搬出去,现在住在剑桥的一套新公寓里。现在我们分居。
苏:再回到音乐上来。
史:我挑选披头士的《请你让我快乐》。在我挑了四张相当严肃的唱片之后,需要一些轻松的解脱。对于我本人和许许多多其他的人而言,披头士的问世正值其时,这是对陈腐的令人作呕的流行乐坛吹进的大受欢迎的清新气息。我通常在星期日晚上收听卢森堡电台的最好的二十首歌曲。
苏:尽管你得到无数的荣誉,史蒂芳·霍金——我特别要提到你是剑桥的卢卡逊数学教授,这是伊萨克·牛顿的教席——你决定写一部有关你的研究的通俗著作,我想是为了非常简单的原因,那就是你需要钱。
史:我想从一部通俗书可适度地赚一些钱,我写《时间简史》的主要原因是我喜欢它。我为在过去二十五年间所做的发现激动不已,我要让大家分享。我从未预料到能进行得这么成功。
苏:的确,它打破了所有纪录,并因为其荣登畅销书榜的时间之久而被列入《吉尼斯世界纪录》,现在它仍在榜上。似乎没人知道它在世界范围究竟出售了多少本,但是肯定超过了一千万本。显而易见,人们购买它,但一直想问的问题是:他们阅读吗?
史:我知道伯纳德·列文看到第二十九页就看不下去了,但是我知道许多人阅读得更多。在世界各地,人们到我面前告诉说,他们如何地欣赏这部书。他们也许没有看完或者不能理解其中的全部细节。但是,他们至少得到这种观念,我们生活在由合理的定律制约的宇宙中,而且我们能够发现和理解这些定律。
苏:正是黑洞的概念深蒙公众想象力的宠爱,从而刺激了探究宇宙论的兴趣。你看过《星球旅行》的所有系列吗?"勇敢地探险前人从未涉足之处"等等。如果你看过的话,你喜欢它吗?
史:我在十几岁时读了许多科学幻想的书。而现在我自己在这领域里作研究,我觉得大多数科学幻想书都有点过于轻而易举。如果你不把在超空间行驶和扫描法运输人当作一个协调图像的部分的话,把它们写进科学幻想书实在是举手之劳的事。真正的科学是实实在在发生的事,所以也就更加激动人心。科学幻想作家从未在科学家思考到黑洞之前提示过它。我们现在对许多黑洞有了相当有力的证据。
苏:如果你落进黑洞的话会经受到什么惊险?
史:任何涉足科学幻想书的读者都知道,你落入黑洞的话会发生什么。你会变成意大利面条。但是,黑洞不是完全黑的这一点是更加有趣得多。它们以恒定的速率发射出粒子和辐射。这使黑洞缓慢地蒸发,但是黑洞和它的内容最终会发生什么仍然不很清楚。这是一个激动人心的研究领域,而科学幻想作家还未跟上来。
苏:而你所提到的辐射当然是霍金辐射。你并没有发明黑洞,尽管你进一步证明了黑洞不是黑的。正是他们的发现刺激你开始更认真地思考宇宙的起源,是这样的吗?
史:恒星坍缩形成黑洞在许多方面像是宇宙膨胀的时间反演。一颗恒星从较低密度的状态坍缩成非常紧致的状态,而宇宙是从非常紧致状态膨胀到较低密度的状态。存在一个重要的差别:我们处于黑洞之外,但却在宇宙之中。可是两者都以热辐射为表征。
苏:你说黑洞和它的内容最终会发生什么仍然不很清楚。但是我以为在理论上,不管发生了什么,而且包括航天员在内不管什么进入黑洞而消失,最终都会以霍金辐射的形式而被再循环。
史:航天员的质量能量将会变成黑洞发出的辐射而被再循环。但是航天员本人,甚至构成他的粒子不会从黑洞出来。现在的问题是,它们究竟发生了什么?他们是被毁灭了呢,还是穿越到另一个宇宙中去?这是我亟想知道的某种东西,而我并不想跳到一颗黑洞中去。
苏:史蒂芬,你是否依赖直觉做研究,也就是,用直觉得到你喜爱并令你着迷的理论,然后再着手证明之?或者说,你是否总是要以逻辑方式导致结论,而不敢预先作猜测?
史:我很依赖直觉,我试图猜出一个结果,但是之后必须证明之。而在这一阶段,我时常发现,我想过的东西不是真的,或者出现某种从未预料到的其他情形。我就是这样发现黑洞不是完全黑的。那时我想证明一些别的东西。
苏:再回到音乐上来。
史:莫扎特总是我喜爱的一位音乐家。他写下了无数的作品。今年早先我五十岁的生日之际,我收到一套他的全集的光碟,超过二百小时长。我没听完,正继续着。《安魂曲》是他最伟大的作品之一。莫扎特在完成《安魂曲》之前死去,他的一位学生从莫扎特余下的片断将其完成。我们就要听的赞美诗是仅有的全部由莫扎特谱写的部分。
苏:史蒂芬,请原谅我把你的理论过于简化。你一度相信过,正如我所理解的,曾经存在过创生的一点,即大爆炸,但是你现在不再这么认为了。你相信既没有开端也没有终结,而且宇宙是自足的。这是否表明,并不存在创生的行为,因此也就没有上帝的存身之处。
史:是的,你是过于简化了。我仍然相信宇宙在实时间里在大爆炸之处有一个开端。但是存在另外一种时间,即虚时间,它是和实时间垂直的。宇宙在虚时间里既没有开端也没有终结。这就表明宇宙启始的方式是由物理定律所确定的。人们也就不必说,上帝为宇宙运行选择某种我们不能理解的任意方式。我的理论并没有说上帝存在与否——只不过说她不是任意的。
苏:但是,如果上帝有可能不存在的话,你何以解释所有那些在科学以外的东西:人们过去以及现在对你的,实际上是对你自身灵感的热爱和信任?
史:热爱、信任和道德属于和物理学不同的范畴。你不能从物理定律推导出人们应如何行为。但是人们可以希望,物理和数学涉及的逻辑思维也会指导人们的道德行为。
苏:但是我认为,许多人觉得你实际上已经摆脱了上帝。你想否认这一点吗?
史:我的研究所指出的全部是,你不必说宇宙启始的方式是上帝的一个念头。但是你还遗留一个问题:为什么宇宙要在乎自身之存在?如果你愿意的话,可把上帝定义为这个问题的答案。
苏:让我们听第七张唱片。
史:我非常喜欢歌剧。我曾动过念头,八张唱片全选歌剧。其范围从格鲁克和莫扎特起,通过瓦格纳,直到威尔第和普契尼。但是我最后把它减少到两张。一张必须是瓦格纳,另一张我最后决定应属於普契尼。《杜兰朵》是他最伟大的歌剧,但是又是他生前未能完成的。我选取的片断是杜兰朵叙述古代中国的一名公主如何被蒙古人强奸并抢掳的经过。为了对此报复,杜兰朵汀算向她的求婚者问三个问题。他们如果回答不出就会被处死。
苏:圣诞节对你有什么意义?
史:它有点像美国的感恩节。是一个全家团聚以及感谢过去一年的场合。又是展望新年的时刻,正如在马厩中诞生的一个孩子所象征的。
苏:让我们更物质化一些,你想要什么礼物——也许近来你已富足到拥有一切?
史:我宁愿要惊奇。如果要求某种特定的东西,他就没有给施者留下利用他或她想象的自由或机会。但是我不介意让人知道我喜爱夹心巧克力。
苏:史蒂芬,迄今你已比预料的多活了三十年。尽管人们告诉你说永远不会生育,你却当了父亲,你完成了畅销书,你改变了人们头脑中的空间和时间的陈旧信仰。在你有生之年还要计划做什么呢?
史:所有这一切之所以可能只是因为我足够幸运地得到大量帮助。我对自己所取得的一切感到高兴,但是在我死之前还有许多想做的事。我不愿讲我的私生活,但在科学上我想知道人们应如何把引力和量子力学以及其他的自然力统一在一起。我尤其想知道黑洞蒸发时会发生什么。
苏:现在放最后一张唱片。
史:我要请你发这个音。我的语言合成器是美文的,对于法文无能为力。这是依狄斯·皮阿芙[26]唱的《我不再为任何事后悔》。这刚好可用以总结我的一生。
[26]译者注:依狄斯·皮阿芙(Edith Piaf)是法国本世纪女歌唱家,被誉为法国的麻雀。
苏:史蒂芬,现在如果你只能带走一张唱片,你要选哪一张?
史:那应是莫扎特的《安魂曲》。我可以一直把它听到光碟唱机的电池用完为止。
苏:还有你想带去的那本书呢?当然,莎士比亚全集和圣经已经预先放在那儿供你翻阅。
史:我想我要带乔治·爱略特[27]的《中途》。我记得有人,也许是维吉尼亚·吴尔芙[28]说过,这是一部为成熟的人写的书。我不清楚自己是否合格,但不妨一试。
[27]译者注:乔治·爱略特(George Eliot)是英国十九世纪女小说家。《中途》(Middlemarch)是她的一部杰作。
[28]译者注:维吉尼亚·吴尔芙(Virginia Woolf)是英国本世纪女小说家。
苏:还有你的奢侈品呢?
史:我想要大量的剑桥奶酪,对我来说,它是我的奢侈品的缩影。
苏:那么不是夹心巧克力,而是大量的剑桥奶酪。史蒂芬·霍金博士,非常谢谢你让我聆听你的沙漠孤岛唱片,谨祝圣诞快乐。
史:感谢你挑选我。我从沙漠孤岛衷心祝愿你圣诞快乐。我敢打赌说我的天气比你的还更加怕人。