作为一位理论物理学家，斯蒂芬·霍金对人类理解宇宙本质作出了革命性的贡献。
2005年，斯蒂芬·霍金在他位于剑桥大学应用数学与理论物理系的办公室内
享年76岁的斯蒂芬·霍金的这张照片作为心智战胜物质困难的真实象征，一下子就吸引了大众。照片中的霍金坐在电动轮椅里，脑袋微微向一侧扭曲，双手交叉放置，操纵遥控器。就像古希腊的德尔斐神谕一样，身体的障碍得到了近似超自然天赋的弥补，这种天赋使得他的心智能够自由自在地翱翔于宇宙，时而神秘地揭示出一些深藏起来、不让凡人一阅的秘密。
当然，这样一幅浪漫的画面只能代表部分真相。认识霍金的人会清楚地意识到他身上占支配地位的一个活生生的人类身影，有着对生命、上佳的幽默、坚定决心的巨大热情，然而又有正常的人类弱点以及更为明显的长处。通常的理解中，他是“No.1的著名科学家”，显然他从这个角色中获得极大乐趣；诸多受众会参加他的公开讲座，而这大概并不总是只为了科学启迪。
科学界很可能形成更加审慎的评估。他对理解物理学和宇宙几何学作出许多令人印象深刻、有时是革命性的贡献，因此得到极高的评价。
21岁生日后不久，霍金被诊断为罹患了一种非特定的、无药可治的疾病，当时被确定为致命的退行性运动神经元疾病――肌萎缩性脊髓侧索硬化症，或者简称为ALS。随后不久，他没有屈服于抑郁情绪，而是开始将目光投射到某些最基本的、关于宇宙的物理本质的问题上。到了适当的时候，他会克服最严重的身心障碍，达到超乎寻常的成功。他藐视既有的医学意见，得以继续活了55年。
他的家庭有学术界背景，尽管并不是直接与数学或物理学有关。他的父亲弗兰克是一位热带病专家，他的母亲伊索贝尔（母家姓为沃克）是一名自由思想的激进分子，对霍金有着深远的影响。霍金出生于牛津，8岁时迁居至赫特福德郡的圣奥尔本斯。他在圣奥尔本斯学校接受教育，荣获奖学金，在牛津大学的大学学院学习物理学。他被导师们认定为有着不同寻常的能力，但他没有认真对待学业。尽管他在1962年获得了一等学位，但这并不是特别突出的成绩。
他决定在剑桥大学三一学堂继续学习物理，打算在杰出的宇宙学家弗雷德·霍伊尔（FredHoyle）门下学习。但他失望地发现，霍伊尔无法收他为弟子，当时在同一个研究领域可选的老师是丹尼斯·夏默（DennisSciama），霍金对他一无所知。结果证明成为夏默的学生是一件幸事，因为夏默正逐渐成为英国宇宙学领域的一位出色的伯乐，他指导的多位学生日后会在历史上留下自己的鼎鼎大名（其中包括未来的英国皇家天文学家――勒德洛的里斯男爵）。
夏默似乎了解当时物理学的所有研究必威在线网站首页网址 ，尤其是在宇宙学领域，而且他向所有遇到他的人传达富有感染力的激情。在整合和团结科研人员方面，他也十分高效，这些科研人员掌握着重要的知识，值得进行彼此间的交流。
当霍金在剑桥大学的研究生涯进入第二年时，我（当时在伦敦的伯贝克学院）已经建立了一种相关的数学定理。它基于一些看似有理的假设（利用了全局/拓扑学技巧，当时的物理学家大体上还不熟悉这些知识），显示一颗坍缩中的特大质量恒星会成为时空中的一个奇点――在这个奇点上，密度和时空曲率预计会变成无限大――并给予我们一幅如今称为“黑洞”的画面。这样的时空奇点会藏在一种“视界”的内部深处，信号或物质实体都无法从中逃离。（这幕画面在1939年就已经由罗伯特·奥本海默和哈特兰?斯奈德提出，但仅仅在假定了严格球对称的特殊情况下。这条新定理的目的是排除这样不切实际的对称性假设。）在这个中心的奇点，爱因斯坦广义相对论的经典理论会达到极限。
与此同时，霍金也已经在与乔治·埃利斯一起思考这类问题，埃利斯当时在剑桥大学圣约翰学院攻读博士学位。两人当时在钻研一类更为局限的“奇点定理”，需要有一条不合理的限制性假设。夏默特意让霍金和我碰头，而且霍金没用多少时间就找到一个办法，以一种出人意料的方式运用了我的定理，于是它可以应用（以时间反演的形式）于宇宙学背景，显示出被称为“大爆炸”的时空奇点不仅是标准高对称性宇宙模型的特征，也是任何性质上相似但不对称的宇宙模型的特征。
我的原始定理中的一些假设在宇宙学背景下，比起针对恒星坍缩成黑洞的过程而言，似乎没那么自然。为了将数学结果普遍化（这样就能除去这些假设），霍金开始学习新的数学技巧，这些技巧似乎与问题有关。对黎曼空间进行全局（拓扑学）研究的领域中，那些活跃的数学家运用的一部分方法就是被称为“莫尔斯理论”的一种强大的数学研究成果。然而，爱因斯坦理论中使用的空间其实是伪黎曼空间，相关的莫尔斯理论就有所不同，差异虽然微小，但却重要。霍金为自己发展出必要的理论，在某些方面获得了查尔斯·米斯纳（CharlesMisner），罗伯特·杰勒西（Robert Geroch）和布兰登·卡特（BrandonCarter）的帮助，得以用它来提出新的定理，该定理本质上更为强大，我提出的定理的假设条件在霍金的新定理中可以被弱化不少，显示出大爆炸类型的奇点是爱因斯坦广义相对论在广泛情况下的必要蕴涵。
几年后（是在1970年由皇家学会出版的一篇论文中，当时霍金已经成为剑桥大学冈维尔与凯斯学院的一位“科学上卓越杰出”的学院院士），他和我联手合作，发布了一条更为强大的定理，几乎把这个领域此前进行过的所有研究工作都包含进去。
1967年，沃纳·伊斯雷尔（WernerIsrael）发表了一篇引人关注的论文，暗示当黑洞最终安顿下来，变得静止不动时，不旋转的黑洞必然会变成完全球对称。由卡特、戴维·罗宾逊（DavidRobinson）以及其他人得出的后续研究结果将它普遍化，把旋转的黑洞也包括进来，暗示最终的时空几何必须符合由罗伊·克尔（Roy Kerr）在1963年找到的爱因斯坦方程的精确解组。完整论证的关键要素是：假如有任何旋转存在，那么必然有完全的轴对称。这一要素基本上由霍金在1972年提供。
所有这些的结论十分引人注目，即我们期望在大自然中找到的黑洞得要遵守这种克尔度规。正如伟大的理论天体物理学家苏布拉马尼扬?钱德拉塞卡随后所评论的，黑洞是宇宙中最完美的宏观物体，只用空间和时间构建出来；不仅如此，黑洞也是最简洁的，因为它们能用一种明确已知的度规（克尔度规）来精确描述。
霍金延续他在这个领域的工作，确定了多个关于黑洞的重要结果，譬如黑洞的事件视界（黑洞的束缚面）必须具备球体拓扑性质的论证。他与卡特和詹姆斯·巴丁（James Bardeen）进行合作，在1973年发表的研究工作中，他建立了黑洞行为和热力学基本定律之间的某种值得注意的类比，据它显示，视界的表面区域和它的表面重力分别类似于熵和温度的热力学量。公允地说，在霍金这段极其活跃、为这份研究工作铺路的时期里，他在经典相对论领域的研究是那时候全世界最优秀的。
霍金、巴丁和卡特将黑洞的“热力学”行为仅仅理解为类比，没有实际的物理学意旨。差不多在一年之前，雅各布·贝肯斯坦（JacobBekenstein）早已指出，在量子力学的背景下，物理一致性的要求暗示了黑洞必定有个实际的物理熵（“熵”是物理学家对“无序”的度量），黑洞熵与视界表面积成正比，然而贝肯斯坦没能精确地确定比例因数。然而，从另一方面看，黑洞的物理温度必定等于零，这与这种类比不一致，因为任何形式的能量都无法逃离黑洞，所以霍金和同事们没有准备将这种类比完全当回事。
霍金那时已经将研究的注意力转移到黑洞相关的量子效应上，并且开始计算，想确定在宇宙大爆炸中可能生成的极小的、旋转的黑洞是否会辐射出旋转能。他惊讶地发现，不管是哪一种旋转，黑洞总是辐射出能量，而通过爱因斯坦的E=mc2公式来理解，这也就代表黑洞的质量。因此，任何一个黑洞实际上有着非零的温度，准确地符合巴丁-卡特-霍金类比。不仅如此，霍金还为熵比例常数提供了精确值“1/4”，那是贝肯斯坦所未能确定的量。
霍金预测的这种来自黑洞的辐射如今被十分贴切地称为“霍金辐射”。然而，对于任何一个在正常天体物理过程中诞生的黑洞而言，霍金辐射是极其微小的，靠如今所知的任何技术是肯定无法直接观测到的。但是，霍金主张，在宇宙大爆炸中，可能产生非常小型的黑洞，这些黑洞的霍金辐射会逐步演变成最终的爆炸，那或许能观测到。似乎还没有证据支持这类爆炸，表明宇宙大爆炸并不像霍金希望的那样配合，这是他的一大挫折。
从理论角度来说，这些建树肯定是重要的。它们建立起黑洞热力学理论：通过结合量子（场）理论和广义相对论的手段，霍金证实了有必要引进第三个主题――热力学。它们通常被视为霍金最了不起的贡献。不可否认，它们对于未来的基础物理学理论有着深刻的涵示，但这些涵示的详细性质仍然是激烈争论的话题。
霍金本人能够从所有这些理论推断出（尽管没有获得粒子物理学家们的普遍赞同），普通物质的基本组成――质子――必定最终会衰变，尽管它们的衰变率是当今的技术所无法观测到的。他也给出了量子力学基本法则也许需要修正的理由，他似乎最初很赞同这个观点。但后来（以我自己的意见来看，是令人遗憾的）他转变至一种不同观点，在2004年7月都柏林国际引力会议上，他公开宣布自己最初预测黑洞内有“信息损耗”的想法改变了，承认自己输掉了与加州理工学院物理学家约翰·普雷斯基尔（JohnPreskill）的一次打赌。
在对于黑洞的研究工作之后，霍金将他的注意力转移到量子引力问题，发展出灵巧的想法，解开一些基本问题。量子引力被普遍视为物理学中最基本的未解基础性问题，牵涉到将粒子物理学的量子手段正确施加到时空结构上来。一个已经声明的目标是找到一项强大的物理学理论，足以对付黑洞和宇宙大爆炸中经典广义相对论的时空奇点。
到这个时候为止，霍金的工作虽然牵涉到爱因斯坦广义相对论的弯曲时空背景中的量子力学手段，但仍然没有提出量子引力理论。那会要求将“量子化”手段应用到爱因斯坦弯曲时空上，而不仅仅应用到弯曲时空内的物理场。
霍金和詹姆斯·哈特尔（JamesHartle）发展出一套量子手段用于处理宇宙大爆炸的奇点。它被称为“无边界”想法，奇点通过它就替换成一个光滑的“帽子”，这又被比作地球北极发生的情形，即经度的概念在北极失去了意义（变得奇异），而北极本身有着完美的几何性质。
为了让这套想法变得合理，霍金需要借助他的“虚时间”（或者“欧几里得过程”），它的效果是将爱因斯坦时空的“伪黎曼”几何转换成更加标准的黎曼几何。尽管这些想法中许多都极具创新，但仍然存在棘手的困难（一个困难是类似的手段可以怎样应用到黑洞内部的奇点上，黑洞内的奇点有着许多基础性的未知难题）。
在全球范围，还有许多其他探究量子引力的方式，霍金的手段尽管受到极高的尊重，也仍然获得研究，但不是最热门的研究途径，尽管所有其他研究方式都有着各自的基础性难点。
在人生的后半段，霍金继续研究量子引力问题以及相关的宇宙学研究课题。但在保持严肃的研究兴趣的同时，他越来越关心科学的普及，尤其是他自身科学思想的传播。这段传播历程从他创作大获成功的著作《时间简史》（1988年）开始，这本书被翻译成大约40种语言，在全球售出了超过2500万本。
毋庸置疑，“时间简史”这个聪明的书名是这本书获得现象级成功的一个因素。另外，这本书的题材能抓获大众的想象。还有直截了当、清楚明晰的文风，一定是霍金努力应付他的身体障碍所造成的限制的时候，在迫切需要下发展出这样的文风。在他需要依赖电子发声手段之前，他只能极其困难、相当费力地说话，所以他不得不尽其所能多使用短促的句子，用直奔主题的表达。难以否认的是，他的身体状况本身一定也捕获了公众的兴趣。
虽然在更广泛的公众中传播科学一定是霍金写作这本书的一项目标，他也有着赚钱的严肃意图。他的财务需要不容小觑，因为他的家人、护士、医护帮手和越来越昂贵的医疗仪器都需要花钱。补助金能支付一部分费用，但不够偿付所有费用。
邀请霍金参加一场会议的话，总是会让组织方进行一次认真的开支计算。霍金的出行和膳宿花费是一大笔支出，尤其是需要好几个人陪同霍金一同前来。但霍金的一场热门演讲总是座无虚席，需要进行特殊的安排，寻找一个足够大的演讲厅堂。还有一个因素是确保所有出入口、楼梯、电梯等设施都适合残障人士使用，尤其是要适合霍金的轮椅。
霍金显然享受于自己的鼎鼎大名，接受了许多出游、体验不同寻常经历（譬如下矿井、访问南极、经历零重力下的自由落体）以及与其他杰出人士会面的机会。
随着一年年过去，霍金的公众演讲呈现得愈加完善。最初，演讲中的视觉材料会是在透明幻灯片上画出的线条画，由一位学生来绘制。但在后来，令人印象深刻、由计算机生成的图像得到使用。霍金逐句控制言语材料，这些材料会由计算机生成的美国口音来传达。在他后期的热门著作《插图版时间简史》（1996）和《果壳中的宇宙》（2001）中，高质量的图片和计算机生成的图像也成为要点。他和女儿露西一起创作了讲解式的儿童科幻故事《乔治通往宇宙的秘密钥匙》（2007），他也为许多其他科普作品担任了编辑、共同作者和评注者。
他收获了许多赞赏和荣誉。尤其是他在不寻常的32岁时被选为皇家学会会员，并在2006年荣获皇家学会的最高荣誉“科普利奖章”。1979年，他成为剑桥大学的第17任卢卡斯自然哲学教席拥有者，距离艾萨克·牛顿成为该教席的第二任拥有者差不多相隔310年。1989年，他成为名誉勋位成员。他客串出演了电视剧《星舰迷航：下一代》，以动画形象出现在《辛普森一家》中，他的人生故事还在电影《万物理论》（2014）中得到描绘。
霍金显然对他的第一任妻子简·怀尔德（JaneWilde）亏欠良多。两人在1965年结婚，共生育了3个子女罗伯特、露西和蒂莫西。简在许多方面对霍金格外支持。其中最重要的一个方面大概是允许霍金靠自己将事情做到异乎寻常的程度。
霍金是个不同寻常的意志坚决的人。他会坚持靠自己做事。这大概反过来保持他的肌肉的活跃运动，以这种方式延缓了肌肉萎缩，从而拖延了疾病的进程。尽管如此，霍金的病情还是继续恶化，直至他几乎不再有身体运动，他的言语也几乎不再有人听得懂，除了极少数几位熟识他的人。
1985年他在瑞士时感染了肺炎，为了挽救他的生命，必须实施气管切开术。怪异的是，在这次与死神擦肩而过之后，他的退行性疾病的进程似乎减缓至实质上的停顿。然而，他接受的气管切开术使得他无法发出任何形式的言语，于是那时候他必须获得一台计算机化的语音合成器。
在他罹患肺炎之后，霍金一家的房子几乎被护士和医疗护理人员接管，他和简也逐渐分开。他们在1995年离婚。同一年，霍金娶了伊莲·梅森（ElaineMason），她是照料霍金的护士中的一位。她对霍金的支持形式与简不同。在霍金身体越来越虚弱的状态下，伊莲提供的爱意、照料和护理维持了霍金的所有活动。然而，这段婚姻关系也步入终结，霍金和伊莲在2007年离婚。
尽管霍金的身体状况很糟糕，可他几乎总是对生活保持了积极乐观。他享受自己的研究工作，享受其他科学家的陪伴，享受艺术，享受自己的鼎鼎大名带来的好处，享受旅行。他从孩子身上获得极大的快乐，有时坐在电动轮椅里不停转圈，以此给孩子们带来欢乐。霍金关切社会议题。他推动大众对科学的理解。他可以是慷慨大方的，也常常机智诙谐。有时候，他可能展现出傲慢自大的一面，这在前沿领域工作的物理学家之中并非罕见现象，他性格中也有着独断专行的一面。然而，他也能展现出真正的谦逊，高尚的特征。
霍金有许多学生，有些学生后来自己也成了名。然而，当霍金的学生不容易。霍金曾经将轮椅碾过一名学生的脚，只因为那名学生惹得霍金火冒三丈。霍金的看法有着极高的权威性，但他的身体障碍经常导致这些看法十分简洁，神秘得难以捉摸。一位有能力的同行也许能解开背后的意图，但对于一名经验不足的学生来说，这会是件困难的事。
对于这样的一名学生而言，与霍金的见面可能是一次令人胆怯的经历。霍金也许会让学生追逐某条让人费解的研究路径，背后的原因可能看起来神秘至极。让霍金来解释是不可能的，而学生会面对一些看起来确实像神谕启示的阐述――它的真实性不会受到怀疑，但如果获得正确的诠释和发展的话，它肯定会导向一种深奥的真理。或许，我们现在都被留下了这种印象。
霍金留有三个子女。
斯蒂芬·威廉·霍金，物理学家，1942年1月8日出生，2018年3月14日过世，享年76岁。
资料来源The Guardian
责任编辑 彦隐
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本文作者罗杰·彭罗斯爵士(Sir Roger Penrose)是英国伟大的数学物理学家,任教于牛津大学数学系，对广义相对论与宇宙学的发展作出了特别贡献。