斯蒂芬·霍金的密切合作者托马斯·赫托格,在获取博士学位之后,开启了丝绸之路之行。
那时候,赫托格被困在了阿富汗北部的一座桥上,在这个当口,他收到了霍金的一封电子邮件,这邮件里明确有要求,要求他把假期放弃掉,赶回来同自己,也就是和霍金,一起去工作 。
赫托格表示,就在彼时此时,他察觉到《时间简史》是以有误的视角撰写而成的 。
霍金在2016年4月12日,有一张其在美国纽约出席活动时的资料照片,这张照片由路透社拍摄,后由新华社发布。
于是,在霍金人生的最后20年里,他提出了一种全新的、自上而下的宇宙观,霍金与赫托格为宇宙的诞生提供了一个惊人的新视角,这个新视角将深刻地改变我们,对人类在宇宙中位置的看法,赫托格依据他们的新宇宙模型,著成了这本《时间起源》。
发展了一种新的宇宙理论
可以更好地解释生命的出现
赫托格和霍金共同获取的新看法,于精神层面而言乃“深刻的达尔文主义”,此情形类似一种全新的物理学哲学。
20 世纪 90 年代末,赫托格首次被喊到霍金的办公室,刹那间,这名年轻的比利时研究员与传奇的英国理论物理学家当即产生了关联,并建立起联系。
赫托格说,“我们之间产生了共鸣”,斯蒂芬面临的问题是,他很难理解宇宙怎样创造出这般完美的、适宜生命生存的条件,这困扰他许久 。
这一系列堪称完美的条件,以及极为非凡的好运,使得原子能够形成化学所需分子的那种微妙平衡,这种平衡一直延伸到宇宙本身的膨胀,进而允许存在星系等巨大的宇宙结构。
赫托格讲道,“这个问题的‘流行’解答是多元宇宙,这一观念最近于电影领域也变得流行起来。” ,。
这位47岁的理论家加以补充表示,这个理论对宇宙看似呈现被设计的那种本质予以了解释,它仅仅是无数个其他宇宙当中的一个,而在这些无数个其他宇宙里,大多数都是“无用的、不存在生命、处于贫瘠状态” 。
霍金发觉,“多元宇宙正把我们引领至巨大的悖论泥潭之中”,对此他觉得,必定得有更佳的阐释,。
他们合作了几年以后,人们才猛然发觉,他们曾经遗漏了某些具有根本关键性的事物不见了。
赫托格说,斯蒂芬向我讲称,他当下觉得彼时自身有误,于是乎,他同我于后续的二十年间携手共事,进而研创了一种全新的宇宙学说,凭借此学说能够更为妥善地阐释生命的诞生 。
这堪称一回不同寻常的合作,然而并非轻而易举。霍金在21岁的时候,被诊断患上了一种呈早发性且进展缓慢的运动神经元疾病,此疾病一步步致使他陷入瘫痪状态 。
当霍金着手与赫托格展开合作之际,霍金已然被任命成为剑桥大学卢卡斯数学教授,这可是世界上极具盛名的学术职位当中的一个,作为前任教授的是艾萨克·牛顿,并且霍金提出了一连串关于广义相对论的不同凡响理论,涵盖黑洞和宇宙的起始源头以及他那本畅销书籍《时间简史》。然而,他的病情开始朝着恶化的方向发展。他坐在轮椅之上,仅仅能够借用一台小型计算机来实现交流,并且从这台小型计算机当中挑选由语音合成器组合而成的单词。
“于我们合作进程里,他渐渐泯灭了手中残存的力量,进而没法去按下用来交谈的答题器。”赫托格讲道。所以霍金转而采用安装在眼镜上的传感器,借助抽动脸颊肌肉来触发此传感器,然而最后即便如此也变难了。
逐渐地,霍金的语速由每分钟可表述几个字,消减至每个字需要几分钟。最终,通信出现了中断。“往昔我时常伫立在他面前,向其提出问题,随后注视着他的眼睛,以此来判断他是否予以认同。直至最后,我能够察觉到几种不同级别的‘不’以及几个层次的‘是’。”。
正是在这些“对话”里头,霍金的最终理论问世了,并且跟赫托格自己的分析相互结合起来了,进而构成了《时间起源》的根基,这本书的书名源自查尔斯·达尔文的《物种起源》 。“最终,我们对于物理学的认知愈发像是对生物学的认知了。我们将物理学与生物学置于同等的位置之上了。”。
《时间起源》探讨了我们于宇宙里的位置,以及是何种因素致使我们的宇宙适宜生命存在。斯蒂芬与我发觉物理学自身是怎样在大爆炸中消逝不见的。在我们的理论当中,具备最终决定权的并非法律自身,而是法律的更改能力。这为宇宙学的最终意义赋予了全新视角。
依照赫托格所讲,那次他跟霍金一同获取到的全新观点,将物理学里定律跟现实之间的等级制度给颠倒过来了,而且在精神层面属于“深刻的达尔文主义”,它跟一种新的物理学哲学相类似 。
这表明,要是你将时钟朝着回拨的方向,运作到足够远的距离之处,那么 “物理定律自身将会开始呈现出简化之态势,进而消失不见” 。
“最终,甚至时间维度也会蒸发。”

他希望人类以恒星为目标
让所有人成为宇宙公民
上观新闻:初见霍金教授时,他给您留下了怎样的印象?
托马斯·赫托格,我头一回见到他之际是1998年的时候 。《时间简史》已然出版了 ,他也早就出名了 ,然而他再也没法写出任何方程式了 。那时 ,他已然发展出了这种令人惊叹的理论物理学的研究能力 ,但差不多都是在他的脑海当中达成的 。他设计了操控形状 、形式 、宇宙以及黑洞的视觉方式 ,于是他就能够在一定程度上发展他的直觉 ,而无需进行这些实际的计算 。
很多人为此都陷入抓狂状态,我们正这儿做着计算,可他光在头脑里面便能够计算出来。所以,打从我见到他的头一秒钟开始,我就对他心生喜欢之情了。
上观新闻提道,您曾表示,跟霍金教授的对话,变得越发艰难,您是怎样去克服这一状况的呢?
托马斯·赫托格,我们共事达20年之久 ,在20世纪90年代末以及21世纪初他运用计算机语音之际,我俩沟通极为顺畅 ,然而在他离世前六七年时,这般交流大幅放缓 ,不过彼时我们已然形成了某种共同语言 ,且开始借助大量非语言交流来展开协作 。
所以,处于他生命历程的最后时期中,我能够就一些问题向他进行询问,并且凭着他的面部神情来得出结论,这形成了一种极其坚实的联结,从一定程度而言,这差不多好似我们围绕宇宙学构建起了某种亲切感关了。
上观新闻:在这些交往中,霍金教授给您的人生带来了什么改变?
托马斯·赫托格表示,不仅是我自身,斯蒂芬所展现出的那种巨大勇气,为我们每一个人都树立了榜样,它能够让我们明白,当我们将全身心投注进去的时候,人类能够取得何种的成就。
我觉得,斯蒂芬是个现代人道主义者 ,他有着深刻直觉 ,那就是探讨宇宙对更好理解自身很重要 。他觉得 ,最终是我们提问的勇气以及我们回答问题的深度 ,让人类安全且明智地驾驶地球飞船迈向繁荣未来 。他会从某种宇宙视角看待我们的存在 ,他期望人类以恒星为目标 ,使所有人成为宇宙公民 ,我一直都认为这是个能鼓舞人心的观点 。
至于他所具备的科学精神,斯蒂芬于生活层面而言,是一名实实在在的乐观主义者,于科学领域来讲,亦是如此。他始终如一地存留着那份对于理解的好奇心理以及热忱之情,这属于他自身的力量,是促使他不断向前迈进的驱动力,并且这也理应转化为我们所有人的力量。
新华社照片,拍摄地点在北京,拍摄时间是2015年12月29日。长久以来,神秘的太空吸引了人类探寻物理学家解释人,且搜寻不止。
物理定律不是刻在石头上的
而是与宇宙一起发展的
有关《时间简史》的某些解释,让人难以理解,宇宙理论的本质究竟是什么,上观新闻曾有如此疑问!
托马斯·赫托格所称,在20世纪80年代初期的时候,斯蒂芬提出了一个科学方面的模型,他把这个模型阐释为宇宙的创造,也就是是从他所讲的“无”之中创造出空间,创造出时间,还创造出物质。当然啦,毫无例外每个人都会去问,这究竟是什么意思呢,那个被称作所谓的“无”到底是什么呢,在大爆炸之前究竟发生了什么呢。
《时间简史》乃是一项极为巨大的成就物理学家解释人,因为在那之前,大爆炸被视作无法于科学范畴中得以解决的。斯蒂芬提出了一个涵盖大爆炸的科学模型。然而,不幸的是,他的模型造就了一个空的宇宙,一个不存在恒星、星系以及生命的宇宙,进而并非是一个颇为有用的宇宙。这便是促使他思索一个更佳理论的缘由,可是这最终致使了全然不同的观点。
上观新闻提到,要是旧的宇宙模型有着所有这般的缺陷,可为何它却会开始流行呢,是为何它又会盛行起来呢 ?
托马斯·赫托格称,流行的大爆炸理论被叫做永恒暴胀,它讲,在大爆炸之时,不但出现了我们自身的宇宙,而且还出现了诸多其他宇宙,也就是所谓的多元宇宙,多元宇宙流行且在一定程度上有吸引力,是由于它与宇宙膨胀理论共同出现,这表明我们的宇宙在其演化的起始阶段以持续增加的速度膨胀。
大家研究这个理论,人们呢会忽略这般一点,其他宇宙不存在拥有和咱们相同物理定律那般理由,另外有些宇宙有可能含有更强些引力呀,或者是不同的光速呢。虽说咱们没办法直接去观察其他宇宙,不过能够想象其中一个宇宙或许会跟咱们的宇宙产生碰撞的 。
或许存在一个规模更为庞大的定律集合,它持续规约着整个宇宙。若借助生物学进行类比,可能存有某种规律,它掌控着所有具备可能性行星上的全部具有可能性的生命树。在生物学范畴内,也许有此类情形存在,然而这并非是与之相关的。其他行星之上有可能会出现生命,不过这并不会被纳入达尔文对于这个星球上生命的研究体系。
上观新闻:所以,当他说他改变主意时,您的反应是什么?
其实,托马斯·赫托格表示,他有点预料到了这一点,我们对宇宙的看法发生了如此根本的变化,这是科学范式转变的典型故事,你正在使用的模型不起作用,并且在某些时候,关键假设之一必须消失,所以,我们明确了一点,《时间简史》的假设必须放弃。
曾经由乔治·勒梅特、乔治·伽莫夫等人所提出的旧大爆炸理论,是立足于爱因斯坦的广义相对论;对于它的表述而言,所谓大爆炸实际上就是时间的起始点,也就是人们时常提及的奇点;借助爱因斯坦的相对论,能够证实宇宙存在一个开端,并且经历过一次大爆炸,然而却没办法证实它究竟是怎样开始的;从某种特定意义来讲,爱因斯坦的广义相对论预示了其自身走向衰落的情况。

从宽泛角度来讲,你能够讲这是一个涉及爱因斯坦理论里往昔的奇点理论,而这是一种阐释时间怎样从那些更为抽象且永恒的事物当中生成的理论 。
上观新闻:您和霍金教授提出了一个什么样的宇宙新模型?
托马斯·赫托格:斯蒂芬和我末了提出的假设的关键之处在于,物理定律并非是被铭刻在石头之上的,而是跟宇宙一同诞生且发展的。我们用到了一个不显眼的数学分支——弦理论去探究大爆炸自身。
尤其特别的是,我们运用了弦理论里全息术的全新概念,这个概念假定宇宙是个庞大且繁杂的全息图,在某些3D空间里的物理现实能够在数学层面简化成表面上的2D投影。当把它应用到宇宙学时,全息观点表明时间演化是自然出现的,并非是内置的。在我们的理论当中,随时间而演化的宇宙是从大爆炸时的永恒状态里产生的。
将来或许会有的趋势是,我们会将物理学从那种基于物质、力以及时空的科学,转变成基于信息的科学。这种全新的视角存在着其自身的局限性,因若物理学最终是基于信息的,那么要是把它应用于宇宙学,而我们身为宇宙中的观察者,信息原本就是有限的,所以由此而产生的任何演化、任何规律,都会带有这种有限性,致使从全息学的角度去看待大爆炸宇宙学时,当你回溯到过去,你的信息就会枯竭,仿佛物理学规律无法再引领你前行得更远。
我的书读起来像侦探故事
就像与斯蒂芬的这趟旅程
上观新闻:为什么我们了解大爆炸是如何发生的会如此重要?
托马斯·赫托格称,宇宙历史的展开形式以及自然法则的形成情况,在很大程度上由宇宙的运行方式决定。自然法则并非柏拉图式的构建,而是独立且脱离现实的。它们伴随宇宙的膨胀与冷却而出现,其出现方式在很大程度上取决于大爆炸的精确物理条件。当下,我们所处的宇宙似乎经过了极为微妙的调整,从而实现生命的出现。这种微调能够追溯至140亿年前的大爆炸。所以在最初的那个瞬间必定发生了某些极为特别的事情。我们想知道那是什么。
我们致力于研究大爆炸这种现象,以此达成对于我们所见现象的更深度了解,探究物理定律究竟是怎样产生的,搞清楚它们为何呈现如此的状况,以及确定它们是否具备独特性,这构成了我们工作的根本动力。当今世界存在的所有这些特征,它们并非永恒存在,而是在大爆炸之后,伴随着宇宙不断膨胀且冷却后才得以产生的。故而,大爆炸之中必定存在某些过程,存在一些物理条件,用于阐述这一切究竟是以怎样的方式发生的。
上观新闻,知晓宇宙的起始源头以及其架构构成,对于科学家而言,依旧是极为艰难且难度极大、面临许多阻碍的一项挑战吗?
托马斯·赫托格称,我们对宇宙运作的理解已然有了很大的进展吧,我们的目标依旧是把宇宙起源这一研究全都归入自然科学范畴呢,这就表明我们期望去发展出数学上连贯且能通过观测检验的宇宙理论呀,当然啰,你或许会觉得我们能够观察到的事物还有我们能够知晓的事物肯定存在一个基本的限定哟,也许是有的,只是我们不清楚罢了,然而我们绝对应该竭尽全力地拼搏呀,毕竟纯粹的科学探索可是人类最为充满壮志、最为让人激动不已的使命之一呢。
有关宇宙实际相当有限,不存在无限情况这件事,是我们在2018年发表的一篇论文里提出的,并且所有情况其实都是和我们宇宙具备相同物理定律的。处于末期阶段的斯蒂芬,在生命最后时刻告知我,表示到了该写一本新书的时候了。
上观新闻:宇宙是有限的,而不是无限的,这意味着什么?
托马斯·赫托格,关键不在其整体空间大小,在于我们极大减少不同区域对宇宙多样性的预测,如今我们预测宇宙在任何地方看上去都大致一样,这对我们今后研究具革命性,而这在旧的永恒膨胀理论里截然不同。
上观新闻:您的理论会影响人们对这个世界的看法和行为方式吗?
我的项目目标之一是运用现代科学方法去阐明古老问题,像“为何宇宙是当前这般模样,以及我们在宏伟规划里的地位是怎样的”,依我看,天文学和宇宙学不该回避对这些问题的研究。最使我印象深刻的是我们的宇宙理论让我们对现实有统一理解的方式。它们向我们显示所有宇宙学历史紧密相连。我们在地球上的存在与大爆炸时所发生之事紧密交织在一起。例如,大爆炸余温存在着微小变化,这些微小变化是我们于当今宇宙之中所观察到的结构的种子 。现代宇宙学给出了一种综合观点,这种综合观点强烈地强调我们属于特殊宇宙演化的一部分 。
上观新闻:这些内容在您的书里都有所体现吗?
托马斯·赫托格称,对科学界而言,那个自上而下的理论历经20年发展,是个演变进程。《时间起源》这本书角度稍有不同,那种新的达尔文主义宇宙学视角或许更具趣味。我们思量生物学与其他物理定律间的联系,是对本体论的某种调适。在欧洲以及其他西方世界,这明显颇为新颖。这与我们自牛顿时期起谈论物理的往昔方式大相径庭。这也可能给出一个崭新的历史视角 。
对于《时间起源》,我收获了诸多反馈,有人告知我,我的书读起来仿若一个侦探故事,而这正如斯蒂芬与我的这段旅程带给我的感受。你瞧,斯蒂芬和我最终提出了人类古老的问题,我们探究背后的谜团是,宇宙怎样创造出了如此契合生命生存的完美条件留学之路,为何大爆炸使其适合生命,我们在宏大宇宙计划里的位置究竟怎样,这些皆是人类一直所问的问题,这便是我的书所论述的,也期望人们能够持续思考。
《时间起源》
托马斯·赫托格 著
邱涛涛 译
中信出版集团
