奇奇怪怪: 霍金意識到，《時間簡史》是從錯誤的角度寫成的，那正確的是什麼

史蒂芬霍金的親密合作者托馬斯赫托格獲得博士學位後，開始了絲綢之路之旅。

當赫托格被困在阿富汗北部的一座橋上時，他收到了霍金的一封電子郵件，要求他放棄假期，回來和他一起工作。

「就在那時，他意識到《時間簡史》是從錯誤的角度寫成的。」赫托格說。

2016年4月12日，霍金在美國紐約出席活動的資料照片。新華社/路透社

於是，在人生的最後20年，霍金提出了一種全新的自上而下的宇宙觀，他與赫托格對宇宙的誕生提供了一個驚人的新視角，將深刻地改變我們對人類在宇宙中位置的看法。赫托格根據他們的新宇宙模型，著成了這本《時間起源》。

發展了一種新的宇宙理論

可以更好地解釋生命的出現

赫托格與霍金一起獲得的新觀點在精神上是"深刻的達爾文主義"，它類似於一種新的物理學哲學。

在1990年代末，當赫托格第一次被叫到霍金的辦公室時，這位年輕的比利時研究員和傳奇的英國理論物理學家立即產生了聯繫。

"我們之間產生了共鳴，"赫托格說，"斯蒂芬面臨的問題是他很難理解宇宙如何創造出如此完美的、適合生命生存的條件，這困擾了他很久。"

這一系列完美的條件與非凡的好運使原子能夠形成化學所需分子的微妙平衡，並一直延伸到宇宙本身的膨脹，從而允許存在星係等巨大的宇宙結構。

赫托格說： "這個問題的'流行'答案是多元宇宙，這一想法最近在電影界也變得流行。"

這位47歲的理論家補充道，這個理論解釋了宇宙看似被設計的本質，它只是無數其他宇宙中的一個——其中大多數都是「無用的、沒有生命、貧瘠的」。

霍金意識到"多元宇宙正在將我們帶入巨大的悖論泥潭"，他認為必須有更好的解釋。

在他們合作幾年後，人們開始意識到他們錯過了一些根本性的東西。

「史蒂芬告訴我，他現在認為自己錯了，所以他和我在接下來的20年裡並肩工作，發展了一種新的宇宙理論，可以更好地解釋生命的出現。」赫托格說。

這是一次非凡的合作，但並不容易。 21歲時，霍金被診斷出患有一種早發性緩慢進展的運動神經元疾病，逐漸癱瘓他。

當霍金開始與赫托格合作時，霍金已被任命為劍橋大學盧卡斯數學教授，這是世界上最負盛名的學術職位之一（艾薩克·牛頓是前任教授），並提出了一系列關於廣義相對論的非凡理論——黑洞和宇宙的起源以及他的暢銷書《時間簡史》。然而，他的病情開始惡化。他坐在輪椅上，只能使用一台小型電腦進行交流，並從中選擇語音合成器組成的單字。

「在我們合作的過程中，他逐漸失去了手中剩餘的力量，無法按下他用來交談的答題器。」赫托格說。因此霍金改用安裝在眼鏡上的感應器，可以透過抽動臉頰肌肉來啟動該感應器，但最終即使這樣也變得太困難了。

慢慢地，霍金的速度從每分鐘幾個字減到每個字幾分鐘。最終，通訊中斷了。 "我過去常常站在他面前，提出問題，然後看著他的眼睛，看看他是否同意。到最後，我可以檢測到幾種不同程度的'不'和幾個級別的'是'。"

正是在這些「對話」中，霍金的最終理論誕生了，並與赫托格自己的分析相結合，形成了《時間起源》的基礎，該書的書名取自查爾斯·達爾文的《物種起源》。 "最終，我們對物理學的看法更像是對生物學的看法。我們把物理學和生物學放在了同等的地位上。"

《時間起源》討論了我們在宇宙中的位置以及是什麼讓我們的宇宙適合生命。「史蒂芬和我發現物理學本身是如何消失在大爆炸中的。在我們的理論中，具有最終決定權的不是法律本身，而是法律的改變能力。這為宇宙學的最終含義提供了新的視角。"

根據赫托格的說法，他與霍金一起獲得的新觀點顛倒了物理學中定律與現實之間的等級制度，並且在精神上是「深刻的達爾文主義」。它類似一種新的物理學哲學。

這意味著如果你把時鐘撥回足夠遠的距離，「物理定律本身就會開始簡化並消失」。

"最終，甚至時間維度也會蒸發。"

他希望人類以恆星為目標

讓所有人成為宇宙公民

上觀新聞：初見霍金教授時，他給您留下了怎樣的印象？

湯瑪斯‧赫托格：我第一次見到他的時候是1998年。《時間簡史》已經出版了，他也已經出名了，但他再也寫不出任何方程式了。那時，他已經發展出了這種驚人的理論物理學的研究能力，但幾乎都是在他的腦海中實現的。他設計了操縱形狀、形式、宇宙和黑洞的視覺方式，這樣他就可以在某種程度上發展他的直覺，而不必進行這些實際的計算。

這讓很多人都抓狂了，因為我們正在做這些計算，而他在腦中就可以計算出來。所以，我從見到他的第一秒起就喜歡上他了。

上觀新聞：您提到了與霍金教授的溝通變得越來越困難，您該如何克服這一點？

湯瑪斯‧赫托格：我們一起工作了20年。當他在1990年代末和21世紀初使用電腦語音時，我們的溝通相當流暢。但在他過世前六、七年，這種交流急劇放緩。但那時我們已經發展出了某種共同語言，並且開始使用大量非語言交流進行協作。

因此，在他生命的最後階段，我可以向他提出一些問題，並透過他的面部表情推斷出答案，這變成了一種非常牢固的紐帶，在某種程度上，這幾乎就像我們圍繞著宇宙學建立了某種親密關係。

上觀新聞：在這些互動中，霍金教授為您的人生帶來了什麼改變？

湯瑪斯‧赫托格：不只我自己，史蒂芬的巨大勇氣為我們所有人樹立了榜樣，能讓我們知道，當我們全心投入時，人類可以取得怎樣的成就。

在我看來，史蒂芬是一位現代人道主義者。他有深刻的直覺，即研究宇宙對於更好地理解我們自己很重要。他認為，最終是我們提出問題的勇氣和我們回答問題的深度，使人類安全、明智地駕駛地球飛船進入繁榮的未來。他會從某個宇宙的角度看待我們的存在，他希望人類以恆星為目標，讓所有人成為宇宙公民，我一直認為這是一個令人鼓舞的觀點。

至於他的科學精神，史蒂芬在生活和科學方面都是一個真正的樂觀主義者。他一直保持著對理解的好奇心和熱情，這是他的力量，是他前進的動力，也應該變成我們所有人的力量。

新華社照片，北京，2015年12月29日長久以來，神秘的太空吸引人類探索不息。

物理定律不是刻在石頭上的

而是與宇宙一起發展的

上觀新聞：《時間簡史》的有些解釋令人費解，宇宙理論的本質是什麼？

托馬斯·赫托格：20世紀80年代初，史蒂芬提出了一個科學模型，他將其解釋為宇宙的創造——從他所謂的「無」中創造出空間、時間和物質。當然，每個人都會問：這是什麼意思？什麼是所謂的「無」？大爆炸前發生了什麼事？

《時間簡史》本身就是一項巨大的成就，因為在那之前，大爆炸被認為是無法在科學中解決的。史蒂芬提出了一個包括大爆炸在內的科學模型。但不幸的是，他的模型創造了一個空的宇宙——一個沒有恆星、星系和生命的宇宙，因此不是一個非常有用的宇宙。這就是讓他思考一個更好的理論的原因，但這最終導致了完全不同的觀點。

上觀新聞：如果舊的宇宙模型有所有這些缺陷，那麼為什麼它會盛行呢？

湯瑪斯‧赫托格：流行的大爆炸理論稱為永恆暴脹。它說，在大爆炸中，不僅出現了我們自己的宇宙，也出現了許多其他宇宙——所謂的多元宇宙。多元宇宙之所以流行，並且在某種程度上有吸引力，是因為它與宇宙膨脹理論一起出現。這表明我們的宇宙在其演化的最初階段以不斷增加的速度膨脹。

在研究這個理論時，人們會忽略一點，其他宇宙沒有理由擁有與我們相同的物理定律，有些宇宙可能有更強的引力，或不同的光速。雖然我們不能直接觀察其他宇宙，但可以想像其中一個宇宙可能會與我們的宇宙發生碰撞。

也許有一個更大的定律集，仍然支配著整個宇宙，如果使用生物學類比，也許有某種規律支配著所有可能行星上的所有可能的生命樹。在生物學中，也許存在這樣的事情，但這不是相關的。其他行星上可能會有生命，但這不會納入達爾文對這個星球上的生命的研究中。

上觀新聞：所以，當他說他改變主意時，您的反應是什麼？

湯瑪斯‧赫托格：其實，我有點預料到了這一點，我們對宇宙的看法發生瞭如此根本的變化，這是科學典範轉移的典型故事。你正在使用的模型不起作用，並且在某些時候，關鍵假設之一必須消失。所以，我們明確了一點，《時間簡史》的假設必須放棄。

喬治·勒梅特、喬治·伽莫夫等人提出的舊大爆炸理論是基於愛因斯坦的廣義相對論。在這個表述中，大爆炸其實是時間的開始，就是人們所說的奇點。用愛因斯坦的相對論，你可以證明宇宙有一個開始，它有一個大爆炸，但你無法證明它是如何開始的。從某種意義上說，愛因斯坦的廣義相對論預測了它自己的衰落。

寬鬆地說，你可以說這是一個關於愛因斯坦理論中曾經的奇點理論。這是一種描述時間如何從更抽象和永恆的事物產生的理論。

上觀新聞：您和霍金教授提出了一個什麼樣的宇宙新模型？

湯瑪斯‧赫托格：史蒂芬和我最終提出的假設的核心是，物理定律並不是刻在石頭上的，而是與宇宙一起誕生和發展的。我們使用了一個不起眼的數學分支——弦理論來研究大爆炸本身。

特別的是，我們利用了弦理論中全息術的新概念，該概念假設宇宙是一個巨大而複雜的全像圖：某些3D空間中的物理現實可以在數學上簡化為表面上的2D投影。當應用於宇宙學時，全息觀點意味著時間演化是自然發生的，而不是內建的。在我們的理論中，隨時間演化的宇宙是從大爆炸時的永恆狀態中出現的。

將來可能的趨勢是，我們將物理學從基於物質、力和時空的科學轉變為基於資訊的科學。這種新的視角有其局限性，因為如果物理學最終是基於資訊的，那麼如果你將其應用於宇宙學，而我們作為宇宙中的觀察者，資訊本來就是有限的，所以由此產生的任何演化、任何規律，都會攜帶這種有限性，導致從全像學的角度來看大爆炸宇宙學的時候，當你回到過去時，你的訊息會耗盡，就好像物理學規律無法再帶你走得更遠。

我的書讀起來像偵探故事

就像與史蒂芬的這趟旅程

上觀新聞：為什麼我們了解大爆炸是如何發生的會如此重要？

湯瑪斯‧赫托格：宇宙史的展開方式以及自然法則如何形成在很大程度上取決於宇宙到底是如何運作的。自然法則不是某種柏拉圖式的建構，而是獨立的、脫離現實的。它們隨著宇宙的膨脹和冷卻而出現，而發生的方式在很大程度上取決於大爆炸的精確物理條件。現在，我們所處的宇宙似乎經過了非常微妙的調整，以便生命的出現。這種微調可以追溯到140億年前的大爆炸。所以在最初的那一刻一定發生了一些非常特別的事。我們想知道那是什麼。

我們研究大爆炸是為了更深入地了解我們所看到的現象、物理定律是如何產生的、它們為何如此以及它們是否獨特。這是我們工作的基本動力。所有這些當今世界的特徵，它們並不是永遠存在的，它們是在大爆炸後宇宙膨脹和冷卻後（結晶）產生的。所以大爆炸中一定有一些過程、一些物理條件來描述這是如何發生的。

上觀新聞：了解宇宙的起源和結構，對科學家來說仍然是太艱鉅的挑戰嗎？

湯瑪斯‧赫托格：我們對宇宙運作的理解已經取得了長足的進步。我們的目標仍然是將宇宙起源的研究完全納入自然科學領域。這意味著我們想要發展在數學上一致且可觀測檢驗的宇宙理論。當然，你可能認為我們能觀察到的東西以及我們能知道的東西一定有一個基本的限制。也許存在，我們只是不知道，但我們絕對應該盡我們所能地努力。畢竟，純粹的科學探究是人類最雄心勃勃、最令人興奮的使命之一。

在2018年發表的一篇論文中，我們提出了宇宙並不是無限的，實際上是相當有限的，所有這些都與我們的宇宙具有相同的物理定律。所以，史蒂芬在生命的最後階段告訴我，是寫一本新書的時候了。

上觀新聞：宇宙是有限的，而不是無限的，這代表什麼？

湯瑪斯‧赫托格：關鍵不在於它的整體空間大小，而在於我們大幅減少了不同區域對宇宙多樣性的預測。如今，我們預測宇宙在任何地方看起來都大致相同，這對我們今後的研究是革命性的，而這在舊的永恆膨脹理論中是截然不同的。

上觀新聞：您的理論會影響人們對這個世界的看法和行為方式嗎？

托馬斯·赫托格：我的計畫的目標之一是使用現代科學方法來闡明古老的問題，例如"為什麼宇宙是現在這個樣子，以及我們在宏偉計劃中的地位是什麼"，在我看來，天文學和宇宙學不應該迴避研究這些問題。我們的宇宙理論最讓我印象深刻的是它們如何讓我們對現實有一個統一的理解。它們向我們表明，所有的宇宙學歷史都是緊密相連的。我們在地球上的存在與大爆炸時發生的事情緊密地交織在一起。例如，大爆炸餘溫的微小變化是我們在當今宇宙中觀察到的結構的種子。現代宇宙學提供了一個綜合觀點，強烈強調我們是特殊宇宙演化的一部分。

上觀新聞：這些內容在您的書中都有所體現嗎？

湯瑪斯‧赫托格：對科學界來說，這個由上而下的理論發展了20年，是一個演變的過程。《時間起源》這本書的角度略有不同，這種新的達爾文主義宇宙學視角可能更有趣，我們思考生物學和其他物理定律之間的聯繫，是對本體論的某種調整。在歐洲及其他西方世界，這顯然是非常新的，這與我們以前自牛頓時期起談論物理的方式迥異。這也可能提供了一個全新的歷史視野。

關於《時間起源》，我得到了很多回饋。人們告訴我，我的書讀起來像一個偵探故事，這就是我和史蒂芬的這趟旅程給我的感覺。你看，史蒂芬和我最後問了人類古老的問題。我們研究背後的謎團是宇宙如何創造瞭如此完美的適合生命生存的條件。為什麼大爆炸讓它適合生命？我們在宏大的宇宙計畫中的位置是什麼？這些都是人類一直在問的問題，這就是我的書所談論的，也希望人們能持續地思考。