一、眼见为实Seeing is Believing
二、大爆炸The Big Bang
三、宇宙炼金术Cosmic Alchemy
四、黑暗四周On the Dark Side
五、黑洞Black holes and Beyond
六、终极答案An Answer to Everything
物理学家史帝芬.霍金(Stephen Hawking)在二十一世纪第一年末推出了他第二本以大众为对象的通俗著作--《胡桃里的宇宙(The Universe in a Nutshell)》。霍金第一本通俗作品--《时间简史 (A Brief History of Time)》出版于一九八八年。出乎很多人(包括霍金自己)意料之外,《时间简史》居然在英美成了长期位居排行榜第一名的畅销书,卖了超过一千万本,遥遥领先其它科普书籍。这本书其实有些难度,要从头读到尾不是很容易的事。难怪有统计数字说,百分之七十买了《时间简史》的人并没有认真地把书看一遍。但是反过来看,还是有百分之三十的人能耐着心欣赏《时间简史》这样比较"硬"的书,足见《时间简史》的魅力不凡。霍金很清楚科普书写作原则:公式要少、故事要流畅。当然流畅的故事也必须是精采的故事。不过这一个要求对于《时间简史》的主题--“宇宙学(Cosmology)”--来说,一点也不成问题,因为关于“宇宙”的有趣故事太多了。宇宙是一个既真实又容许无限想象空间的题材,是最受欢迎的科普主题之一。
就像非常卖座的电影一定有续集推出一样,很多人都在期待霍金出版《时间简史II》。《胡桃里的宇宙》就是霍金给大家的答案。但是霍金并不希望大家把这一本新书看成《时间简史》的续集而已。他在《胡桃里的宇宙》自序中说:“不断有人问我何时会写续集。我则是一律婉拒,因为我不想写一本《时间简史之子》…不过我逐渐体会到,的确有必要写一本风格不同且比较浅显的书。《时间简史》是采用直线式架构,几乎每一章都和前面各章的内容有关。… 很多人在前几章就卡住了,…本书则不然,它比较像一颗树,第一、二章是主干,其它各章全部是分枝。”也就是说霍金认为读者“在读完两章主干后,先看哪一章都没关系。”这样的安排当然是想要减轻一般读者阅读时的压力,以求销路好一点。不过我惊讶地发现后五章里讲的是相当尖端的东西,和《时间简史》比起来,未必“比较浅显”。例如第七章《美丽膜世界》里所谈的膜世界(brane world)、M理论、全像性(holography)等是这两三年内才出现在理论物理研究中的概念,只有物理系博士班高年级学生才可能接触这种时髦的题材。很多物理系教授可能都还不知道这些词汇的意涵。也只有霍金艺高胆大才敢把“这些日新又新的发现以及不断浮现的宇宙真相”写进书里,因为他“希望和大家分享它们所带来的激动与喜悦。”
这些概念背后的数学相当高深,会吓退大多数想要一探究竟的人,但霍金相信他不必用数学就可以把这些新鲜的概念介绍给大家。不过他仍很谨慎:“我只能说,希望自己做到了。”我赞同霍金想要对大众解说尖端物理研究的企图,也认为他的理想已经近乎实现。对宇宙怀抱好奇的读者不可能找到更好的导游了。只要敞开胸怀,用心阅读,应该可以享受领悟的喜悦。霍金为了要避免数学公式,用心设计了许多非常精采的彩色插图,是《胡桃里的宇宙》最引人的特色。
或许有人还不十分认识霍金其人,我就扼要介绍一下。霍金一九四二年出生,是当今最出色的理论物理学家之一。他在一九七四年发现黑洞会不断放出辐射,直到消失。今天我们把这个奇特且重要的现象称为“霍金辐射(Hawking Radiation)”,已经有数千篇论文从各种角度来研究它,是非常热门的题目。霍金二十来岁时就得了ALS症(运动神经细胞症),无法控制肌肉,后来得依赖轮椅才能行动,甚至要靠声音合成器和别人沟通。一般患者容易因不能呼吸或因肺炎等并发症死亡。霍金能活到今天已是奇迹。他也是经过一番挣扎,才能面对命运的捉弄。从他写的书可以看得出他还能幽默风趣、通达人情,有如此修养相当不容易。霍金于一九七九年接任剑桥大学地位崇高的卢卡斯数学讲座教授,牛顿在三百年前也担任过此职。