愛因斯坦之後最傑出的理論物理學家” stephen hawking · 1993年...

“愛因斯坦之後最傑出的理論物理學家”

StephenHawking史蒂芬‧霍金

時空全紀錄

2 史蒂芬．霍金時空全紀錄

StephenHawking史蒂芬‧霍金

史蒂芬．霍金 3

史蒂芬‧霍金被認為是自愛因斯坦以來最傑出的理論物理學家，他也做了許多

科學普及的工作，是享譽世界的科普暢銷作家。其《時間簡史》（A Brief History

of Time）被譯成四十種語言，銷售了數千萬冊，取得科學史寫作史無前例的成功。

他後續出版的還有《胡桃裡的宇宙》（The Universe in a Nutshell），以及與索恩（Kip

S. Thorne）等人合著的《時空的未來》（The Future of Spacetime）也都獲得極大

的迴響。

一九四二年（伽利略去世後三百年）一月八日，史蒂芬‧霍金出生於英國牛

津。他起初在牛津大學學院學習物理，並在劍橋大學獲得宇宙學博士學位。自

一九七九年起，他一直擔任著盧卡斯數學教授的職位。這個職位是遵照前大學議

會議員亨利‧盧卡斯（Henry Lucas）的遺願於一六六三年設立的。首任者是伊薩

克‧巴羅（Isaac Barrow），一六六九年由牛頓繼任。擔任該職位的人都被認為

是當時最為傑出的思想家。

史蒂芬‧霍金教授致力於研究支配宇宙的基本定律，他與羅傑‧彭羅斯（Roger

Penrose）一起證明了愛因斯坦的廣義相對論隱含著時空起始於大爆炸、終結於黑

洞的結論。該結果表明，必須把廣義相對論與二十世紀上半葉的另一偉大科學進

展──量子理論統一在一起，他發現這種統一會導致這樣的一個結論：即黑洞不

應當是全黑的，而是會不斷地發出輻射直到最終消失。另一個猜想是：宇宙在虛

時間中是沒有邊緣或邊界的。

史蒂芬‧霍金擁有十二個榮譽頭銜，還獲得許多獎項與勳章，他是英國皇家學

會會員與美國國家科學院院士，他在進行理論物理學研究的同時，並沒有忽視家

庭生活（他有三個子女和一個孫子），此外他還計畫做廣泛的旅行，並為公眾作

演講。


The

Chrono-logyof

Hawking霍金年表

霍金年表 5

1473 年 2 月 19 日 / 哥白尼（Nicolaus Copernicus）出生。1543 年 5 月 24 日 / 哥白尼辭世。1564 年 2 月 15 日 / 伽利略（Galileo Galilei）出生。1571 年 12 月 27日 / 克卜勒（Johannes Kepler）出生。1630 年 11 月 15 日 / 克卜勒辭世。1642 年1 月 8 日 / 伽利略辭世。1643 年 1 月 4 日 / 牛頓（Sir Isaac Newton）出生。1727年 3 月 31 日 / 牛頓辭世。1879 年 3 月 14 日 / 愛因斯坦（Albert Einstein）出生。

1942 年 1 月 8 日 / 史蒂芬‧霍金（Stephen William Hawking）出生於英國牛津。

1955 年 4 月 18 日 / 愛因斯坦辭世。1959 年 / 史蒂芬‧霍金進入牛津大學的大學學院（University College）攻讀自然科學。1962 年 / 在牛津大學完成物理學學位課程，至劍橋大學三一學堂（Trinity Hall）研究理論天文學和宇宙學。1963 年 / 被診斷患有肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS, Amyotrophic lateral sclerosis）。1965年 / 進入劍橋大學岡維爾和凱斯學院（Gonville and Caius College）任研究員，被授

予博士學位。1965 年 / 與珍．王爾德（Jane Wilde）結婚。1965 年 / 與羅傑‧彭羅斯（Roger Penrose）合作發表論文，指出如果廣義相對論是正確，宇宙大爆炸

前必然有奇點（singularities，例如黑洞）存在，成為首篇重要文章。1967 年 / 長子羅伯特（Robert Hawking）出生。1969 年 / 任岡維爾和凱斯學院科學傑出成就研究員。1969 年 11 月 2 日 / 女兒露西（Lucy Hawking）出生。1970 年 / 研究黑洞的特性，並預言來自黑洞的射線輻射及黑洞的表面積永遠也不會減少。1970 年 / 開始使用輪椅。1973 年 / 與喬治．艾里斯（George Elli）合著首部論文《時空的

大型結構》（The Large Scale Structure of Spacetime）出版。1974 年 3 月 1 日 / 在《自然》雜誌（Nature）提出黑洞發出一種能量，最終導致黑洞蒸發，該能量被命名

為霍金輻射（Hawking radiation），引起全球物理學家重視。1974 年 / 被選為英國皇家學會（Royal Society）會員。他繼續證明黑洞有溫度，會發出熱輻射以及氣化

導致質量減少。1975 年 / 獲倫敦皇家天文學會（Royal Astronomical Society, RAS）

頒授埃丁頓勳章（The Eddington Medal）。1976 年 / 獲英國皇家學會的休斯勳章（Hughes Medal of the Royal Society）。1977 年 / 受聘為劍橋大學引力物理學教授。1979 年 / 獲愛因斯坦獎（Albert Einstein Medal）。1979 年 / 次子提摩太（Timothy

Hawking）出生。1979 年 / 與他人合編《廣義相對論評述：紀念愛因斯坦百年誕辰》（General Relativity: An Einstein Centenary Survey）出版。1979 年 / 受聘為劍橋大學應用數學和理論物理學院的盧卡斯教授（Lucasian Professor of Mathematics）。

1981 年 / 參加梵蒂岡宇宙學大會宣佈無邊界構想（No Boundary Proposal）。


1981 年 / 合編論文《超時空和超引力》（Quantum Structure of Space and Time）

出版。1981 年 / 被授予大英帝國高級騎士。1983 年 / 和吉姆．哈特爾（Jim

Hurtle）進一步提出「宇宙無邊界」，改變了當時科學家對宇宙的看法。1985 年

/ 進行氣切手術，從而失去語言能力，使用電腦發聲。1988 年 / 出版《時間簡史》（A brief History of Time），獲沃爾夫物理獎（Wolf Prize in Physics），成為關於

量子物理學與相對論最暢銷的書。1989 年 / 獲頒大英帝國名譽勳位（Order of the

Companions of Honour）。1989 年 / 獲頒阿斯圖里亞斯王子獎（Prince of Asturias

Prize）。1990 年 / 與妻子珍．王爾德離婚。1991 年 /《時間簡史》同名電影上映。1993 年 /《黑洞與嬰兒宇宙及其他論文》（Black Holes and Baby Universes

and Other Essays）出版。1995 年 9 月 16 日 / 與他的護士伊萊恩．梅森（Elaine

Mason）結婚。1996 年 / 出版《圖解時間簡史》（The illustrated A brief History of

Time）。1999 年 / 獲美國物理學會頒發李利費爾德獎（Julius Edgar Lilienfeld Prize

of the American Physical Society）。2001 年 10 月 / 又一部力作《胡桃裡的宇宙》（The

Universe in a Nutshell）出版發行。2001 年 11 月 / 大塊文化出版《胡桃裡的宇宙》。

2002 年 / 編著《在巨人肩上》（On The Shoulders of Giants. The Great Works of

Physics and Astronomy）出版。2003 年 / 獲凱斯西儲大學（Case Western Reserve

University）頒發麥克森莫里獎（Michelson Morley Award）。2005 年 /《新時間簡史》（A briefer History of Time）出版。2005 年 / 大塊文化出版《站在巨人肩上》套書。2006 年 10 月 19 日 / 與第二任妻子伊萊恩辦理離婚。2006 年 11 月 / 獲英國皇家學會頒授科普利獎章（Copley Medal of the Royal Society）。2007 年 9 月 6 日 / 與女兒露西合著的兒童科幻小說《喬治通往宇宙的秘密鑰匙》（George's Secret

Key to the Universe）率先在法國出版發行。這本書是霍金寫的第一本兒童讀物，

霍金在書中向兒童解釋了自己關於時間和宇宙方面的學說。2008 年 / 獲聖地牙哥

聯合大學（Santiago de Compostela）頒發方塞卡獎（Fonseca Prize）。2009 年 8 月12 日 / 獲頒總統自由勳章（Presidential Medal of Freedom, the highest civilian honour

in the United States）。2010 年 / 《大設計》（The Grand Design）出版。2011 年3 月 / 大塊文化出版《大設計》。2012 年 7 月 / 大塊文化出版《圖解時間簡史》、

《新時間簡史》。

霍金作品集 7

The

GreatWorksof

Hawking霍金作品集

定價 / 450 元


全新授權圖解擴充新版霍金最具代表性的科普暢銷巨作

霍金作品集 9

作者史蒂芬‧霍金

李羅權（行政院前國科會主委‧中研院院士）

李家維（清華大學生命科學系教授‧《科學人》雜誌總編輯）

吳茂昆（東華大學校長‧中研院院士‧美國國家科學院海外院士）

吳俊輝（台大物理系暨天文物理研究所教授）

林東民（Discovery亞太電視網北亞區總經理）

孫維新（國立自然科學博物館館長‧台灣大學物理系及天文所教授）

聯合推薦（依姓氏筆畫排列）

霍金的《時間簡史》於一九八八年出版，至今被譯成四十餘種語言，銷售上千萬

冊，取得科學史寫作史無前例的成功，不僅樹立里程碑，也在國際出版上造成一

股風潮。《時間簡史》介紹最先端的宇宙學知識，由於微觀世界與巨觀世界的觀

測技術進步神速，讓霍金教授在第一版書中的諸多理論預測獲得證實。其中包括

宇宙背景探索衛星（COBE）最新的發現，深入探索宇宙開始三十萬年之內的現

象，並揭露霍金預測在時空構造上的皺紋起伏。

霍金熱切想將這些觀測所帶來的最新知識，與自己最新的研究加到本書裡。在這

個擴充修訂版的《圖解時間簡史》中，除了對原有的章節更新刪修，他也添加一

篇導論與一章全新的內容，探討蟲洞和時間旅行等令人著迷的主題。

此外，雖然霍金教授的文字清晰睿智，但為了讓讀者更能掌握複雜難懂的部分，

本書增添超過二百四十張的全彩插圖，包括衛星影像、尖端科技（如哈伯望遠鏡）

所獲得的珍貴照片，還有電腦繪製的 3D與 4D真實影像。配合詳細清楚的圖文

說明，使讀者彷彿親歷其境，體驗浩瀚無垠的星際，直探黑洞的本質，深入物質

與反物質碰撞的微觀世界。

《圖解時間簡史》是經典之作，帶給讀者最新的宇宙學知識。這篇故事是現在進

行式，帶領我們直探時間和空間的核心，追尋那最扣人心弦的祕密。

定價 / 280 元


更簡潔‧更易讀天文學最新進展與發現

霍金作品集 11


雷納‧曼羅迪諾（Leonard Mlodinow）

加州理工學院的物理學家，也是暢銷書作家。與霍金合著《新時間簡史》（《時

間簡史》普及版）以及《大設計》。他也為第二代星艦奇航影集編劇，目前定居

於南加帕薩迪娜巿。


李家維（清華大學生命科學系教授‧《科學人》雜誌總編輯）


吳俊輝（台大物理系暨天文物理研究所教授）

林東民（Discovery亞太電視網北亞區總經理）

孫維新（國立自然科學博物館館長‧台灣大學物理系及天文所教授）


霍金的《時間簡史》暢銷全球，為科學寫作樹立了里程碑。作者熱情投入是一項

原因，主題引人入勝又是另一項原因，這些主題包括探討時間與空間的本質、上

帝在宇宙創生的角色，以及宇宙的歷史與未來等。不過自從《時間簡史》出版後，

不斷有讀者反應，書中有些重要的概念極難掌握。

這便是《新時間簡史》的緣起由來。霍金希望讓讀者更能親近本書，同時也納入

了最新的科學進展與發現。雖然英文原文書名指稱本書「更簡短」，事實上卻是

對原書主要課題的擴張闡述。作者將純粹技術性的概念剔除（如混沌邊界條件的

數學），將大家很感興趣卻因為分散各篇章而覺得難以掌握的部分，以新的獨立

章節探討，包括相對論、彎曲空間與量子理論等。

在重新整理組織下，作者擴大讀者特別關注的範疇，並介紹了弦論與完全統一理

論等最新的研究進展。比起之前的版本，《新時間簡史》更能帶領科學門外漢翱

遊寰宇，藉由最新的科學研究，直探最扣人心弦的時空奧祕。本書包含三十七張

全彩插圖，讓《新時間簡史》更添精彩，在科學文學史上屹立不搖。

定價 / 350 元


霍金十年首見卓越巨著為生命終極問題提供最新答案

霍金作品集 13


雷納‧曼羅迪諾



高涌泉（台灣大學物理系及天文所教授）

孫維新（國立自然科學博物館館長、台灣大學物理系及天文所教授）

葉李華（《胡桃裡的宇宙》譯者）


有關宇宙與生命起源的根本問題，向來歸屬於哲學範疇，如今卻已成為科學家、

哲學家與神學家百家爭鳴之領域。在這本最新力作之中，霍金與曼羅迪諾對於宇

宙最深奧的祕密，提出科學上最新的想法。他們用的不是深奧難懂的專業術語，

而是以簡單明瞭的方式娓娓道來。

根據量子理論，兩位作者在《大設計》中指出，宇宙並非只有單一的存在或單一

歷史，而是每個可能的歷史都同時存在。將這種想法運用在宇宙整體上，對於傳

統的因果觀念就產生了懷疑。而霍金和曼羅迪諾依「由上而下」的宇宙學研究法

指出，從過去沒有確切的形式這點看來，說明了人們經由觀察創造歷史，而並非

歷史創造我們的觀點。他們進一步解釋，我們本身是宇宙初生之際量子起伏的產

物，並且提出量子理論如何預測了「眾宇宙」的存在，亦即這個宇宙只是眾多的

宇宙之一；所有的宇宙都是從無中自然生出，各自擁有不同的自然法則。

在本書中，兩位作者挑戰了傳統對真實的概念，也只有「與模型相關」的理論能

夠找到最真的真實。並對於 M理論進行徹底與生動的分析；M理論是解釋支配人

類與宇宙法則的理論，也是目前唯一有望成為完整的「萬物理論」之理論。

這本書筆力簡潔且內容豐富，提出科學上有力的發現與證據，勢將改變人類對宇

宙的認知，甚至動搖到不可動搖的信仰體制。《大設計》對我們帶來的衝擊與啟

發，將會是前所未有的。

定價 / 500 元特價 / 399 元


即使關在胡桃殼裡我也會把自己當作擁有無限空間的君王

霍金作品集 15


榮獲

世界科普書最高成就亞文提斯獎、

2002年聯合報讀書人最佳書獎、

2001年博客來網路書店年度十大好書獎、

第二屆吳大猷科學普及著作獎銀籤獎

獎項肯定

較諸《時間簡史》，這本新書更為淺顯，而且風格不同。只要依序讀過前兩章，

以後各章便可隨意選讀；每章內部的結構也不是直線式的。在這本新書，霍金將

一一為我們展示當今理論物理學最活躍、生動的幾個研究領域，以我們一般人能

懂的語言介紹宇宙學最先進的進展，說明左右這個宇宙的原理。透過他的敘述、

BOX中的補充材料，和豐富的插圖，他將協助我們看到比小說、戲劇更富戲劇性

的真相。

在這本寫給我們每一個人看的美麗新書，從超重力到超對稱，從量子理論到 M理

論，從全像性到對偶性，霍金將帶我們前往科學研究的蠻荒邊境，一睹超弦理論

和 p維膜可能提供的解謎線索。身為理論物理學家，霍金當然也企圖尋找科學探

索最後的「聖杯」，存在於宇宙核心的「萬有理論」。在這本新書，他帶我們走

進舞台背後，親眼見識他的心智冒險，嘗試「結合愛因斯坦的廣義相對論和費因

曼的多重歷史觀念，成為一個完整的統一理論，以描述宇宙間發生的一切」。

如果這些名詞仍嫌陌生，不要緊，霍金教授允諾，他將讓我們認識。他邀請我們

做他時空漫遊的旅伴，進入超現實的奇幻天地：在那裡，超弦在十個維度中運動，

黑洞飽含祕密地蒸發和消失，原始的宇宙種籽自一粒小小的胡桃中迸發，最後變

成我們的宇宙。

定價 / 2100 元


如果說我看得比別人更遠那是因為我站在巨人的肩上

霍金作品集 17

Nicholaus Copernicus哥白尼

是波蘭天文學家，是第一位提出太陽為中心的歐洲天文學家，

一般認為他著的《天體運行論》是現代天文學的起步點。

Johannes Kepler 克卜勒

德國天文學家、數學家，克卜勒定律的發現者。著有《世界

的和諧》一書。

Galileo Galilei 伽利略

義大利物理學家、數學家、天文學家及哲學家，科學革命中

的重要人物。著有《關於兩門新科學的對話》。

Sir Isaac Newton 牛頓

英格蘭物理學家、數學家、天文學家。其論文《自然哲學的

數學原理》裡，對萬有引力和三大運動定律進行了描述。

Albert Einstein 愛因斯坦

二十世紀猶太裔理論物理學家、思想家及哲學家，也是相對

論的創立者。

編者史蒂芬‧霍金

作者


我們站在巨人的肩上

儘管牛頓在這裏指的是他在光學上的發現，而不是指他關於引力和運動定律那更

重要的工作，但這句話仍然不失為一種適當的評論——科學乃至整個文明是累積

前進的，它的每項進展都建立在已有的成果之上。這就是本書的主題，從尼古拉‧

哥白尼提出地球繞太陽轉的劃時代主張，到愛因斯坦關於質量與能量使時空彎曲

的同樣革命性的理論，本書用原始文獻來追溯我們關於天的圖景的演化歷程。

這是一段動人心魄的傳奇之旅，因為無論是哥白尼還是愛因斯坦，都使我們對自

己在萬事萬物中的位置的理解發生了深刻的變化。我們置身於宇宙中心的那種特

權地位已然逝去，永恆和確定性已如往事雲煙，絕對的空間和時間也已經為橡膠

布所取代了。

難怪這兩種理論都遭到了強烈的反對：哥白尼的理論受到了教廷的干預，相對論

受到了納粹的壓制。我們現在有這樣一種傾向，即把亞里斯多德和托勒密關於太

陽繞地球這個中心旋轉的較早的世界圖景斥之為幼稚的想法。然而，我們不應對

此冷嘲熱諷，這種模型決非頭腦簡單的產物。它不僅把亞里斯多德關於地球是一

個圓球而非扁平盤子的推論包含在內，而且在實現其主要功能，即出於占星術的

目的而預言天體在天空中的視位置方面也是相當準確的。事實上，在這方面，它

足以同一五四三年哥白尼所提出的地球與行星都繞太陽旋轉的異端主張相媲美。

伽利略之所以會認為哥白尼的主張令人信服，並不是因為它與觀測到的行星位置

更相符，而是因為它的簡潔和優美，與之相對的則是托勒密模型中複雜的本輪。

在《關於兩門新科學的對話》中，薩耳維亞蒂和薩格利多這兩個角色都提出了有

說服力的論證來支持哥白尼，然而第三個角色辛普里修卻依然有可能為亞里斯多

德和托勒密辯護，他堅持認為，實際上是地球處於靜止，太陽繞地球旋轉。直到

克卜勒開展的工作，日心模型才變得更加精確起來，之後牛頓賦予了它運動定律，

地心圖景這才最終徹底喪失了可信性。

這是我們宇宙觀的巨大轉變：如果我們不在中心，我們的存在還能有什麼重要性

嗎？上帝或自然律為什麼要在乎從太陽算起的第三塊岩石上（這正是哥白尼留給

霍金作品集 19

我們的地方）發生了什麼呢？現代的科學家在尋求一個人在其中沒有任何地位的

宇宙的解釋方面勝過了哥白尼。儘管這種研究在尋找支配宇宙的客觀的、非人格

的定律方面是成功的，但它並沒有（至少是目前）解釋宇宙為什麼是這個樣子，

而不是與定律相一致的許多可能宇宙中的另一個。

有些科學家會說，這種失敗只是暫時的，當我們找到終極的統一理論時，它將唯

一地決定宇宙的狀態、引力的強度、電子的質量和電荷等。然而，宇宙的許多特

徵（比如我們是在第三塊岩石上，而不是第二塊或第四塊這一事實）似乎是任意

和偶然的，而不是由一個主要方程式所規定的。許多人（包括我自己）都覺得，

要從簡單定律推出這樣一個複雜而有結構的宇宙，需要借助於所謂的「人擇原

理」，它使我們重新回到了中心位置，而自哥白尼時代以來，我們已經謙恭到不

再作此宣稱了。人擇原理基於這樣一個不言自明的事實，那就是在我們已知的產

生（智慧？）生命的先決條件當中，如果宇宙不包含恒星、行星以及穩定的化合

物，我們就不會提出關於宇宙本性的問題。即使終極理論能夠唯一地預測宇宙的

狀態和它所包含的東西，這一狀態處在使生命得以可能的一個小子集中也只是一

個驚人的巧合罷了。

然而，本書中的最後一位思想家阿爾伯特‧愛因斯坦的著作卻提出了一種新的

可能性。愛因斯坦曾對量子理論的發展起過重要的作用，量子理論認為，一個系

統並不像我們可能認為的那樣只有單一的歷史，而是每種可能的歷史都有一些可

能性。愛因斯坦還幾乎單槍匹馬地創立了廣義相對論，在這種理論中，空間與時

間是彎曲的，並且是動力學的。這意味著它們受量子理論的支配，宇宙本身具有

每一種可能的形狀和歷史。這些歷史中的大多數都將非常不適於生命的成長，但

也有極少數會具備一切所需的條件。這極少數歷史相比其他是否只有很小的可能

性，這是無關緊要的，因為在無生命的宇宙中，將不會有人去觀察它們。但至少

存在著一種歷史是生命可以成長的，我們自己就是證據，儘管可能不是智慧的證

據。牛頓說他是「站在巨人的肩上」，但正如本書所清楚闡明的，我們對事物的

理解並非只是基於前人的著作而穩步前行的。有時，正像面對哥白尼和愛因斯坦

那樣，我們不得不向著一個新的世界圖景做出理智上的跨越。也許牛頓本應這樣

說，「我把巨人的肩用做了跳板。」　　　　　　　　　　　　　　　──霍金

當人們凝視無垠的穹蒼時，總會湧現種種問題：如何才能了解自己所存在的這個世界？真實的本質是什麼？萬物從何而來？宇宙需要造物主嗎？欲了解宇宙最深處的奧祕，不僅需要知道宇宙如何運作，更要探究為什麼：為什麼世上有東西而非空無一物？我們為什麼存在？這是對生命、宇宙和天地萬物的終極大問，走進霍金的世界裡，我們將可以找到這些問題的答案。

愛因斯坦之後最傑出的理論物理學家” stephen hawking · 1993年...

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