斯蒂芬·霍金的亲密合作者托马斯·赫托格获得博士学位后，开始了丝绸之路之旅。

当赫托格被困在阿富汗北部的一座桥上时，他收到了霍金的一封电子邮件，要求他放弃假期，回来和他一起工作。

“就在那时，他意识到《时间简史》是从错误的角度写成的。”赫托格说。

2016年4月12日，霍金在美国纽约出席活动的资料照片。    新华社/路透

于是，在人生的最后20年，霍金提出了一种全新的自上而下的宇宙观，他与赫托格对宇宙的诞生提供了一个惊人的新视角，将深刻地改变我们对人类在宇宙中位置的看法。赫托格根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

赫托格与霍金一起获得的新观点在精神上是“深刻的达尔文主义”，它类似一种新的物理学哲学。

20世纪90年代末，当赫托格第一次被叫到霍金的办公室时，这位年轻的比利时研究员和传奇的英国理论物理学家立即产生了联系。

“我们之间产生了共鸣，”赫托格说，“斯蒂芬面临的问题是他很难理解宇宙如何创造出如此完美的、适合生命生存的条件，这困扰了他很久。”

这一系列完美的条件与非凡的好运使原子能够形成化学所需分子的微妙平衡，并一直延伸到宇宙本身的膨胀，从而允许存在星系等巨大的宇宙结构。

赫托格说：“这个问题的‘流行’答案是多元宇宙，这一想法最近在电影界也变得流行。”

这位47岁的理论家补充道，这个理论解释了宇宙看似被设计的本质，它只是无数其他宇宙中的一个——其中大多数都是“无用的、没有生命、贫瘠的”。

霍金意识到“多元宇宙正在将我们带入巨大的悖论泥潭”，他认为必须有更好的解释。

在他们合作几年后，人们开始意识到他们错过了一些根本性的东西。

“斯蒂芬告诉我，他现在认为自己错了，所以他和我在接下来的20年里并肩工作，发展了一种新的宇宙理论，可以更好地解释生命的出现。”赫托格说。

这是一次非凡的合作，但并不容易。21岁时，霍金被诊断出患有一种早发性缓慢进展的运动神经元疾病，这种疾病逐渐使他瘫痪。

当霍金开始与赫托格合作时，霍金已被任命为剑桥大学卢卡斯数学教授，这是世界上最负盛名的学术职位之一（艾萨克·牛顿是前任教授），并提出了一系列关于广义相对论的非凡理论——黑洞和宇宙的起源以及他的畅销书《时间简史》。然而，他的病情开始恶化。他坐在轮椅上，只能使用一台小型计算机进行交流，并从其中选择语音合成器组成的单词。

“在我们合作的过程中，他逐渐失去了手中剩余的力量，无法按下他用来交谈的答题器。”赫托格说。因此霍金改用安装在眼镜上的传感器，可以通过抽动脸颊肌肉来激活该传感器，但最终即使这样也变得太困难了。

慢慢地，霍金的速度从每分钟几个字减到每个字几分钟。最终，通信中断了。“我过去常常站在他面前，提出问题，然后看着他的眼睛，看看他是否同意。到最后，我可以检测到几种不同程度的‘不’和几个级别的‘是’。”

正是在这些“对话”中，霍金的最终理论诞生了，并与赫托格自己的分析相结合，形成了《时间起源》的基础，该书的书名取自查尔斯·达尔文的《物种起源》。“最终，我们对物理学的看法更像是对生物学的看法。我们把物理学和生物学放在了同等的地位上。”

《时间起源》讨论了我们在宇宙中的位置以及是什么让我们的宇宙适合生命。“斯蒂芬和我发现物理学本身是如何消失在大爆炸中的。在我们的理论中，具有最终决定权的不是法律本身，而是法律的改变能力。这为宇宙学的最终含义提供了新的视角。”

根据赫托格的说法，他与霍金一起获得的新观点颠倒了物理学中定律与现实之间的等级制度，并且在精神上是“深刻的达尔文主义”。它类似一种新的物理学哲学。

这意味着如果你把时钟拨回足够远的距离，“物理定律本身就会开始简化并消失”。

“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：我第一次见到他的时候是1998年。《时间简史》已经出版了，他也已经出名了，但他再也写不出任何方程式了。那时，他已经发展出了这种惊人的理论物理学的研究能力，但几乎都是在他的脑海中实现的。他设计了操纵形状、形式、宇宙和黑洞的视觉方式，这样他就可以在某种程度上发展他的直觉，而不必进行这些实际的计算。

这让很多人都抓狂了，因为我们正在做这些计算，而他在头脑中就可以计算出来。所以，我从见到他的第一秒起就喜欢上了他。

上观新闻：您提到了与霍金教授的沟通变得越来越困难，您如何克服这一点？

托马斯·赫托格：我们一起工作了20年。当他在20世纪90年代末和21世纪初使用计算机语音时，我们的沟通相当流畅。但在他去世前六七年，这种交流急剧放缓。但是那时我们已经发展出了某种共同语言，并且开始使用大量非语言交流进行协作。

因此，在他生命的最后阶段，我可以向他提出一些问题，并通过他的面部表情推断出答案，这成了一种非常牢固的纽带，在某种程度上，这几乎就像我们围绕宇宙学建立了某种亲密关系。

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：不只我自己，斯蒂芬的巨大勇气为我们所有人树立了榜样，能让我们知道，当我们全身心投入时，人类可以取得怎样的成就。

在我看来，斯蒂芬是一位现代人道主义者。他有深刻的直觉，即研究宇宙对于更好地理解我们自己很重要。他认为，最终是我们提出问题的勇气和我们回答问题的深度，使人类安全、明智地驾驶地球飞船进入繁荣的未来。他会从某种宇宙的角度看待我们的存在，他希望人类以恒星为目标，让所有人成为宇宙公民，我一直认为这是一个令人鼓舞的观点。

至于他的科学精神，斯蒂芬在生活和科学方面都是一个真正的乐观主义者。他一直保持着对理解的好奇心和热情，这是他的力量，是他前进的动力，也应该变成我们所有人的力量。

新华社照片，北京，2015年12月29日 长久以来，神秘的太空吸引着人类探索不息。

物理定律不是刻在石头上的

而是与宇宙一起发展的

上观新闻：《时间简史》的有些解释令人费解，宇宙理论的本质是什么？

托马斯·赫托格：20世纪80年代初，斯蒂芬提出了一个科学模型，他将其解释为宇宙的创造——从他所谓的“无”中创造出空间、时间和物质。当然，每个人都会问：这是什么意思？什么是所谓的“无”？大爆炸之前发生了什么？

《时间简史》本身就是一项巨大的成就，因为在那之前，大爆炸被认为是无法在科学中解决的。斯蒂芬提出了一个包括大爆炸在内的科学模型。但不幸的是，他的模型创造了一个空的宇宙——一个没有恒星、星系和生命的宇宙，因此不是一个非常有用的宇宙。这就是让他思考一个更好的理论的原因，但这最终导致了完全不同的观点。

上观新闻：如果旧的宇宙模型存在所有这些缺陷，那么为什么它会盛行呢？

托马斯·赫托格：流行的大爆炸理论被称为永恒暴胀。它说，在大爆炸中，不仅出现了我们自己的宇宙，而且还出现了许多其他宇宙——所谓的多元宇宙。多元宇宙之所以流行，并且在某种程度上有吸引力，是因为它与宇宙膨胀理论一起出现。这表明我们的宇宙在其演化的最初阶段以不断增加的速度膨胀。

在研究这个理论时，人们会忽略一点，其他宇宙没有理由拥有与我们相同的物理定律，有些宇宙可能有更强的引力，或者不同的光速。虽然我们不能直接观察其他宇宙，但可以想象其中一个宇宙可能会与我们的宇宙发生碰撞。

也许有一个更大的定律集，仍然支配着整个宇宙，如果使用生物学类比，也许有某种规律支配着所有可能行星上的所有可能的生命树。在生物学中，也许存在这样的事情，但这不是相关的。其他行星上可能会有生命，但这不会纳入达尔文对这个星球上的生命的研究中。

上观新闻：所以，当他说他改变主意时，您的反应是什么？

托马斯·赫托格：其实，我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。

乔治·勒梅特、乔治·伽莫夫等人提出的旧大爆炸理论是基于爱因斯坦的广义相对论。在这个表述中，大爆炸实际上是时间的开始，就是人们所说的奇点。用爱因斯坦的相对论，你可以证明宇宙有一个开始，它有一次大爆炸，但你无法证明它是如何开始的。从某种意义上说，爱因斯坦的广义相对论预言了它自己的衰落。

宽松地说，你可以说这是一个关于爱因斯坦理论中曾经的奇点理论。这是一种描述时间如何从更抽象和永恒的事物中产生的理论。

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：斯蒂芬和我最终提出的假设的核心是，物理定律并不是刻在石头上的，而是与宇宙一起诞生和发展的。我们使用了一个不起眼的数学分支——弦理论来研究大爆炸本身。

特别的是，我们利用了弦理论中全息术的新概念，该概念假设宇宙是一个巨大而复杂的全息图：某些3D空间中的物理现实可以在数学上简化为表面上的2D投影。当应用于宇宙学时，全息观点意味着时间演化是自然发生的，而不是内置的。在我们的理论中，随时间演化的宇宙是从大爆炸时的永恒状态中出现的。

将来可能的趋势是，我们将物理学从基于物质、力和时空的科学转变为基于信息的科学。这种新的视角有其局限性，因为如果物理学最终是基于信息的，那么如果你将其应用于宇宙学，而我们作为宇宙中的观察者，信息本来就是有限的，所以由此产生的任何演化、任何规律，都会携带这种有限性，导致从全息学的角度来看大爆炸宇宙学的时候，当你回到过去时，你的信息会耗尽，就好像物理学规律无法再带你走得更远。

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：宇宙历史的展开方式以及自然法则如何形成在很大程度上取决于宇宙到底是如何运行的。自然法则不是某种柏拉图式的建构，而是独立的、脱离现实的。它们随着宇宙的膨胀和冷却而出现，而发生的方式在很大程度上取决于大爆炸的精确物理条件。现在，我们所处的宇宙似乎经过了非常微妙的调整，以便生命的出现。这种微调可以追溯到140亿年前的大爆炸。所以在最初的那一刻一定发生了一些非常特别的事情。我们想知道那是什么。

我们研究大爆炸是为了更深入地了解我们所看到的现象、物理定律是如何产生的、它们为何如此以及它们是否独特。这是我们工作的基本动力。所有这些当今世界的特征，它们并不是永远存在的，它们是在大爆炸后宇宙膨胀和冷却后（结晶）产生的。所以大爆炸中一定有一些过程、一些物理条件来描述这是如何发生的。

上观新闻：了解宇宙的起源和结构，对于科学家来说仍然是一个太艰巨的挑战吗？

托马斯·赫托格：我们对宇宙运作的理解已经取得了长足的进步。我们的目标仍然是将宇宙起源的研究完全纳入自然科学领域。这意味着我们想要发展在数学上一致且可观测检验的宇宙理论。当然，你可能认为我们能观察到的东西以及我们能知道的东西一定有一个基本的限制。也许存在，我们只是不知道，但我们绝对应该尽我们所能地努力。毕竟，纯粹的科学探究是人类最雄心勃勃、最令人兴奋的使命之一。

在2018年发表的一篇论文中，我们就提出了宇宙并不是无限的，实际上是相当有限的，所有这些都与我们的宇宙具有相同的物理定律。所以，斯蒂芬在生命的最后阶段告诉我，是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：关键不在于它的整体空间大小，而在于我们大大减少了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起来都大致相同，这对于我们今后的研究是革命性的，而这在旧的永恒膨胀理论中是截然不同的。

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？

托马斯·赫托格：我的项目的目标之一是使用现代科学方法来阐明古老的问题，例如“为什么宇宙是现在这个样子，以及我们在宏伟计划中的地位是什么”，在我看来，天文学和宇宙学不应该回避研究这些问题。我们的宇宙理论最让我印象深刻的是它们如何让我们对现实有一个统一的理解。它们向我们表明，所有的宇宙学历史都是紧密相连的。我们在地球上的存在与大爆炸时发生的事情紧密地交织在一起。例如，大爆炸余温的微小变化是我们在当今宇宙中观察到的结构的种子。现代宇宙学提供了一种综合观点，强烈强调我们是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：对科学界来说，这个自上而下的理论已经发展了20年，是一个演变的过程。《时间起源》这本书的角度略有不同，这种新的达尔文主义宇宙学视角可能更有趣，我们思考生物学和其他物理定律之间的联系，是对本体论的某种调整。在欧洲及其他西方世界，这显然是非常新的，这与我们以前自牛顿时期起谈论物理的方式迥异。这也可能提供了一个全新的历史视角。

关于《时间起源》，我得到了很多反馈。人们告诉我，我的书读起来像一个侦探故事，这就是我和斯蒂芬的这趟旅程给我的感觉。你看，斯蒂芬和我最终问了人类古老的问题。我们研究背后的谜团是宇宙如何创造了如此完美的适合生命生存的条件。为什么大爆炸让它适合生命？我们在宏大的宇宙计划中的位置是什么？这些都是人类一直问的问题，这就是我的书所谈论的，也希望人们能够持续地进行思考。

《时间起源》

[美]托马斯·赫托格 著

邱涛涛 译

中信出版集团