新 理 *57 * 按照 「 熱力學 第二 定律 」 ， 熵 總是 不斷 地 增大 。 這 就是說 ， 能量 密度 的 差別 一直 在 減少 。 當 所有 能量 密度 的 差別 都 完全 消失 的 時候 ， 就 再 也 無法 從 能量 榨出 任何 功 來 ， 宇宙 也 不會 再 有 絲毫 變化 了 。 比如說 一 個 錶 。 一 個 錶 之所以 能 不斷 地 走下去 ， 是 因為 它 的 發條 或 電池 中 集中 著 能量 。 當 發條 鬆開 或 電池 發生 化學 反應 時 ， 能量 就 從 密度 高 的 地方 流向 密度 低 的 地方 ， 由於 這 種 流動 的 結果 ， 錶 就 會 走下去 。 一旦 發條 完全 鬆開 或 電池 的 化學 變化 完全 結束 ， 整 個 錶 裏 的 能量 就 完全 均勻 ， 不再 會 有 能量 在 流動 ， 因而 錶 也 就 不再 走 了 ， 它 已經 「 衰亡 」 了 。 與 此 相似 ， 當 宇宙 中 的 所有 能量 全部 均勻 時 ， 我們 就 宇宙 「 衰亡 」 了 。 當然 ， 我們 可以 把 錶 的 發條 再一次 上緊 ， 或 換 一 個 新 電池 。 但 為了 把 錶 上緊 ， 我們 就 得 使用 我們 肌肉 的 力量 ， 從而 使 我們 自己 稍稍 「 衰老 」 一點 。 我們 也 可以 買 一 個 新 電池 ， 但是 ， 那 就 得 把 它 製造出來 ， 而 為了 製造 這 個 電池 ， 人們 的 工業 設備 就 必定 會 稍稍 「 衰老 」 一些 。 我們 自己 肌肉 的 力量 ， 可以 藉由 吃 東西 來 恢復 ， 但是 ， 食物 最初 是 由 植物 利用 太陽 的 能量 產生 的 。 人類 的 工業 設備 主要 依靠 煤 和 石油 工作 ， 而 煤 和 石油 也 是 植物 在 遠古 的 故事 發現 第二 個 愛因斯坦 *58 * 【 第一 章 】 的 年代 用 太陽能 產生出來 的 。 當 地球 上 的 各 種 事物 「 衰老 」 時 ， 我們 總是 可以 利用 某 種 東西 把 它們 的 「 發條 」 再一次 「 上 緊 」 。 而 這 類 東西 通常 總 要 追溯到 太陽能 的 作用 ， 因此 ， 太陽 也 是 在 不斷 「 衰老 」 。 太陽 主要 是 由 氫 構成 的 ， 氫原子 中 每 一 個 粒子 所 含 的 能量 要 比 氫 、 氧 、 鐵 等 較為 複雜 的 原子 多 得多 。 在 太陽 內部 ， 由於 氫 不斷 轉變成 比較 複雜 的 原子 ， 能量 密度 就 逐漸 變 均勻 。 在 地球 上 的 核 動力 發電廠 中 ， 由於 鈾 原子 轉變成 比較 不 那麼 複雜 的 原子 ， 也 發生 同樣 的 情況 。 今後 我們 一旦 建成 了 氫聚變 電廠 ， 那麼 ， 從 某 種 意義 上 說 ， 我們 就 將 再現 太陽 上 所 發生 的 情況 。 就 我們 目前 所 知道 的 情況 看 ， 太陽 上 的 能量 密度 最後 會 完全 均勻 ， 而 太陽 本身 則 將 只 含有 中等 大小 的 原子 。 對於 宇宙 中 的 所有 某 他 恒星 和 宇宙 中 的 每 一 件 東西 來 說 ， 這 種 說法 也 同樣 成立 。 宇宙 中 每 一 個 地方 的 能量 密度 就 都 正在 不斷 變 得 均勻 ， 從 這 個 意義 上 來 說 ， 宇宙 是 在 不斷 衰亡 著 。 假使 情況 確實 是 這樣 ， 那麼 ， 當 宇宙 中 所有 能量 完全 均勻 分佈 時 ， 熵 就 將 達到 最大值 ， 那時 任何 現象 都 不會 再 發生 了 。 因為 儘管 所有 能量 都 還 全部 存在 ， 但 它 已 不再 會 有 任何 流動 ， 也 【 科普 ｅ 世代 】 10 __UNDEF__ Story __UNDEF__ of __UNDEF__ Light __UNDEF__ 物 之 新理 *59 * 不會 成為 發生 某 種 現象 的 動力 了 。 假如 第二 定律 確實 在 一切 條件 下 都 成立 的話 ， 這 是 一 種 令 人 憂慮 的 前景 ， 但 我們 現在 完全 不 需要 恐慌 ， 這 個 過程 需要 許多 億億 年 才 會 終結 。 因此 ， 不僅 是 在 我們 活 著 的 時候 ， 而且 在 整 個 人類 存在 的 時候 ， 甚至 在 地球 還 存在 的 時候 ， 宇宙 都 會 像 目前 這樣 繼續 存在 下去 。 的 故事 發現 第二 個 愛因斯坦 *60* 【 第一 章 】 【 科普 ｅ 世代 】 10 Story __UNDEF__ of __UNDEF__ Light __UNDEF__ 物 之 新理 *61 * 霍金 與 他 的 M 理論 2002年 8月 ， 一 個 在 輪椅 上 坐 了 30多 年 的 英國 老頭兒 來到 了 中國 。 這 是 一 個 瘦 得 出奇 、 全 身 癱瘓 的 天才 ， 他 的 身體 無力 地 蜷縮 在 輪椅 裏 ， 不能 寫字 不能 說話 ， 他 左手 放 在 胸 前 ， 右手 卻 始終 掌握 著 他 那 神奇 輪椅 上 的 按鈕 ， 想必 這 就 是 他 的 運動 神經 中樞 。 輪椅 前 安置 的 顯示器 ， 可以 看到 寫滿 螢幕 的 字元 。 這 個 大半 輩子 都 在 輪椅 上 度過 的 人 ， 思想 卻 在 宇宙 的 最 深處 飛揚 ， 穿越 時間 與 空間 ， 追尋 宇宙 的 盡頭 ， 探索 黑洞 的 隱秘 ── 這 就 是 史蒂芬‧ 霍金 ， 被 稱為 「 當代 愛因斯坦 」 的 思想家 和 物理學家 。 霍金 只 剩下 右手 的 大拇指 能夠 操作 了 。 一 位 訪問 者 問 他 ： 「 霍金 ， 你 認為 你 本人 幸運 嗎 ？ 」 提問 的 人 話 一 出口 有些 後悔 了 ， 這 是 什麼 問題 ！ 你 猜 ， 霍金 怎麼 回答 ── 全身 只有 3 個 手指 會 動 的 霍金 ， 藉著 一 個 手指 說 ： 「 我 在 各 方面 都 非常 幸運 ， 除了 患 「 運動 神經元 症 」 之外 ， 並且 就是 這 個 病 對 我 也 不 是 多麼 重大 的 打擊 。 患 此 症 仍 能 成功 ， 我 感到 滿意 。 我 現在 真的 遠 比 發病 之前 的 那 個 我 還要 快樂 。 我 無法 說 它 是 一 項 恩典 ， 但 已經 夠 幸運 了 ： 它 並 沒有 比 的 故事 發現 第二 個 愛因斯坦 *62 * 【 第一 章 】 預計 的 更 壞 。 」 史蒂芬‧霍金 ， 出生 於 1942年 1月 8日 ， 剛好 是 伽利略 逝世 300 周年 的 同 一 天 。 這 個 時候 他 的 家鄉 倫敦 正 籠罩 在 希特勒 的 狂轟 濫炸 中 ， 霍金 和 他 的 妹妹 在 倫敦 附近 的 幾 個 小鎮 度過 了 自己 的 童年 。 多 年 以後 ， 他們 的 鄰居 回憶 說 ， 當 霍金 躺 在 搖籃車 中 時 非常 引人注目 ， 他 的 頭 顯得 很 大 ， 異於 常人 ── 這 多半 是 因為 霍金 現在 的 名聲 與 成就 遠遠 異於 常人 ， 鄰居 不由自主 地 要 在 記憶 裏 重新 刻畫 一下 天才 兒童 的 形象 。 不過 霍金 一 家 在 古板 保守 的 小鎮 上 的確 顯得 與眾不同 。 霍金 的 父母 都 受 過 正規 的 大學 教育 。 他 的 父親 是 一 位 從事 熱帶病 研究 的 醫學家 ， 母親 則 從事 過 許多 職業 。 小鎮 的 《 時間 簡史 》 的 作者 霍金 【 科普 ｅ 世代 】 10 __UNDEF__ Story __UNDEF__ of Light __UNDEF__ 物 之 新理 *63* 居民 經常 會 驚異 地 看到 霍金 一家人 駕駛 著 一 輛 破舊 的 二手車 穿過 街道 奔向 郊外 ── 汽車 在 當時 尚未 進入 英國 市民 家庭 ， 然而 這 輛 古怪 的 車子 卻 拓展 了 霍金 一 家 自由 活動 的 天地 。 霍金 熱衷 於 搞清楚 一切 事情 的 來龍去脈 ， 因此 當 他 看到 一 件 新奇 的 東西 時 總 喜歡 把 它 拆開 ， 把 每 個 零件 的 結構 都 弄 個 明白 ── 不過 他 往往 很 難 再 把 它 裝回 原樣 ， 因為 他 的 手腳 遠 不如 頭腦 那樣 靈活 ， 甚至 寫出來 的 字 在 班 上 也 是 有名 的 潦草 。 霍金 在 17 歲 時 進入 牛津 大學 學習 物理 。 牛津 大學 物理 課程 的 安排 使 學生 很 容易 逃避 用功 ， 霍金 愛 逃學 。 有 一 次 ， 他 計算 在 牛津 的 3 年 中 ， 他 平均 每 天 也 就 學習 1 小時 。 這 種 態度 與 當時 其他 同學 是 一致 的 ， 這 是 戰後 出現 的 青年人 迷惘 時期 ── 他們 對 一切 厭倦 ， 覺得 沒有 任何 值得 努力 追求 的 東西 。 霍金 在 學校 裏 與 同學 們 一同 遊蕩 、 喝 酒 、 參加 賽船 俱樂部 ， 如果 事情 這樣 發展 下去 ， 那麼 他 很 可能 成為 一 個 庸庸碌碌 的 職員 或 教師 ， 然而 ， 病魔 出現 了 。 從 童年 時代 起 運動 從來 就 不 是 霍金 的 長 項 ， 幾乎 所有 的 球類 活動 他 都 不 在行 。 到 牛津 的 第三 年 ， 霍金 注意到 自己 變更 笨拙 了 ， 有 一 兩 回 沒有 任何 原因 地 跌倒 。 但是 磁懸浮 列車 要 更加 廣泛 的 得到 應用 ， 還是 需要 解決 一些 技術 上 的 問題 。 首先 是 安全 問題 。 由於 磁懸浮 系統 必須 輔 之 以 電磁力 完成 懸浮 、 導向 和 驅動 ， 因此 在 斷電 情況 下 列車 的 安全 就