2023年年初，我收到中信出版社的來函，邀請我翻譯這本《時間起源》，我欣然接受。一方面，中信出版社與我是多年合作的老朋友，盛邀之下義不容辭；另一方面則是因為該書的作者是著名理論物理學家、霍金的前學生托馬斯·赫托格先生，該書的內容也是讀者們關注度極高的引力與宇宙學這一神奇的領域。作為同樣從事這一領域的科技工作者，能夠將這部作品分享給廣大的中國讀者，我也感到萬分榮幸。
借著翻譯的機會讀罷此書，我的感覺是此書既可以作為一部精彩的科普著作，又可以作為一部詳實的人物傳記。在這本書里，作者以廣博的知識、細膩的筆法，將現(xiàn)代物理學發(fā)展的壯麗史詩如畫卷般展開，將個中滋味娓娓道來。它以不大的篇幅，承載了以霍金、赫托格等人為代表的理論物理學家們大膽前衛(wèi)的科學乃至哲學思想，給予讀者們一次又一次思想上的洗滌。它同時也不惜重墨描寫了霍金的生平及奮斗歷程：青年時初露鋒芒，中年時光芒四射，晚年離世時卻顯得有些凄婉。然而這本書與一般的人物傳記又有些不同。作為霍金的學生、畢生的合作者和密友，作者以自己與霍金的親身接觸為第一手資料，將自己的經(jīng)歷融入了霍金的一生中，也讓我感受到了他們濃濃的師生之情和戰(zhàn)斗情誼。
《時間起源》
宇宙的本源是什么？無數(shù)物理學大家對這個問題都有著深深的執(zhí)念。愛因斯坦與勒梅特，霍金與林德……這一段段終其一生的爭論也成為宇宙學歷史上的佳話。愛因斯坦篤信宇宙是靜止的、亙古不變的，而同時身為神父的天才物理學家勒梅特則認為宇宙有一個開始，在這個開始之前，時空無法定義?！拔覀兛梢园褧r空比作一個開口的圓錐形杯子。……如果我們想象著回到過去，我們就到達了杯底。這里是第一個時間點，它沒有‘昨天’，因為已經(jīng)沒有空間留給它的‘昨天’了?！保▎讨巍だ彰诽兀对荚拥募僭O》，見第2章）。
這是20世紀連宇宙學觀測都還很匱乏的年代，理論物理學家們對宇宙開端的樸素理解。雖然后來星系退行、宇宙微波背景等一系列發(fā)現(xiàn)似乎支持了勒梅特的觀點，但對于宇宙的開端到底是什么樣子，勒梅特的解釋似乎仍然不盡如人意。
然而歷史總是向前發(fā)展的。半個多世紀后，霍金和林德等人開始重新審視這個問題?；艚饘⒂钪娴拈_端問題視為宇宙學理論的“邊界條件”：“一個完整的理論，除了要包含一個動力學的理論之外，還要包含一組邊界條件?！保ㄒ姷?章。）因此，他創(chuàng)造性地提出了他的“無邊界理論”，認為宇宙的開端就像羽毛球的頂端一樣，是黏合在一起的，如果沿著時間往回追溯，就像一只小蟲沿著羽毛球的骨架爬向頂端一樣，最終會爬到羽毛球的另一面。而這種強大的黏合劑就是量子效應。“問大爆炸之前發(fā)生了什么，就像問南極以南是什么一樣”，霍金這句話似乎點醒了大家：宇宙的開端是什么樣，也許本身就是一個偽問題。他跳出了前人預設“宇宙有一個開端”的桎梏，指出宇宙實際上“并不存在邊界”。當然，林德、薩斯坎德等人的多元宇宙論也不遑多讓。他們認為，宇宙是處在一片無限的暴脹之海中的一座座孤島，形成這些孤島的邊界條件完全是隨機的，之所以我們生活在這個宇宙中，是因為這里的邊界條件恰好適合我們。這似乎一勞永逸地解決了邊界條件問題，但霍金認為，這樣的解決方式并不具有可證偽性。直到今天，霍金去世之后，這一爭論仍在持續(xù)。其實物理學，乃至整個科學，就是這樣在不斷爭辯中發(fā)展起來的。玻爾與愛因斯坦之爭促進了量子論的發(fā)展，霍伊爾與伽莫夫之爭催生了大爆炸宇宙學，甚至在霍金去世前的2017年，他與斯坦哈特等人還在為了暴脹是否存在而爭論不休。真理的寶藏往往是藏在自然深處的，只有善于思考、勇于爭辯的大腦才能沖破重重艱難險阻，最終獲得大自然的饋贈。不是嗎？
早年的霍金認為，宇宙的邊界條件無論為何，總是凌駕于宇宙之外的，是“大自然的設計者”強加于斯的，這在霍金的名著《時間簡史》中也有所體現(xiàn)。即使他的無邊界理論宣稱不需要邊界條件，也只能說明設計者在創(chuàng)世之初將其隱藏起來了而已。但在時隔10余年后，霍金卻再度推翻了自己的觀點。正如赫托格在本書中披露，有一次霍金急急地把他叫進辦公室，然后對他說：“《時間簡史》的視角錯了?！保ㄒ姷?章。）
無邊界理論巧妙地規(guī)避了宇宙開端的問題，卻引發(fā)了另一個問題，即無邊界理論表明我們這個宜居的宇宙產生的概率很小?！皬谋砻嫔峡?，霍金的無邊界波函數(shù)的形狀是由經(jīng)歷過一次較小的暴脹，后又迅速坍縮的宇宙主導的。那些經(jīng)過劇烈暴脹、形成星系并變得宜居的宇宙并沒有完全被理論排除，但它們位于波函數(shù)的尾端，在該理論中我們幾乎找不到它們的存在?！保ㄒ姷?章。）這和多元宇宙學一樣，又使霍金陷入深深的泥潭之中。在進行了長期深入的思考后，他終于意識到，我們不應該用上帝視角從外部觀察和揣摩我們身處其中的宇宙，而是應該從內部看待它。更為甚者，他向世人拋出了他的又一驚人觀點：“過去在某種意義上取決于現(xiàn)在”（見第7章）。
他的這一觀點，很大程度上得益于弦論的第二次革命，特別是馬爾達塞納全息對偶的發(fā)現(xiàn)。馬爾達塞納發(fā)現(xiàn)了一個時空區(qū)域內的引力及其邊界上的場論之間的聯(lián)系，這促使霍金將宇宙的過去與現(xiàn)在聯(lián)系起來。這種聯(lián)系不是單向的聯(lián)系，而是雙向的聯(lián)系，即宇宙的現(xiàn)在也可以影響甚至決定過去，而聯(lián)系的紐帶則是我們的觀測，正如量子觀測決定了波函數(shù)坍縮后物質的狀態(tài)一樣?！巴ㄟ^一層層地剝離全息圖中的信息，直至只剩下幾個遠距離糾纏的量子比特，我們一步步進入過去”，而當糾纏的量子比特全部用完時，我們也走到了時間的盡頭（見第7章）。這就是霍金對時間之源問題的最新解釋。這一觀點聽起來似乎荒誕離奇，有違我們一直以來信奉的科學觀——世界是客觀的，是與觀察者無關的存在，科學家的作用只是去發(fā)現(xiàn)它而已。但在量子論誕生之前，誰又會想到，人類的一次窺探會決定一只無辜的貓的生死？或許真的正如海森堡所言：“人類在尋找客觀現(xiàn)實的過程中會突然發(fā)現(xiàn)，他處處遭逢的是他本人?！保ㄒ姷?章）。
難怪霍金說：“是時候再寫一本書了?！边@便是本書的由來。
通過這本書，我也有幸重新“認識”了霍金?；艚鸩粌H是一位物理學家，更是一位哲學家，一位人生導師。他并不滿足于提出一個理論、解釋一種現(xiàn)象，而是試圖用他天才的物理直覺、無盡的想象力和敏銳的洞察力感染著我們——他身邊的人和他所有的讀者，企圖顛覆我們對整個世界、整個歷史的看法。
當然，至于是非對錯，留與后人評說。
本書的翻譯工作自2023年農歷年初起，至五一假期時止，歷時四月有余，幾易其稿。譯者雖水平有限，仍盡己之力在保留作者原意的同時，力求語言通俗易懂，能為一般讀者所接受?？紤]到書中難免出現(xiàn)一些專有名詞和當?shù)厮渍Z，為確保讀者能知曉其意，因此我自作主張加了不少注釋；有些詞語因其特定的語境，和日常的意義有所偏離，因此不得不反復斟酌，以求詞能達意；還有些哲學、生物學等其他領域的術語，超出我的知識范圍，還需要求助于網(wǎng)絡、相關書籍或我認識的專業(yè)人士。如hesitating universe一詞，hesitate通常翻譯成“猶豫”，但猶豫一般是指人的思想活動，這里指緩慢膨脹的宇宙，因此譯成“躊躇”，我認為更能反映其行為特征（當然還有一個詞“彳亍”，但考慮用的人較少，不夠通俗，故棄之）。再如retroactive與retrospective本是近義詞，很難區(qū)分，但我在查閱資料及斟酌上下文之后，發(fā)現(xiàn)前者指可以改變過去，后者指不能改變過去，故分別翻譯成“可追溯性”和“回顧性”。顧者，看也；溯者，則有追究之意。如此這般，不勝枚舉。當然，這些只是我個人的粗淺理解，一定有理解不到位甚至謬誤的地方，也敬候廣大讀者的批評指正。
本書在翻譯過程中，得到了華中科技大學生命科學與技術學院付春華教授、物理學院龍江教授等同仁的指點，以及我的研究生虞志遠、楊承睿等同學的幫助。本書的翻譯工作得到了科技部重點研發(fā)項目（項目號：2021YFC2203100）的資助，在此特表謝意。
也希望廣大讀者能夠喜歡這本書。
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