【明報專訊】物理學家霍金逝世在新聞連環播，阿媽問，其實他做了什麼？
「啊……研究宇宙。」
答完都覺得心虛，走進中大找物理系講師練立明博士惡補一堂物理課，稍解看新聞的疑惑，順道打聽，「你有看過《時間簡史》嗎？」
廣義相對論：兵家不爭之地
霍金科學成就的關鍵字必包括黑洞和宇宙，而他的貢獻之一，就是對愛因斯坦提出的「廣義相對論」裏奇點（singularity）的研究。「一顆好重的恒星，當燃料耗盡就會塌縮，最後縮至變成黑洞，黑洞中間有一個叫奇點的地方，將原本的物質壓縮至一點，密度與能量都無限大。」廣義相對論描述大爆炸（Big Bang），相信某一刻由奇點爆出宇宙，然後不斷膨脹。但愛因斯坦預測黑洞奇點密度「無限大」，讓科學家很傷腦筋，「我們相信合理的科學理論不應預測出無限大，例如做實驗，無限大是無法量度的，是一個很大的問題。」而在霍金之前，奇點的例子都是球對稱、不旋轉的黑洞，但星體如地球都不是完美球體，也會旋轉，於是大家帶着問號，「會否根本沒有奇點？」霍金與另一位物理學家Roger Penrose卻計算出，在一般情况下，沒有球對稱那樣的假設，奇點一樣可以形成，成為廣義相對論裏的奇點定理（singularity theorem）。
這是否其他科學家不敢碰的領域？練博士說相對論與量子力學是當代物理學兩個重要的學問，但響噹噹的廣義相對論在1915年提出後的幾十年，卻沒有成為物理學研究的主流。「因為廣義相對論是一個很複雜的理論，複雜在於其方程式」，「大概到二戰後的五十年代，才慢慢開始有多些人做廣義相對論的研究」。黑洞研究的突破早就出現，德國科學家Karl Schwarzschild在1916年發表黑洞的方程解（solution），但那是不會轉的黑洞，一直到1963年，Roy Kerr才找到旋轉黑洞的解，「黑洞由不轉到會轉，都等了差不多50年。」
廣義相對論與量子力學非完美結合
「量子力學是描述微觀世界，廣義相對論主要是描述天文，兩者在一般情况下都是河水不犯井水」，「霍金輻射」厲害在將兩者結合，但其實現今科學界仍期待着一個完整理論將這兩大支柱結合，霍金之後，依然未解決。一旦跨進黑洞的視界，任何物質都有入無出，連跑得最快的光亦不例外，廣義相對論如此描述。但霍金引入量子力學，向世人宣告「黑洞不是描繪得那麼黑」，練博士指指房裏猶如靜止的空氣，「量子力學預測的其中一個現象，是所謂真空其實並非真空，zoom近看，真空中也有粒子彈來彈去，粒子與反粒子彈出後又合在一起消失，這在宏觀不會看到，像沒事發生。」放在黑洞研究，「如果考慮視界旁有這樣的事發生，粒子與反粒子其中一個partner有機會掉進黑洞，另一個如足夠高能量，就可走掉，我們從很遠去看，就似黑洞向外射出些什麼，那就是霍金輻射。」
「霍金描述粒子是量子力學的範疇，但黑洞的時空就仍然滿足廣義相對論。」是兩個理論的結合，不過練博士形容，也是個「假假哋」的結合，「廣義相對論的方程式指出物質（matter）會影響時空（spacetime）的彎曲，而霍金輻射仍需要處理這條方程式，當中關於物質的部分有量子力學，但時空那邊就沒有量子力學的元素，這不是兩個理論的perfect combination（完美結合），可說是近似。」
超越一個諾貝爾獎
唉，如果量度到霍金輻射，證實它的存在，就可以還霍金一個諾貝爾獎。練博士苦笑，「我想可見將來都不會量度得到」，「霍金輻射會不斷帶黑洞的質量走，因為輻射帶能量，若黑洞單獨存在（isolated），便會一直縮水，但在真實世界，如果每個星系中間有個超巨大的黑洞，會把附近很多氣體吸進去，而這些氣體跌進黑洞之前所放出的輻射要比霍金輻射大很多。」有宇宙學教授提出在實驗室做出類比黑洞研究霍金輻射，可惜未及在霍金逝世前見到成果，不過練博士說類比始終非真正的黑洞，「某程度上是一個蘋果一個橙」，「若測到輻射，與霍金輻射的性質又是否同一回事？」
但看上屆諾貝爾獎，3名美國物理學家因發現重力波得獎，也是證實愛因斯坦百年前的預測，霍金輻射都有希望？當然科技如何突飛猛進是未知之數，不過說回霍金值不值得頒他一個諾獎，練博士就想起愛因斯坦亦非憑相對論得獎，而是「解釋一個與量子力學有關的實驗結果」。諾獎委員把1921年的物理學獎頒給愛因斯坦，「表揚他在理論物理學上的貢獻，特別是光電效應定律的發現」，解釋了光射在金屬上為何會令金屬表面放出電子。
「霍金所做的對拿諾獎是有點尷尬」，但練博士認為，「每一日科學界都有很多不同的論文出現，若做實驗發現與理論不脗合，理論便會自動消失，但確實有些理論，即使未有實驗，但大家都會公認夠fundamental（基本），而霍金做的性質上就是類似這樣的工作。但物理學發展正需要這些重要，未量度到、看不到，卻對物理世界的認識很重要的工作，坦白講我覺得他做的已凌駕了諾貝爾獎，給他是錦上添花的榮耀，不頒給他，他仍然是霍金。」又有人比較霍金還是愛因斯坦偉大，「兩個科學家在不同時空出現，好難有個準則比較，科學是一層一層慢慢演化出來。」
悼霍金，哀科學？
社交平台被霍金離世的消息洗版，人人高呼科學家的偉大，但另一邊廂大學殺科，正有天文學的份。練博士嘆殺科是「有點不幸」，不過院校情况各有不同，他無法評論。他認為不是多人來讀物理就是好﹕「在香港環境讀理科是相對小眾。科普比較多人有興趣，科普書都有市場。一方面科普工作是重要的，但是不是想有多些人去做科學家？我不覺得是這樣。」在大學學制三改四以後，入中大的學生可先選理學院，入讀後再考慮是否進物理系，「以前可能會有未必對物理有興趣的同學，因成績等原因來讀物理，現在自由度大了，可以想清楚是否對物理有興趣，沒興趣或覺得自己應付不來的同學會避開，沒必要來讀物理。」他總結說﹕「有好有唔好，人數上是少些，但這班同學可能真的對物理有熱誠。」
■後記
博士爸爸看《時間簡史》 解釋女兒「生命起源」
隨口問練博士，「你也看過《時間簡史》嗎？」他從辦公室的書櫃拿出小小一本深藍色封面的書，書頁發黃了，竟是1988年英文初版，「個人而言，可以說這本書或霍金改變了我的命運。我讀中學時對科學沒有興趣，也不知自己想做什麼，但一次機緣巧合，在書局翻到這本書」，這本堪稱最難看完的暢銷書，當年這個剛考完會考的中學生一看，「好多都唔知佢講咩，但正正因為不明白，somehow令我有興趣研究物理，對這個宇宙想知多一點。」
女兒問：有霍金輻射有無爸爸輻射？
電視上播着霍金的新聞，「霍金輻射」幾個字不斷重複，練博士女兒問爸爸的問題很搞笑﹕「霍金有霍金輻射，你有冇改咗你個名嘅輻射呀？」一百萬的問題，練博士選擇這樣答﹕「我同佢講，都係因為呢個人，先有你咋。」後來他在大學選了物理系，遇上太太，這是女兒的「生命起源」。上大學後的每個暑假，他都再讀一遍《時間簡史》，看看自己又懂了多少。
