第2章
被诺贝尔奖遗忘
（2014—2017）
凌晨2点40分，闹钟响起，巴里·巴里什强忍住失望的情绪。他后来回忆说：“我当时以为他们已经把我们忘了。”随后，他的手机响了起来。
在清晨提前打电话通知是诺贝尔奖公布得主的一个既定桥段。获奖的科学家迷迷糊糊地被电话铃惊醒，然后就会意识到自己即将声名鹊起。这本应是一个大大的惊喜。对于许多声名显赫的物理学家来说，10月的第一个星期一晚上注定是一个不平静的夜晚。但是，无论多么自大，也不会对于第二天一早收到获奖通知抱有多大希望。
然而这一次，2017年10月3日，情况有所不同。
在此之前的两年，一台横空出世的望远镜LIGO（激光干涉引力波天文台）做出了重要的发现，不仅将诺贝尔奖稳稳地握在手中，而且还有可能很快拿到。唯一的问题在于如何分配奖金。虽然有成百上千的人参与了此项工作，但是诺贝尔奖规定一次最多只能颁发给3个人。
发出获奖通知的前一天晚上，该项目的主管、美国加州理工学院的巴里什教授自信满满地上床睡觉了。麻省理工学院的雷纳·韦斯教授花了几十年时间设计这台望远镜，他比较谦虚，认为自己只有20%的机会获奖。当晚第三个抱着获奖的期待入睡的是加州理工学院的理论物理学家基普·索恩，他是霍金50多年的同事和密友。
和霍金一样，索恩一生都致力于研究黑洞、引力和时间，而这台全新的望远镜正好为这些研究课题提供了新的线索。这台即将为索恩、巴里什和韦斯赢得诺贝尔奖的望远镜，并不是那种收集来自遥远恒星的光芒的普通望远镜。它被称为激光干涉引力波天文台，用于探测由黑洞碰撞而产生的引力波。有了这个新工具，索恩就可以验证霍金、他自己以及其他物理学家于20世纪60年代末70年代初提出的那些理论。顺带一提，那段时间的相关理论蓬勃发展，索恩将其称为“黑洞的黄金时代”。“黄金时代中最美好的一点就是我们的研究都是建立在彼此工作的基础上的，”索恩写道，“霍金奠定了基础，然后他的同伴前赴后继，在这个基础上建造了一座大厦……”
索恩用他的诺贝尔奖兑现了15年前对霍金的承诺。彼时正是霍金的60岁生日，索恩告诉他说：“我恐怕现在只能给你一纸承诺，而不是具体的物理学成果。我们将使用我们的引力波探测器（包括LIGO）来验证你在黄金时代提出的黑洞理论和预测，这项工作会在你70岁生日之前开始。这就是我们送给你的生日礼物。生日快乐，史蒂芬！”
***
70岁时，霍金已成为世界上尚健在的最负盛名的科学家，而且他已经获得这一殊荣几十年了，甚至距离他第一次在著名动画情景喜剧《辛普森一家》中客串也过去了10多年，他最重要的研究进展已经是多年以前的事了。
到了他生命的最后10年，史蒂芬·霍金已经不再是真正意义上的科学家，他更广为人知的一个身份是文化偶像。名人霍金被冠以科学的光环，但实际上，他的科学属性几乎已被他的名声覆盖。他关于物理学的最新声明是否有价值已经变得无关紧要。但是他总会时不时地发表一些声明，以保持他作为一个“偶像”的地位。公众根本不关心他的科学成就。然而，真实的霍金总试图将自己的名声建立在物理学研究的基础之上，而不是自己的个性、客观条件或是科学之外的东西。
21世纪10年代末，人们似乎看到了姗姗来迟的希望。当时最激动人心的物理学成果都与引力波和黑洞有关，而这正是霍金最具影响力的领域。经过多年的努力，全世界的物理学家们，包括霍金的密友基普·索恩，终于从实验中得到了一些结果，有望验证霍金几十年前提出的理论。如果他们做到了，霍金就可以得偿所愿，成为公众眼中的杰出科学家，而不只是一位名人。但是，当诺贝尔奖委员会将他排除在获奖名单之外时，这个梦想似乎要化为乌有了。
***
史蒂芬·霍金的研究围绕着引力展开。他的大部分职业生涯都用来弄清在宇宙中可能产生的一些最极端的条件下，尤其是在黑洞附近，引力是如何表现的。而LIGO的新发现让科学家们第一次直接看到了巨大的引力场对物质的影响。这正是霍金最主要的研究领域。
LIGO的成果在这一领域遥遥领先，甚至可以说过于超前，以致科学家们仍然在努力研究这些数据究竟能告诉我们什么。但无论如何，它已经为万有引力这个始于300多年前的故事揭开了激动人心的新篇章。
万有引力这个故事的开头众所周知。1666年，艾萨克·牛顿坐在苹果树下，思考着苹果为什么会掉到地上，而不是飞到空中。从那一刻起，牛顿就开始着手解决这一困扰了哲学家们几千年的难题。这位物理学家的解决方案激进又有效。
牛顿建立了一个描述所有巨大物体之间相互吸引的理论。任何两个物体，无论处于宇宙中的什么地方，或多或少都会感受到一种相互拉扯的力，无影无踪，但又不可阻挡，令人费解。树上的苹果不仅受到地球上每一个物体的引力作用，也同时受到宇宙中每一颗恒星的引力作用，无论这颗恒星距离地球有多远。牛顿的方程漂亮而准确地描述了作用于物体上的引力，但是他无法解释这个力是如何作用的，它是由什么构成的，又是怎样跨越遥远的距离依然起作用的。两个半世纪之后，爱因斯坦终于解释了这个问题。
爱因斯坦并没有彻底改变我们对于引力的理解。相较于恒星和行星的运动，学生时代的爱因斯坦更关心分子、原子和尘埃微粒。他更关心的是电磁力的作用方式，而不是引力。但是，当他在看似完美的电磁场方程组中找到那个小小的缺陷时，他在不知不觉中已经颠覆了科学家关于引力的一切认知。
这组用来描述电磁场的方程，就是众所周知的麦克斯韦方程组。这组方程隐藏着一个小小的缺陷：运动会破坏它。对于同一种情况，若两位观察者以不同的速度运动，比如其中一位静止不动，另一位坐在火车里经过，他们就可能从方程中得到两个相互矛盾的答案：一个预测粒子会被推到右边，而另一个预测粒子被拉到左边。物理学不应该得到这样的结论。物理定律以及用于描述定律的方程应该对所有观察者保持一致，不因他们的运动状态而变化。
1905年，爱因斯坦意识到他应对一些默认的基本假设进行修正，从而弥补麦克斯韦方程组的缺陷。但修正后的物理规则增添了很多哲学色彩，特别是其中一条，光总是以相同的速度传播，看上去有悖常理。
也就是说，爱因斯坦断言，一束光总是以相同的速度——每秒299 792 458米——经过观察者，不管观察者以什么样的状态运动。物理学家将这一数值记为c。如果观察者静止不动，他测得的光速会是c；如果观察者以每小时100万米的速度向光源移动，没关系，测得的光速还是c；甚至当观察者以99%的光速移动，竭尽全力想超越光束时，光还是会以c的速度经过他的身边，与他静止不动的时候测量的结果一样。这不合常理啊！除非我们改变对于速度的看法。
速度用来衡量一个物体在一定时间内经过多少距离，比如每秒经过多少米。因此，这一概念的任何改变都必然意味着我们对于距离或者时间的理解出现了问题，或者两者都有问题。这就是爱因斯坦最伟大的认识之一。
爱因斯坦意识到，如果所有的观察者测得的光速都相同，那就意味着，他们会测得不同的距离和时间。具体来说，一个快速移动的观察者戴着的腕表与静止观察者的腕表相比，指针会走得更慢；一个静止观察者手中的尺子与快速移动的观察者的尺子相比，刻度之间会相距更远。
对于1905年之前的物理学家来说，这是一项关于宇宙认知的巨大突破。科学界不再认为一根尺子的长度是一个客观事实，以不同速度、不同方式运动着的观察者会得到不同的尺子长度，尽管这些测量结果相互矛盾，但所有人的答案也可能都是正确的。再也没有绝对的长度，也没有绝对正确的答案。更加离奇的是，时间也不再是不可改变的，宇宙中不同地方的时间可以以不同的速度流逝，再也没有绝对时间，人们对于同一件事发生的时刻会有不同的答案。时间和空间都具有可塑性，这就解释了为什么所有时空中的光速都精确地一致。不同时空中时间和空间的差异共同确保了光速是一个恒量。
爱因斯坦发表于1905年的论文表明，时间、长度和运动之间存在着某种联系，而这种联系是伽利略或者牛顿做梦都没有想到的。一个人在空间中的运动方式会影响他周围的时间流逝以及物体之间的距离。你运动的速度不仅能改变你所处的地点，也能改变你所处的时间。为了修复麦克斯韦方程组，人们花费了巨大的精力，然而，类似时钟变慢这种奇怪的现象已经在现实生活中被多次观察到，我们再也无法将时间和空间割裂开来，这没有任何意义。时间和空间是密不可分的。
在各种关于运动的物理定律中，绝对空间和绝对时间的概念已根深蒂固。牛顿的方程描述了物体在受力时的运动状态，它的前提条件也是时间和空间不可改变。因此，当爱因斯坦抛弃了绝对时间的假设时，就意味着牛顿定律必然有一些小错误，甚至所有的物理定律都在一定程度上不再成立，包括万有引力定律。
我们以往对引力的理解可能出了问题。第一个证据同样来自爱因斯坦1905年发表的论文：不仅长度和时间取决于观察者的运动，质量也跟运动相关。一个物体运动得越快，对于旁边的静止观察者来说，它看上去就越重。而一个完全静止的物体的质量（“静止质量”）会小于它运动时的质量（“相对论质量”）。1905年年底，爱因斯坦开始研究物体的能量E和它的质量m之间的关系，并得到了他最著名的公式：E = mc2。
然而，一旦涉及质量的本质，必然会对引力产生影响。1907年，发生了一件具有里程碑意义的大事。彼时，爱因斯坦正在思考一个奇怪的现象，即并不是地球上的每一个物体都会一直感受到地球的引力拉扯。
当电梯以向上的加速度开始向上加速运动时，乘客们将感受到一种与重力相似的拉力。就像空间、时间、质量和能量那样，引力也与物体和观察者的运动方式联系在了一起。空间、时间、质量、能量、引力共同被卷入了一场复杂的舞蹈中，使它们无法彼此分离。
1907—1915年，爱因斯坦花了8年时间将最初的灵光一现变成了一组方程，这是一组可以描述这种复杂舞蹈的数学法则。（2001年，史蒂芬·霍金曾风趣地指出，这一重大突破发生于爱因斯坦第一段婚姻崩溃并与妻儿疏远之时。“战争期间他孤身一人，没有受到家庭的牵绊，这可能是他这一时期在学术上取得卓越成果的原因之一。”）这组方程被称为爱因斯坦场方程，它将质量与能量、空间与时间，以及引力联系在一起，成为一个整体。最令人惊讶的是，这些场方程与下面的形式极其相似，
Gμv= (8πG/c4)Tμv
这些方程实际上描述了一个平滑而弯曲的平面，用数学语言来说，就是一个“流形”。方程右边的字母代表了时空区域中的所有物质和能量，左边则描述了该区域的曲率，而引力不过是该曲率的一种表现形式而已。引力场的奥秘——距离遥远的物体如何于无形之中相互拉扯的难题，已不复存在。引力变成了单纯的几何学问题。
这一观点令人震惊，而且需要用到高等数学才能解答。但是一个简单的比喻可以帮助我们理解：将时空想象成一张床垫或者一块橡胶布，或者其他任何具有弹性的表面。时空中的一团物质或者能量，比如一颗恒星，就像一块重物，它将橡胶布表面压出了一个深坑，那里的橡胶布也随之弯曲。如果这时有另一个物体经过，比如一颗彗星，它的路径就会因为曲率而发生偏移。彗星不再沿直线运动，而是会因为时空（橡胶布）上的这个凹陷而转向恒星的方向。这就是引力（大质量天体之间的相互吸引力），其本质是大质量天体所导致的时空弯曲。
橡胶布的比喻只能到此为止。因为橡胶布是一个二维平面，但时空流形却是一个四维物体，而且其中的三个维度（我们所熟知的空间维度：上下、左右、前后）与第四维（时间维度）有着截然不同的性质。物质和能量会使四个维度都发生弯曲，也就是说，从恒星附近经过的物体不仅会在空间中转变运动方向，也会在时间中转变运动方向，它的时钟会以微妙的方式受到附近的质量和能量的影响。橡胶布的比喻能够帮助我们很好地理解广义相对论，以及它与牛顿定律对于运动和引力的描述的不同之处。
牛顿的万有引力与爱因斯坦引力之间的差异通常是极其微小的，但是在某些特殊情形下，这种差异会变得非常明显。当物体以接近光速运动时，或者无限接近像恒星那样的大质量引力体时，爱因斯坦场方程就会预测出一些不符合牛顿定律的现象。如果实验物理学家能够发现任何一个相对论效应，他们就能证明爱因斯坦的方程组不仅仅是一个数学幻想。
第一个佐证爱因斯坦关于引力的想法的证据出现在1915年。他意识到，水星轨道的一些无法解释的异常现象可以用相对论来解释。这一点虽然令人激动，但还不足以支持这一理论。为了说服那些抱有强烈怀疑态度的科学家，必须观测到一些由爱因斯坦的理论预测出的新现象才行。
1919年发生的日食就是一个好机会。如果时空真的弯曲了，那么如爱因斯坦的方程所言，光线在经过太阳这样的大质量天体时将不会沿着直线运动，而是会像通过透镜那样发生弯曲。这种“引力透镜”的效应应该是显而易见的。当来自遥远恒星的光线经过太阳附近时，时空的扭曲会使恒星出现在天空中的位置发生微小的偏移。也就是说，本应出现在太阳边缘的恒星会出现在另一个位置。在日食期间，当太阳的光芒被月亮暂时遮住时，天文学家就可以测量太阳周围的恒星的位置，看它们是如牛顿所言出现在平常的位置，还是如爱因斯坦所言微微偏离。因此，在1919年，时任英国皇家天文学会学术秘书亚瑟·爱丁顿爵士组织了两次考察，准备在发生日食期间测量恒星的位置。结果证明，爱因斯坦是对的！恒星确实移动了，而牛顿定律被推翻了。阿尔伯特·爱因斯坦几乎在一夜之间成为国际名人。
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在爱因斯坦崛起成为科学代言人不足100年的时候，霍金取代了他，成为首屈一指的科学名人。但在此期间，大众对名人的期望却发生了一些变化。
“在分析了自1966年世界杯以来的所有数据后，我解决了折磨球迷们许久的两大难题。”2014年，霍金在伦敦萨沃伊酒店的地下室对一群记者说，“第一，英格兰队赢球的最佳条件是什么；第二，如何在点球大战中得分。”
这是一次由爱尔兰博彩公司（Paddy Power）赞助的活动。这家公司总部位于爱尔兰都柏林市，以其奇特的赌注吸引了世界的关注。2010年，美国墨西哥湾原油泄漏事件后不久，该公司就曾宣布：“墨西哥湾的石油灾难已经进入第二个月了，丝毫没有减弱的迹象。世界一流的博彩公司现在开出赌盘，赌第一种灭绝的物种是什么，当前位于榜首的是已经濒临灭绝的肯普氏丽龟，赔率为4/5……”而这一次，这家公司尝试了一种新方法来吸引人们的注意。
“我使用的方法叫作广义逻辑回归模型，”霍金说，但是这一次，他的“分析”并不科学，“我们获胜的概率可以通过一些变量计算出来。从统计上看，英格兰队穿红色球衣时胜率更高。”
出于某些原因，英国媒体似乎非常喜欢把营销伎俩包装成无厘头的数学公式。比如，用一个完美比萨饼公式来帮助比萨饼连锁店提高销量，用一个年度悲惨日方程来鼓励英国人购买某家旅行社的周末度假套餐，或者用一个完美烙饼公式来推销连锁超市里的不粘锅，诸如此类。为了让这些公式具有一定的可信度，赞助商通常还会找到一位科学家或者数学家，付给他们高额的报酬，来为这种愚蠢的行为背书。一般来说，这些科学家都是些无名之辈，愚蠢的行为和无厘头的方程对他们的学术声誉不会有太大影响。“所有人都是公司找来的，这是一种营销的噱头，他们的价值也仅限于此。”一位科学记者在《卫报》上写道，“起草这些公式的科学家们绝大多数籍籍无名。”
而这一次，情况明显不同。
面对媒体的长枪短炮，霍金看起来好像在开玩笑，他甚至用一种特殊的音调说道：“用我们的科学语言来讲，英格兰队不可能用班卓琴打到牛屁股。”这样一位杰出的科学家竟然愿意亲自充当噱头，进行如此荒谬的宣传，甚至连这家博彩公司都感到震惊。公司的一位发言人后来承认，他从来没有想到霍金会答应他们的请求。“我们原先以为他答应的可能性最多只有1%。结果他真的答应了，我太震惊了。”
当记者询问这家博彩公司向霍金支付了多少出场费时，对方没有回答。不过，据报道，霍金“说他把费用全部捐给了两家慈善机构，一家致力于拯救叙利亚的儿童，另一家致力于攻克运动神经元疾病——霍金从学生时代就患上的那种疾病”。
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霍金得的这种病可以叫作运动神经元疾病、葛雷克氏症、肌萎缩侧索硬化或ALS。霍金在21岁时被诊断出患有这种疾病，医生认为他最多还剩下两三年的生命。但是此后，尽管与死亡有几次亲密接触，他还是顽强地活到了70多岁。
这种疾病使他无法控制自己的身体：不能说话、不能进食、不能抬起头，总之，他的大部分肌肉都无法自由活动。他需要24小时全天护理，英国国家医疗服务体系提供的支持远远不足以保障他的生存，而这种全天候的护理又相当昂贵。担任霍金经纪人30余年的艾尔·祖克曼说，尽管霍金靠出版书赚了数百万美元，特别是他的第一本畅销书《时间简史》销量超过了1 000万册，但他似乎永远缺钱，无论赚多少，都无法让他有足够的安全感。
“在霍金去世的前几年，”祖克曼说，“有人告诉我霍金非常需要钱，所以我就想能不能做点儿什么来增加他的收入呢？”祖克曼和一些出版界人士洽谈，提出了一些想法，比如，可以把他的一些书变成网络课程。“我还联系了一些慈善机构，看看能不能支持他和他的研究。”但是，最终还是没有成功。
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爱因斯坦和霍金是同一种名人，他们都不太自在地顶着“全世界最聪明的人”的名号，而霍金的研究也是建立在爱因斯坦学术成就的基础之上，这不能算是一种巧合。霍金是研究爱因斯坦相对论的大师，并且也像爱因斯坦一样，能够预测人们从未想象过的现象。
然而，追随爱因斯坦的脚步并非易事。爱因斯坦可不仅仅只是为引力、空间和时间建立了一个全新的数学架构，更重要的是，彼时的天文学家和实验物理学家能够验证他的理论预测。在观测和实验的帮助下，这位年轻的后起之秀最终取代了牛顿的地位。
引力透镜只是隐藏在爱因斯坦场方程中众多有待验证的新现象之一。但问题是，要如何来验证呢？1919年的日食提供了一个好方法，而物理学家们很快又想到了另一个方法。广义相对论不仅预言了光的路径会被强引力场弯曲，它的颜色同样也会随之改变，从引力场“深坑”中爬出来的光线会比来自平坦时空区域的光线更红。1924年，天文学家证实观测到了这种“引力红移”效应。爱因斯坦又说对了！
又过了很长时间，大约七八十年，一种更加微妙的效应才被测量出来，这就是相对论的“参考系拖拽”效应。根据爱因斯坦场方程，一个旋转的大质量物体弯曲时空的方式与一个静止的大质量物体的方式略有不同。21世纪初，科学家们发现了这种效应。最初的证据来自对于围绕在大质量恒星周围的物质的观测，随后在围绕地球运行的轨道卫星上也发现了运动状态的微小变化。
然而，相较于引力透镜、引力红移或者参考系拖拽，爱因斯坦场方程最重要、最根本、最深刻的预言还要数引力辐射。
根据相对论，时空区域中的物质和能量决定了该区域的曲率。但如果那个区域的物质和能量发生突变（比如重新排布），会发生什么呢？比如一次超新星爆发，两颗大质量恒星相撞合并，或者一些不那么激烈的情况，如两颗大质量恒星相互绕行，同时使得周边的物质分布不断变化。根据场方程，在每种情况下，这些变化都会引起时空结构的涟漪，它们携带着能量，以光速向外传播。橡胶布的比喻在这里也有助于理解，想象一下，两个巨大的铁球在一块橡胶布中间相互环绕，就会导致布表面出现起伏。宇宙是一个充斥着暴力事件的地方，每时每刻都有很多碰撞、爆炸或者类似的事情发生。这意味着，如果爱因斯坦是对的，时空结构就会不断受到冲击和激荡。时空不会是一片安静的海洋，而是到处都有引力波，暗流涌动。这还意味着，地球也肯定被引力波环绕，空间和时间也发生了扭曲。
在爱因斯坦的预言中，这可能是最难被实验验证的。引力波小得难以觉察，探测引力波也极其困难，这是一项诺贝尔奖级别的工作。在20世纪70年代初，罗素·赫尔斯和约瑟夫·泰勒两位天文学家做了一次间接的观测，他们连续5年观测两颗相互绕行的大质量恒星，发现恒星轨道逐渐衰减，两颗恒星正在慢慢向彼此靠近。而恒星轨道只有在这个双星系统失去能量的时候才会逐渐衰减，因此，一定有什么东西把能量带走了，才让这对双星越陷越深，直至陷入对方的怀抱。这种带走能量的东西就是引力波，而这对双星的环绕舞蹈正是导致时空结构被挤压或拉伸的原因。
当年的技术还无法直接探测到引力波（实际上现在也不行），但是赫尔斯和泰勒的观测表明，恒星轨道的衰减与爱因斯坦场方程所预测的能量损失完美地契合了。正如泰勒后来所说的，这是“对广义相对论的一个全新且彻底的证明”。这项工作也为两人赢得了1993年的诺贝尔物理学奖。
赫尔斯和泰勒对引力波做了一次间接观测。但是，科学家们真正想要的还是直接看到引力辐射，看到引力波在时空中如波浪般起伏扩散，使时空结构扭曲，使码尺拉伸或挤压，使时钟加速或减慢。但是要如何看见这些波呢？引力波所造成的影响相当小，在一英里长的范围内的变化甚至远远小于质子的大小。但如果用上激光以及一些精巧的工程设计，就可以勉强看到了。激光可以作为一种相当精确的测距仪，当把两根这样的“激光码尺”排列成合适的角度时，科学家们就可以看见引力波了。当引力波来临时，时空的曲率变化可能会拉伸一根码尺，挤压另一根码尺，这样两根码尺相对彼此的长度就发生了变化。
但这种方法不够灵敏，无法探测到赫尔斯和泰勒所观察到的恒星轨道衰减，因为这种规模的引力波的波动太微弱了。但是，对于一些在一个小的时空区域内引发大规模物质和能量重排的剧烈事件，理论上，我们可以通过一个非常精密的仪器来直接观测到旁边经过的引力波。
什么样的事件称得上非常剧烈呢？这难不倒黑洞，它是宇宙中最极端的物体。黑洞比其他恒星更致密，也更“黑”。当外物靠近时，会受到更加极端且强烈的引力作用。30多年来，科学家们已经意识到，这种强烈的引力源正是引力辐射的绝佳来源，探测引力波的时机已经成熟了。
这就是LIGO望远镜的意义所在，也是韦斯、巴里什和索恩获得诺贝尔奖的原因。LIGO，全称为激光干涉引力波天文台（Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory），由一对巨大的L形激光码尺组成。它们非常灵敏，可以感知引力波的细微变化。然而，正是由于这种灵敏，它们变得很容易受到周围环境的干扰，地面的轻微震颤、几英里外过往车辆的低沉轰鸣，甚至附近森林里的伐木的电锯声，都能产生信号。在LIGO启动后的13年时间里，仪器检测到了各种干扰信号，比如来来往往的车辆、轰隆隆的大地，还有电锯，但就是没有引力波。
在2015年9月的一个清晨，这对探测器捕捉到了一个信号——一种越来越快的振动。1/10秒后，振动突然停止了，只留下微弱的回波。这是引力波的信号！两个巨大的天体——30倍于太阳质量的黑洞，相互围绕着越走越近，越走越近，然后相互撞击，产生了一个更大的黑洞。这场死亡舞蹈所发出的引力波在宇宙中跋涉了10多亿光年，才到达地球。它们在穿过地球时，拉伸或者挤压了我们这里的空间和时间结构。而人类经过几十年的尝试，终于可以探测到这种结构扭曲了。这是人类有史以来第一次直接“观察”到了引力波，也是第一次通过实验验证了霍金及其同事在40多年前对黑洞做出的预测。
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在很长一段时间内，科学家们都担心，这个已经沉默了15年、价值5亿美元的大家伙是不是会一直沉默下去。但就算在LIGO没有探测到引力波之前，对于研究黑洞的理论物理学家而言，黄金年代都是一个激动人心的年代。当时正在酝酿着一场争辩，科学家对黑洞研究领域的一个悬而未决的重大问题产生了严重分歧。而40年后，这场争辩烽烟再起，霍金即将加入战局。
从结构上说，黑洞可以分为两个部分。在霍金职业生涯的第一阶段，他研究了黑洞中心，那个令物理定律崩溃的区域：奇点。没有人能够确切知道奇点处会发生什么，因为我们用来理解引力的数学工具——广义相对论，在奇点处完全失效了。相对论假设时空是一个平滑的表面，即一个流形，但是在奇点处，时空结构出现了一个缺口，相对论的假设也随之不成立。在弄清了奇点的一些重要特性之后，霍金的研究重心转向了黑洞结构的另一部分。每个黑洞中都存在着一个区域，区域中的任何事件都无法对区域外的观察者产生影响。这个区域将奇点完全包裹起来，它被称为事件视界，简称为视界。
当物体与黑洞保持一定的安全距离时，黑洞的表现与其他恒星或者大质量天体一样，宇宙飞船可以接近它，环绕它飞行，然后发动引擎飞离它。飞船离黑洞越近，安全飞离所需的引擎功率就越大，否则就无法摆脱黑洞的控制。然而，如果飞船离得太近，黑洞的引力强大到无法想象，宇航员就会惊恐地发现，摆脱黑洞控制所需的能量是……无限大！也就是说，不管引擎多么强劲，不管燃料箱里有多少燃料，飞船都不可能从黑洞中逃出来。这艘飞船已经踏上了一条不归路，进入了一个终极区域，在那里，没有任何事物能与黑洞的引力相抗衡。这个区域就是视界——令黑洞如此与众不同的终极边界。任何物质、任何粒子、任何光线，即任何事物一旦越过视界，都会不可挽回地与我们这个世界相隔绝，好像从我们的宇宙中完全消失，进入了另一个宇宙一样。
视界远比“边界”复杂。几十年来，物理学家们都认为，视界附近不会有什么特别的东西。毕竟，那是一条单行道，终点是黑洞那个吞噬一切的深渊，因此不可能发射出任何光线。从视界内发出的任何光线都会立即被吞噬，靠近视界的区域将是一片漆黑。不过，也许这只是科学家们的想法而已。
20世纪70年代中期，霍金证明了这一想法是错误的，这也是他在科学上的一次伟大胜利。他表明，在视界的边界闪烁着微光，这条不归路并不像人们曾经认为的那样平平无奇。
从那时起，宇宙学家们就一直试图弄清视界的特性。当一大块物质穿过视界、落入黑洞奇点的时候，究竟会发生什么呢？落入黑洞的宇航员在穿越视界的时候，又会看到什么呢？遗憾的是，关于黑洞，即使是最基本的问题，科学家们的答案也往往相互矛盾。而其中的一个矛盾导致了霍金科学创造力的终极爆发，这也是他最后一次探究黑洞的奥秘。
根据相对论，一个自由下落的观察者应该完全感觉不到引力的影响。这意味着，落入黑洞的宇航员在穿越视界时，观察不到任何特别的东西，不会看到任何物理边界或者其他指示不归路的标志，这就是宇宙学家们所说的“无意外”原则。然而，在2012年，约瑟夫·波钦斯基、艾哈迈德·阿尔姆海里、唐纳德·马洛夫和詹姆斯·苏利四位科学家发表了一篇颇具影响力的论文，令人信服地证明了，如果霍金关于黑洞发光的观点是正确的，那么“无意外”原则就一定是错误的。事实上，落入黑洞的宇航员会遇到由辐射组成的巨大的“火墙”，将他瞬间烧成灰烬。这真是一场严重的意外。
霍金不赞同这篇论文的观点。作为一名相对论专家，他坚信一个基本假设，那就是自由落体的观察者无法判断自己是否受到引力场的牵引。然而，火墙的存在向观察者表明了黑洞引力场的存在。（那时的观察者并不是完整的人，可能被蒸发得只剩下残渣儿。）对于霍金来说，这根本不可能是黑洞的行为方式。
然而，波钦斯基和他的同事们提出的论点相当有说服力，这说明人们关于黑洞的认知肯定出了问题，这正是霍金在过去的半个世纪中帮助人们建立起来的认知。这个问题必须解决，而霍金决定亲手解决它。
2013年年末，霍金对一群满怀敬意但也抱持怀疑的物理学家说，他们一直以来关于黑洞的思考方式从根本上就错了。他用那熟悉的电子合成音说：“……没有什么视界，也没有什么火墙……你们很多人都假设存在的视界，不可能存在。”这段话令人十分费解，霍金似乎是在否认一个使黑洞成为黑洞的事物。然而，在黑洞宇宙学的专业领域之外，几乎没有人知道霍金想表达什么。即使是物理学家，也不清楚他在说什么。
霍金似乎是想论证，并不存在一个不可逾越的视界，但是坠落的物质会被黑洞搅成一团然后重新发射出去。从技术上讲，这一过程不会造成任何信息的丢失。但不幸的是，霍金没有提供足够的论证细节，即使是领域内的专家也无法理解他的观点。波钦斯基对记者表示：“听上去，他好像是在用‘混沌墙’来取代‘火墙’。”美国加州理工学院的另一位物理学家肖恩·卡罗尔满怀希望地补充道：“我们相信霍金还可以更好地论述，只是他还没写出来。”
2014年年初，霍金终于写出来了，但是并没有什么帮助。这是一篇发表于互联网的文章，基本上是将他2013年的演讲一字一句地记录下来，并没有提供更多的细节供同行们参考。他只加了几句话，其中的一句似乎是为了抓住公众的眼球而特别设计的。黑洞大师霍金突然宣称：“视界的缺失意味着，黑洞根本不存在，因为光也无法逃脱无穷。”
很快，消息传遍了全世界。一家通篇充斥着语法问题的报纸大肆宣传道：“史蒂芬·霍金说并没有黑洞这种东西，爱因斯坦在坟墓里待不住了。”而另一家媒体坚持认为：“史蒂芬·霍金宣称‘不存在黑洞’，这让物理学家们颇为震惊。”与霍金的全盛时期相比，此时的媒体只能算是小打小闹，但仍然引起了广泛关注，从孟加拉国到加拿大，全世界媒体再次对这位物理学家的科学研究进行了报道。这是10年来的头一回。
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这并不是说媒体已经将霍金遗忘了，只是新闻头条几乎从来都不关注他的科学研究，而只将重点放在他的各种声明或者他的私生活上。从来没有一名科学家的私生活如此吸引公众，甚至被拍成了许多影视剧。就连爱因斯坦也没受到过这样的关注。
“备受期待的新片《万物理论》将于周日晚在多伦多举行全球首映，该片获得了本届电影节最热烈的掌声。”好莱坞商业杂志《综艺》盛赞道，“这部关于史蒂芬·霍金的传记电影由埃迪·雷德梅恩和菲丽希缇·琼斯（饰演史蒂芬的妻子简·霍金）主演，全场观众都为之热泪盈眶。”
这不是关于霍金的第一部电影，却是最被认可的一部。瘦高个儿、一脸雀斑的主演雷德梅恩凭借此片获得了奥斯卡最佳男主角奖，他在剧中塑造了一个被疾病夺走行动能力却努力与病魔抗争的物理学家形象。不过本质上，这还是一个催人泪下的爱情故事，霍金挖苦地评价其“大致上是真实的”。
在故事的一开始，年轻的史蒂芬是一个身体健康的怪才神童，准备开始他在剑桥大学的学业。在遇到一生挚爱简·怀尔德之后不久，他就被诊断出患有运动神经元疾病，只剩下短短两年的生命。他陷入了充满愤怒的抑郁当中。简的爱情将他从绝望的深渊中拉了回来，史蒂芬随后决定充分利用他剩下的时间来研究时间本身。
这个爱情故事从一开始就命运多舛，简和史蒂芬关于宗教问题的争吵贯穿了整部电影。史蒂芬试图“用一个方程来证明时间有起点……一个简单、优雅的方程就可以解释一切”；而作为一名虔诚的英国圣公会教徒，简认为这项工作有时是对自己一直信仰的造物主的肯定，有时则是否定。随着史蒂芬的病情逐渐恶化，简去求助了一位丧偶的唱诗班指挥乔纳森·赫利尔·琼斯，琼斯帮助简维持这个家，有时也充当史蒂芬孩子们父亲的角色。简逐渐爱上了琼斯，而史蒂芬告诉妻子，他并不反对琼斯出现在家里。但是史蒂芬脸上饱受折磨的表情让人明白了这种许可的真正含义。
简没有去发展这段感情，尽管两人相互吸引，但是电影暗示了她与琼斯的关系完全是清白的。只有在史蒂芬爱上了他的护士之后，经过一场催人泪下的诗意离别，简才终于不再压抑自己的感情。离婚后，史蒂芬和简依然是朋友。在电影的结尾，两人手牵手深情地看着对方，不远处是他们那三个愉快玩耍的孩子。
除了少数绝望和痛苦的时刻，雷德梅恩所饰演的霍金总是表现出一种古怪、调皮的笑容，即使是在勾搭护士、离开结婚24年的妻子的时候，他也表现得和蔼可亲、令人同情。而菲丽希缇·琼斯饰演的简似乎很气愤，这位女演员试图表现出沉稳和坚定，但总是表现得对丈夫的残疾感到恼火。简本人在同意出售这本书的电影版权时，肯定不是这么想的。
《万物理论》这部电影由简·霍金的回忆录《飞向无限：和霍金在一起的日子》改编而成，而这本500页的回忆录又是根据她更早期的作品、600页的《音乐移动群星：霍金传》再加工而成。在她的书里，简可以控制剧情的走向。而当她看到电影版并没有按照自己的预期讲故事时，她多少有些震惊。
“这部电影并没有完全展现我们在剑桥的生活。”简·霍金对《卫报》解释说，电影并没有让人感觉到照顾史蒂芬是多么吃力，尤其是在为那些无法拒绝的出行做准备的时候。她曾经要求在电影中加入一段蒙太奇，表现她为霍金的出行疯狂收拾行李的场景，却遭到了拒绝。她也不认同自己在电影中“完全没有任何朋友或者社会关系”的形象。“我知道电影中的错误是会被永远流传的，事实上已经流传开了，”她补充道，“我很生气，我不想让这种事情发生。千万不要相信你在电影中看到的东西。”
虽然这部电影改编自霍金前妻的书，而不是他本人的自传，但是霍金在电影制作中也帮了很大的忙。他与雷德梅恩相处了一段时日，甚至授权制作组使用他独特的电子合成音。“公司模仿他的声音合成出了一种类似的电子音，我们在拍摄过程中一直使用这个模仿版。”雷德梅恩告诉《帝国》杂志，“但是在试映会结束的时候，他授予了我们版权，允许我们使用他真实的声音。”，
作为原著作者和电影灵感的来源，简在片尾字幕中也占据着特别的位置，她位列导演、制片人和编剧之后，并用了同样大的字体。他们的名字后面是演员和工作人员的名单，还有很长的致谢，包括一些艺术家、拍摄地点以及图片的来源机构。就连在电影开拍前已经去世多年的简的父母也得到了特别的感谢。
只有一个人完全没有被提及：史蒂芬·霍金。
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史蒂芬有他自己的电影项目，但与他前妻的项目规模完全无法匹敌（《万物理论》的全球票房超过了1.2亿美元，）。这位教授和他的电子合成音一直是有线电视科学节目的常客。
《与霍金一起了解干细胞的世界》是探索科学频道于2014年4月推出的一部纪录片。片子的开场镜头是这位物理学家坐在轮椅上，身后是一个缓缓旋转的发光的旋涡星系。“我这一生都在探索宇宙的奥秘，但还有一个宇宙让我着迷，这就是隐藏在我们身体中的那个宇宙。”话音刚落，霍金身后的星系突然朝他的腹部收缩。然后砰的一声，一盘发亮的模糊不清的小球开始环绕在这位物理学家周围。“这是我们自己的细胞星系。今天，我们即将迎来医学的新时代，在这个时代，我们能够治愈任何疾病，这一切都是因为我们体内的细胞具有特殊的能量。”
霍金的夸张可以理解，毕竟他是一位宇宙学家，而不是生物学家或者医生。从星系到细胞的这种笨拙的动画试图掩盖霍金对于干细胞研究的无知。但这不重要，霍金是科学的化身，他的出现就是向观众发出信号，告诉你接下来讲述的将是严肃的前沿科学。霍金的6集系列节目《未来的科学》于2014年在国家地理频道播出，内容涉及虚拟现实、机器人、城市设计和军事技术，与这位物理学家的研究领域相去甚远。霍金将自己的声音和名字授权给节目制作人，使节目具有一定的可信度。除此之外，他并没有（也不需要）贡献任何东西。
霍金将自己的声音授权给节目制作组，这在当时的名人中是独一无二的。20世纪80年代中期，医生为了挽救他的生命而进行了气管造口术，此后霍金的喉部就失去了作用，他也失去了说话的能力。但随后，一个由工程师和软件设计师组成的团队在他的轮椅上安装了一个电脑系统，使肌肉控制能力不断下降的他也可以正常操作。该系统还嵌入了一个语音合成器，霍金可以在电脑上慢慢敲出一句话，将文本发送到语音盒，然后语音盒就会将霍金输入的单词读出来。
霍金的声音实际上是脱离肉体的，存在于一台小电脑里，它甚至可以（也的确是）独立于它的主人行事。
霍金有时候会让其他人帮忙写出句子，然后上传到轮椅电脑中，再根据自己的需要对这些句子进行编辑，或者不编辑，这比霍金自己费力地在电脑上从头开始组句要有效率得多。他的一个抽动就表示同意，这样这些外来词就通过他的身体传输出来，通过语音盒发声，成为他的话。
有时候，坐在轮椅上的这个人甚至不必出现。在霍金把自己的声音授权给《万物理论》的制片人之前，他就偶尔会允许电影制作人使用他的语音合成器，这已经有将近30年的历史了。1990年《时间简史》的电影导演埃罗尔·莫里斯说，霍金给了他一份语音软件，这样他就可以在霍金不在场的时候录制霍金的声音了。“理论上来说，我可以让霍金说出任何话，这就有点儿荒唐了，”莫里斯说，“你只需要输入一句话，然后录下来，就可以放到电影里。”某些时候，莫里斯也会对霍金的话进行调整，而霍金立刻注意到了这一改动。“他说，‘你改了’，”莫里斯回忆道，“然后他又说，‘但是改得好’。”
与普通演员不同，史蒂芬·霍金从来不会念错台词，只要台词被正确地输入电脑，他就能一字不落地念出来。而且，因为霍金“说话”的时候从来不动嘴唇，一个导演一旦完全拥有了他的语音合成器的使用权，就可以把他的讲话与任何一个他坐在轮椅上的画面叠加，看起来就像霍金自己在念念有词，但他本人可能并没有参与构思，甚至都没听过这些话。当霍金将自己的声音交给电影制作方的时候，他同时也会将声音控制权授予导演，这是一项闻所未闻、不可思议的特权。只需要拍摄几个霍金坐在椅子上的场景（通常是在铺着木地板的大厅里缓慢旋转的镜头），以及几个眼睛转动或者头局促地靠在肩上的近距离特写，就足以完成一部作品。剪辑师可以将任何一幅画面与语音合成器说出的一句话进行搭配。
2016年，霍金将自己的名字用在了美国公共电视台播出的一个古怪的系列节目——《史蒂芬·霍金的天才实验室》中。这个节目既是真人秀，也是科学纪录片，它要求参赛者通过解决一系列挑战来说明一些科学原理。例如，某一集节目中，一个团队要在没有明显热源的情况下融化一桶冰，他们的解决方法是来回弯曲一根金属棒，将机械能转化为热量。这个节目总长6个小时，霍金的镜头只有不到4分钟，但贯穿全季。剪辑师们一遍又一遍地使用相同的影像库，在不同的地方剪切和拼接，再用数码着色或者其他手段做一些微小的改动，甚至倒放影片，使这些拍摄画面看起来各不相同。只有最细心的观众才能发现，这些完全相同的拍摄片段里，某一集中霍金在谈论化学，另外一集中在谈论进化论，再另外一集可能又在谈论宇宙膨胀。
导演埃罗尔·莫里斯说：“你知道，我会和他开玩笑说，他是第一个不说话的发言人。”
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伴随着缓慢的节奏，电吉他发出像猫叫一样的温柔的哀鸣，然后渐渐消失。忽然间，一个机械的声音响起：“语言实现了思想的交流，使人类能够齐心协力，共同创造奇迹。”这正是霍金的声音。随着键盘和吉他的音调越来越高，他继续说道：“人类最伟大的成就都是靠交谈来实现的。”
这不是霍金第一次出现在平克·弗洛伊德的音乐专辑中了。20年前，这位物理学家就曾为专辑《永不止步》献声。2014年，时隔20年之后，乐队决定再制作一张录音室唱片，将霍金的声音纳入《滔滔不绝的霍金》。像原来的专辑一样，这张专辑还是一样的迷幻，霍金的声音也同样不协调。
霍金逐渐成为摇滚界的常客。2015年，他参与了U2乐队的“纯真+经验”全球巡演，尽管他并没有亲自到场。在每一场演出中，粉丝们都会看到一段视频，霍金在视频中宣布：“同一个星球，同一个人类社会。我们不尽相同，但我们是一体的。”这句话引起了欢呼，但另一句话使得欢呼声更大，那句话是：“我们将权力赋予了民选官员，我们也可以把它夺走。”
霍金在收到U2乐队的出场费后，马上开始运作他的基金会。2015年秋天，在英国伦敦皇家学会的一场盛大晚宴上，霍金和一些社会名流（比如埃迪·雷德梅恩）齐聚一堂，共同开启这位物理学家的新事业：慈善基金会。这个基金会致力于推广宇宙学与帮助ALS患者，为各种相关项目提供小额资助，具体包括送英国年轻人去太空训练营、创作教导幼儿的科学乐曲，以及资助关于极早期宇宙的研究。在霍金的妹妹玛丽、好友基普·索恩和同事马尔科姆·佩里的共同监督下，这个基金会迅速开始筹集资金。
在其第一份财务报表中，霍金基金会宣布，它已经从一些渠道获取了26 000英镑的资金，主要来自U2视频的版权费、在马恩岛上发行的一套邮票（这套邮票的其中一张印有霍金的左脸，与之对应的另一张上印着爱因斯坦的右脸）的收入，以及香薰蜡烛的销售收入。这不能算作一笔巨款，外界的直接捐款数额大概是这个数目的两倍。
鉴于基金会的现金流十分有限，霍金通过出售自己的名字所换来的收入应该也不会太丰厚。尽管他的经纪人想去寻找更多的资金来源，但霍金还是决定做出一些改变。
“他和我见了一面。”与霍金合作多年的经纪人艾尔·祖克曼说道。祖克曼在20世纪80年代初就开始与霍金合作，当时这位物理学家正决定写一本畅销书，就是后来风靡全球的《时间简史》。“我帮他赚了很多钱，”祖克曼笑着说，“或者我应该这么说，他帮我赚了很多钱。”尽管与霍金合作了这么久，但是他从未和这位物理学家签订过独家合同，也没有独揽所有的赢利项目。“他自己有一间办公室，里面有各式各样的人，请求他出席各种场合，有时是大学的活动，有时是会议，他们确实有能力为他赚钱。”祖克曼说，“但是他雇来管理办公室的人并不十分尽责，所以大多数请求我都不知道。”这样的安排不是最有效的，但是霍金和祖克曼看起来都没有什么异议，因此这次会面完全是个意外。
“他与我见了面，他的律师也在，后者决定解雇我，也的确这么做了。”祖克曼说，“我认为，他想挣更多钱，而我也想了很多提高收入的方法。但是到了最后关头，他还是选择了那个英国人。”那个人就是罗伯特·柯比，他是霍金生命最后两年的经纪人，直到本书写作的时候，他仍担任着这位物理学家的遗产代理人。
大约在那次见面的三年后，祖克曼依然有些震惊。“他选择了柯比，我不知道为什么。我做了很多工作，想办法给他挣钱，我不知道自己说了什么，”祖克曼解释道。“不过我想我犯了个错误，那时候我主要是在和他的律师说话。你知道，他和他的律师一拍即合，他的律师可以理解他讲的话，并且做出回应。但是他本人却转过身去，一直看着电脑。我后来才意识到，我不应该一直看着他的律师，而是应该看着他。但是，嗯，”祖克曼叹了一口气说，“幸运的是，你知道，我的生活，我的生计，都不需要再依靠……”他的声音戛然而止。
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史蒂芬·霍金很少赌钱，这是一件好事，因为他几乎逢赌必输。很多时候，没人故意设计，都是自然发生的。
然而，这一次不一样。2014年3月17日，一个美国的物理学家团队宣布，他们探测到了微弱的引力波信号，不是来自黑洞相撞，而是来自宇宙大爆炸本身。第二天，霍金就此事在BBC广播发表了演说，他告诉听众们：“昨天，哈佛大学的一个团队宣布，他们探测到了来自极早期宇宙的引力波。”而后面的话，换任何一个人说，都会变得非常平庸。霍金接着说：“这也意味着在与尼尔·图洛克的赌约中我获胜了。图洛克是加拿大圆周理论物理研究所的所长。”就这样，霍金的赌约也融入了这个正在进行的故事。这个关于宇宙创世之后最初缩影的故事必将气势宏大。
宇宙中的一个剧烈活动，比如两个黑洞相互环绕然后相撞，会在时空结构中引发阵阵涟漪。可想而知，宇宙中最剧烈的活动——宇宙大爆炸和早期快速暴胀，必然会引起整个宇宙的时空结构的剧变。而随着时间流逝和宇宙膨胀，由此发出的引力波逐渐拉长、衰减，以至于我们无法直接探测到它们。即便像LIGO这样的超灵敏探测器也不够强大，无法探测到这些引力波，但它们还是在太空中留下了些许痕迹。
我们这个宇宙被许多“光墙”所包围。它们远在数十亿光年之外，从各个方向包围了我们。这些墙肉眼不可见，因为那些来自远古的光早已随着宇宙膨胀被拉长了，只有特殊的微波探测器才能发现它们。但是没人可以否认它们的存在，它们遍布于太空的每一个角落。它们是宇宙大爆炸的余辉，是宇宙诞生后大约40万年的某一刻发出的光。那时，充斥着宇宙的炽热的气体云逐渐冷却，然后突然变得透明，释放出禁锢其中的光。这种原始的光现在被称为宇宙微波背景（CMB），它无处不在，无论你把望远镜朝向哪个方向，都能看到它。而它也是我们所能看到的最遥远的物体。穿过这些光墙，就可以看到年轻的、小于40万岁的宇宙。但是在宇宙微波背景之外，即光墙之外，光根本无法穿过这些屏障到达我们的世界。
下面，让我们看向引力波。虽然我们无法接收到来自极早期宇宙的光，但是引力波不会被这些“墙”所阻挡。更重要的是，时空结构中的涟漪会影响“墙”的样子，引力辐射将原始气体云拉伸或者挤压，并影响了背景辐射的本质。具体来说，科学家正试图通过对宇宙背景辐射的偏振模式的研究，来寻找引力波的蛛丝马迹。而在3月17日，这个哈佛的研究团队宣布，他们利用架设在南极的微波探测器BICEP2找到了这些信号。物理学界对此兴奋不已，至少大部分人都很兴奋。
“这项工作意义重大，怎么夸它都不为过，”理论物理学家马克·卡米奥科夫斯基在《纽约时报》的头版新闻中表示，“这是来自极早期宇宙的一个信号，是一条用引力波编码的电报。”一时间，研究早期宇宙的理论物理学家深受鼓舞，报纸和媒体上记录了他们充满激情的话语，包括提出了暴胀理论的艾伦·古斯和完善了暴胀理论模型的安德烈·林德。后者甚至开了一瓶BICEP2科学家送的香槟，来庆祝这一重大发现。物理学家们更是开始谈论起诺贝尔奖来，哈佛大学天文系主任、理论物理学家阿维·勒布对《泰晤士报》说，如果结果属实，“是值得一个诺贝尔奖的”。
所以，当霍金在第二天参加BBC节目的时候，对此也非常激动。BICEP2的观测结果不仅意味着我们检测到了一个与宇宙大爆炸有关的极早期宇宙信号，还意味着艾伦·古斯和安德烈·林德关于早期宇宙的描述（暴胀理论）很有可能是正确的。霍金的赌约就是基于此。
霍金的前同事尼尔·图洛克和其他几位宇宙学家，比如普林斯顿的保罗·斯坦哈特和宾夕法尼亚大学的伯特·欧洛特，一直在研究另外一种理论，以避开宇宙早期的快速膨胀。在他们的理论中，原始引力波不会在早期宇宙中乱窜，炽热的原始气体云中也不会有引力的存在。而霍金则全身心地研究暴胀，这不仅仅是因为他是林德的好友（以及斯坦哈特的“夙敌”），还因为他在暴胀理论的诞生中起到了至关重要的推动作用（详见第11章）。因此，作为暴胀理论的忠实信徒，霍金曾与图洛克定下200美元的赌约，打赌标准暴胀理论是正确的，而且其中必然包含原始引力波。或者说，他打赌图洛克、欧洛特，尤其是斯坦哈特都错了。这也非常重要。
根据理论物理学界的议论，图洛克可能要输了，霍金终于赌赢了一次。然而，图洛克并不是那么肯定。“我很怀疑这个新实验和它的结果，”当天晚些时候，图洛克说，“他们声称可以看到一些结果，然后就清楚地看到了，这并不能使我完全信服。”这并不是不服气。事情发生得太突然，还来不及仔细查看数据，也来不及评估这到底是BICEP2团队的伟大发现，还是一次令人尴尬的错误。
3月17日，除了BICEP2团队之外，只有少数几名理论物理学家和十几名记者花了一天多的时间来检查他们的研究成果。记者们提前一周就收到了采访通知和一份受访者名单，包括团队成员以及像古斯和林德这样得到阅读论文授权的热情的科学家。但是，为了获得授权，记者们被迫放弃了自由采访的权利，只能按照名单来采访。而名单上没有一个实验物理学家。
理论物理学家擅长数学，能够用数学语言来描述宇宙。但是与纯粹的数学家不同，他们的工作通常受到现实的限制，具体来说，他们的数学模型必须能够解释我们对于物理世界的一些观察结果，至少不应该与这些结果相冲突。而实验物理学家擅长观察这个物理世界，他们通常针对一些从理论角度来看非常有趣的领域，通过他们的实验或者观测来研究这些理论。他们的主要工作不是创造数学框架，而是提供数据来约束这个框架，告诉人们理论的边界在哪里。还有一些物理学家在这两个领域都取得了不错的成绩，但这些人是极少数的个例，大多数人无法做到。（有些理论物理学家在实验方面可谓无可救药。传说，20世纪最重要的理论物理学家之一——沃尔夫冈·泡利，仅仅是出现在实验室附近，就能毁掉那里正在进行的物理实验。）
从理论物理学家的角度来看，BICEP2的观测结果激动人心，因为它们为暴胀理论提供了直接证据，为宇宙学理论框架提供了至关重要的支撑。而站在实验物理学家的角度，这次观测同样令人兴奋，但是在技术上极具挑战性，其中很多方面都可能出错。天空中出现的一个偏振光谱，可能是来自早期宇宙的信号，也可能是尘埃的反光，这两者并不好区分。此外，有一个更实际的理由引发了一定的担忧：旨在研究微波背景辐射的昂贵的普朗克卫星并没有发现任何值得注意的东西。事实上，如果BICEP2团队是对的，那么普朗克卫星也应该有所发现。至于为什么位于南极的望远镜看到了卫星没看到的东西，项目组对此并没有很好的解释。在理论物理学家的热情鼓舞和引导下，关于BICEP2观测结果的最初的新闻报道中，这些问题都没有出现，诺贝尔奖看起来十拿九稳了。
霍金是一个顽固的死硬派理论物理学家，即使他有足够的时间来阅读BICEP2团队的论文，也没有足够的实验技巧来发现数据分析中隐藏的缺陷。从这一点来说，图洛克的学术背景也差不多，但事实证明他的怀疑是有道理的。几周之内，一些著名的实验物理学家开始戳破BICEP2团队的数据分析中的一些漏洞。这是一项技术含量相当高的论证，因为望远镜只对一种频率的微波敏感，所以它无法直接测量出偏振光中有多大比例来自宇宙微波背景，多大比例来自尘埃。但是，当团队试图用数学模型消除尘埃的影响时，他们用错了方法，这种方法低估了尘埃的影响。简而言之，正如一位著名天文学家所认为的那样，项目团队“过分夸张……他们的数据无法支持他们的结论”。
时间证明怀疑者们是正确的。在使用多种频率的微波进行观测之后，更多的证据表明，观测到的偏振光来自尘埃，而不是原始气体云。2015年年初，BICEP2团队撤回了他们的观测结果。
霍金还是没有赢得赌局，但是他也没有输。这比他的其他赌约更值得一提，包括那些最接近他的核心方向——对黑洞的物理研究——的赌局。
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也许黑洞最引人注目的特点就是它没什么特点。笼罩着奇点的视界是完全不透明的，没有任何东西可以穿过那个看不见的边界而逃离黑洞，光、物质、能量、信息，统统不行。这意味着视界之外的观察者根本无法知道视界之内的情况，信息几乎完全被封锁了。
这是黑洞黄金年代最重要的结论之一。霍金和其他物理学家都认为，由于任何信息都无法逃出视界，因此对于黑洞的观测是无法得到结果的，包括黑洞的年龄、成分、所吞噬的物质等，这些都隐藏在视界的后面，成为难以理解的谜团。事实上，物理学家已经有了结论：从外界只能知道黑洞的质量、电荷和它的自转速度这三件事，别的一无所知。
一个黑洞几乎完全没有显著的特性，这一定理后来被称为黑洞无毛定理。然而，在20世纪70年代中期，史蒂芬·霍金开始意识到，这种基于相对论的无特性的性质，为理论物理学家带来了巨大的麻烦。从量子力学定律出发，黑洞根本不可能毫无特性。根据量子理论，黑洞的历史、构成、吞噬物等信息，多多少少都会被外部观察者保存下来。这个矛盾被称为“信息悖论”，它迅速成为当时最大的科学难题之一。它直指近代物理学近百年来的核心矛盾，即20世纪物理学的两大领域——量子理论和相对论的互不相容。解开这一矛盾，就有可能得出物理学的终极答案，一个囊括一切的统一理论应同时包含相对论和量子理论，能描述宇宙中各个尺度上的所有物质、能量和力。自信息悖论被提出以来，霍金就一直在探索解决这一悖论的方案。直到生命的终结，他一直相信，这个悖论的解决方案很可能就在于黑洞视界。
2014年，当霍金宣布“黑洞不存在”的时候，他并不是在宣布这个他穷尽毕生精力去研究的物体不存在，而是试图通过重新审视视界的本质来解决这一悖论。虽然他拒绝了约瑟夫·波钦斯基和其他物理学家提出的“火墙”论（认为视界上有一道“火墙”，可以烧毁一切落入黑洞的物质，同时也防止黑洞内部的信息外泄），但是显然，霍金也认为视界上发生的一些不同寻常的事情可以解决信息悖论。然而，没有人明白霍金的观点和意图，甚至连波钦斯基也不明白，他把霍金的新想法称为“混沌墙”，但是科学界还在等待进一步的发展。
尽管被媒体争相报道，可是霍金再也没有提供更多的信息。他很快就放弃了混沌墙的概念，而选择了另一个更令他激动的想法。在混沌墙的论文发表几个月之后，霍金前往得克萨斯州的一处牧场参加了一场物理学退修会。牧场的主人是一位亿万富豪——石油大亨乔治·P .米切尔，他是霍金的忠实粉丝，不仅在得克萨斯农工大学捐助设立了史蒂芬·霍金讲席教授职位，以霍金的名字在校园里命名了一座新礼堂，还会定期邀请霍金和其他物理学家聚在一起，讨论宇宙的奥秘。这一次，安迪·斯特罗明格也参加了讨论，他是哈佛大学的一名物理学家，从20世纪80年代初就认识霍金了。而这一次，他带来了一些新的成果。
斯特罗明格的研究工作与广义相对论的一个分支相关，这个方向起始于20世纪60年代，随即被放弃，但他越来越相信，他的想法可以帮助解决黑洞视界的难题。“史蒂芬对此非常兴奋。我下午做了一个报告，然后我们一直讨论到次日凌晨1点，”斯特罗明格说，“他写道，我从来没有这么兴奋过……这就像我发现黑洞面积定理时的感觉。他的护士们也说，很久没有见过他这么兴奋了……他变得充满活力。”随后，斯特罗明格开始和霍金，还有剑桥大学的物理学家马尔科姆·佩里一起着手完善这个想法。2015年年底，霍金曾经公开表示，他和斯特罗明格还有佩里一起正在进行一些激动人心的新的研究探索，并承诺他会对这一研究进行“全面处理”。
与霍金的合作总是会具有挑战性。“马尔科姆和我会把想法写在黑板上，然后从史蒂芬那里得到一些指导，”斯特罗明格说，“而史蒂芬会坐在一旁敲击键盘，通常会有几分钟的延迟。”但两人都已经习惯了与霍金对话的这种令人尴尬的流程。然而，更麻烦的是让这三位物理学家同时出现在一个地方。在访问英国几次之后，斯特罗明格邀请霍金和佩里访问波士顿。“资金问题总是会出现，”斯特罗明格说，“我是说，有时候他的一些富有的朋友会让他坐着私人飞机到处飞，但是现在他不能坐那些私人飞机了，他只能坐救护专机。当他的医生坚持选择一家昂贵的瑞士公司时，我就必须为支付他的出行费用找赞助。”最后，多亏了那些富有的朋友，这次出行所需的几十万美元终于有了着落。
但即使有了经费，没有霍金医生的同意，这次出访也不可能成行。这一次，据说医生拒绝了请求，但是霍金又写了一封信，希望医生可以做出一些让步。“他在信中说，他对这项研究十分着迷，而且这是一项有望冲击诺贝尔奖的工作，”斯特罗明格回忆道，“我觉得他的医生并不是很赞同他外出会见什么人，但是这一次涉及他的科学贡献……而且我想，大家都能看出来，史蒂芬被我们的新思路所鼓舞，他已经好几年没有这种感觉了。”2016年4月，霍金终于得偿所愿，他的医生允许他飞往波士顿，与斯特罗明格和佩里一起工作。
尽管困难重重，三人还是进行了一次富有成效的合作。他们很快发表了一系列论文，认为黑洞无毛定理并不完全正确。事实上，黑洞被一层“软毛”所覆盖。
具体说来，这一观点认为，当一个带电粒子落入黑洞视界时，根据电磁学法则，视界处会产生一个奇异的、不携带能量的光子（“软”光子）。这种光子不仅储存了产生它的带电粒子的信息，而且最终会从视界顶部逃脱。也就是说，软光子记录了穿过视界的物质的信息，而在未来的某一时刻，这些信息会被外部的观察者接收到。简而言之，霍金的观点就是，黑洞并不是一个完全没有任何特征的物体，不是一个在无边无际的时间荒漠中丢失了自己的历史的虚空世界，它有自己的历史，被记录在视界的软光子中。由于每个黑洞的历史都不尽相同，它们的软光子也一定是不同的。换句话说，每个黑洞都有自己独一无二的“软毛”。
霍金可能认为，他终于解决了粒子落入黑洞之后会发生什么的问题，这是霍金科学贡献的核心，也将是他的最高成就。
但他的合作者们并不是那么确定。“史蒂芬总是通过大胆地简化我们的工作来得出问题的本质，同时表达出那种兴奋的感觉。有时候他会说这样的话，你知道，‘我们已经解决了黑洞问题’，”斯特罗明格说，“更糟糕的是，他经常会把‘我们’换成‘我’。”，
团队之外的物理学家对“软毛”的概念不是很有兴趣。霍金以前的博士生拉斐尔·布索和一位同事就认为，数学推导中的一个“错误选择”导致了他们的错误结论。布索写道：“换句话说，所谓的软毛只是一顶假发。”软毛的发根并没有触及视界，它与黑洞内部没有联系，说它记录了落入视界的物质的信息，那只是一种错觉。也就是说，软毛“与黑洞信息悖论并无关联”。而霍金的另一位学生玛丽卡·泰勒也同意这一观点：“史蒂芬太聪明了。他一定知道，这也许为解决这一问题做出了一定贡献，但并没有解决最基本的问题。史蒂芬一定知道这一点。但是……他喜欢做大事的时候被人崇拜的那种感觉。”
尽管黑洞软毛并不是霍金准备宣布的突破，但它在科学界引发了一场严肃的辩论。这是10多年来，科学家们第一次积极地研究霍金的一篇论文。
霍金又一次处于争议的中心，而战场又是视界——已知宇宙与最黑暗的未知世界之间的边界。然而这一次，实验物理学家们也开启了他们的首次冒险。
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谣言似乎永远都传播得更快。在社交媒体上，一个安静的爆料可以瞬间传遍全世界，在几分钟之内被成千上万的人知道，甚至越传越夸张。即使在科学界，情况也是如此。2015年9月25日，美国亚利桑那州的一位宇宙学家在推特上发布了一句不经意的评论，引发了热议，也再次引起了关于诺贝尔奖的窃窃私语。不过这一次比BICEP2团队的结果要好得多。
在那个周五的下午，宇宙学家劳伦斯·克劳斯的推特是这样写的：“有传闻说LIGO探测器探测到了引力波。这如果是真的，就太神奇了。等到消息被证实，将发布细节。”
仅仅就在几周之前，LIGO的探测器完成了一次长时间的升级，刚刚重新开启。而自从2002年它首次开启以来，LIGO就一直出乎意料地保持着沉默，从事该项目的物理学家也一直紧张地等待着。它的建造者们能不能最终兑现自己几十年前（以及数亿美元）的承诺？LIGO团队一言不发，只在专业媒体上发表了一些简短的博客文章和短篇报道，平息了公众的七嘴八舌。这样的情况持续了差不多3个月。
随后，克劳斯再次出手：“我之前关于LIGO的传闻已经得到了独立消息源的证实。敬请关注！引力波可能已经被发现了！激动。”这一次，传闻变成了现实。近一个月以来的不断猜测和议论在2016年2月8日达到了顶点，那天项目团队宣布将在3天后召开新闻发布会。团队对于即将宣布的内容讳莫如深，他们只是说，将在3天后宣布一个新消息，一个“关于引力波探测的种种努力的状态报告……”，以及他们搜寻引力波工作的最新进展。尽管这在物理学界已经是尽人皆知的秘密，但是LIGO团队还是非常小心，在消息正式公布之前不想走漏风声。他们差一点儿就成功了。
新闻发布会开始前的16分钟，美国国家航空航天局的一位天文学家在推特上发布了一张蛋糕的照片，蛋糕上装饰着两个盘旋着撞向对方的“黑洞”，并用绿色的糖霜写道：“为首次直接探测到引力波而干杯！”传闻是真的。糕点师走漏了风声。
几分钟后，美国加州理工学院的基普·索恩在新闻发布会上向一众记者解释了这一发现，他说道：“人们总是说，广义相对论从未被验证过。”LIGO第一次让人们直接看到黑洞边缘附近的状况，由于黑洞不停地吞噬大量物质，因此那里的时空结构不仅极度扭曲，而且变化非常迅速。“我们从来没有在那个环境条件下进行过任何实验，”索恩继续说道，“这次观测完美地验证了广义相对论，证据确凿，这也是爱因斯坦的一次胜利，他终于成功了。”
这是霍金自职业生涯伊始从未敢想象的成功。从那时起直到20世纪60年代末、70年代初的黑洞黄金时代，物理学家都无法证明黑洞的存在。坍缩的恒星只是广义相对论在理论上的附属产物，从这些定律出发进行一定的逻辑推演，霍金、索恩以及其他众多物理学家非常详细地描述了黑洞，但这不等于真的在太空中找到了黑洞。黑洞能够吸收附近的光，因此寻找黑洞困难重重。正如霍金所说，试图找到一个黑洞就像“在煤窑里寻找一只黑猫”。
在霍金开始做黑洞研究时，天文学家在天鹅座看到了一个奇怪的物体，这个天空中的神秘小点放射出明亮的X射线。科学家们起初怀疑那是一颗死去的恒星，但它的质量又远远高于理论物理学家所知道的其他类型的坍缩恒星。它只可能是一个黑洞。大多数天体物理学家都是这样认为的，实际上它也确实是一个黑洞，但当时并没有直接的证据能够证明。事实上，霍金在1975年与索恩的赌约就是关于天鹅座的这个奇怪天体是否真的是黑洞。这是霍金最著名的赌约，他在1990年才认输。
多年来，天文学家为了证实黑洞的存在，找到了越来越有力的证据。利用X射线探测器，他们发现了更多像天鹅座X–1这样的天体。利用红外和可见光望远镜，他们窥探遥远星系的中心，寻找巨大黑洞吞噬物质的迹象。（天体物理学家现在认为，几乎每个星系的中心都存在着一个黑洞。）他们观察到银河系中心的恒星围绕着一个巨大的看不见的物体旋转。天文学家非常确定黑洞的存在，但是想要使用探测光（无论是X射线、紫外线，还是可见光、红外线、微波、无线电波）的望远镜发现吞噬一切光的物体都是极其困难的，更不用说去探测它的特性了。而凭借着方程的力量，理论物理学家能看得更深更远，远比实验物理学家的仪器深入得多。
这就是2015年9月发生的事情，LIGO突然改变了世界。时空的短暂颤抖预示着两个巨大黑洞的灾难性碰撞。而此后，每隔几周，LIGO就会探测到一次这样的“合并”，10月一次，12月一次。现在，通过引力波，实验物理学家不仅能够探测黑洞本身，而且开始收集关于黑洞视界之外的区域的数据。
当两个黑洞盘旋着向对方靠近时，它们的轨道会越拉越近，旋转会越来越快，同时一直发出引力波，使时空像水面一样翻涌。在碰撞前的最后几毫秒，两个黑洞的视界靠得越来越近，而引力波正是从视界附近发出的。他们探测到的正是在那场惊天动地的毁灭之前的最后一瞬间，在一切再次归于沉寂之前的最后一次剧烈震荡中，来自黑洞视界附近的信号。实验物理学家们直达深渊的边缘，就在这里，他们或许能验证霍金在20世纪70年代做出的关于黑洞的一些关键性预测。如果是这样，霍金就会像爱因斯坦一样，在经历了半个世纪的等待之后，终于等来一个实验，可以证明自己的想法是正确的。
“他非常兴奋，”索恩说，“他想知道我们能够多准确地测量黑洞的质量和自旋，以便验证他的黑洞面积定理。”遗憾的是，由于技术上的原因，LIGO目前还不够精确，无法为霍金的任何想法直接提供严格的验证，不论是他在20世纪70年代的工作，还是最近在软毛和火墙上的论战。即便如此，这也是一个惊人的成果。在这个霍金奋斗了大半生的战场上，第一次由一个天文台探明了情况，他当然会认为这是一个胜利。“除了证实爱因斯坦的美丽理论外，这些探测结果也与我和其他科学家对黑洞的预测一致，”霍金在2016年年底宣布，“在未来的许多年内，他们的工作都将惠及天体物理学领域。”
次年10月，巴里·巴里什、雷纳·韦斯和基普·索恩“因为他们对LIGO探测器和引力波观测的决定性贡献”，获得了近年来最不令人意外的诺贝尔奖。在宣布的那一刻，诺贝尔委员会公布了大量关于获奖者成就的信息，有宣布获奖依据的新闻稿，有旨在让公众了解科学知识的科普报道，还有密密麻麻的长达18页的背景资料，深入探讨了获奖者的研究工作及其重要性。在所有这些材料中，以及所有的参考资料、赞誉和历史解释中，只有一个名字被彻底遗忘了。
又是只有一个人完全没有被提及——史蒂芬·霍金。