病痛和八卦之外，霍金到底给我们带来了什么？

2018年3月14日，史蒂芬?霍金与世长辞，享年76岁。他是一位成就不凡的理论物理学家，一位风行全球的科普作家，一位语出惊人的意见领袖，他也是一位坚韧不拔的罕见病患者，一位曾经在20多岁时被医生“判死刑”，又乐观地生活了50多年的传奇。

在大多数人看来，霍金是一个纯粹的文化符号——每个人都知道他的名字，却几乎没有人真正理解他做了什么。其实，霍金在一生中做过的很多科学研究，它们可以总结成一句话：“如何理解我们的宇宙”。其中有两个贡献非常著名，一是证明“宇宙大爆炸始于一个奇点”，二是证明“黑洞是有温度的”。

宇宙是怎么来的？

在上世纪60年代，霍金面临两个选择，要么去研究微观的粒子物理学，要么去研究宏观的宇宙学。

当时的霍金选择了后者，他首先关注的是宇宙学中的奇点问题。这个问题最早可以追溯到1915年，爱因斯坦提出描述弯曲时空动力学的广义相对论。在相对论中，如果不考虑维度的区别，那么宇宙的时空就像是一块无限延伸的“桌布”。如果像给地球画上经线和纬线那样，在桌布上建立时空的坐标系，我们就会看到很多正方形的格子，每一个格子代表时空中的一块单元。

如果宇宙中不是空无一物的，而是存在物质，那么物质产生的引力场会让格子扭曲变形。引力场越强，扭曲的就越严重。1965年，数学家罗杰?彭罗斯证明，当引力场的强度超过某一极限时，比方说，一颗大质量恒星坍缩成一个黑洞时，黑洞中心处的时空格子就可能会被极度扭曲，形成一个“奇点”。

如果你把格子的一组平行线的方向看作时间，另一组平行线看作空间，并且给时间标上箭头，表示时间流逝的方向，我们就会发现奇点就像是一个泉眼，时空的格子在时间箭头的指引下源源不断的流出来，或者奇点就像是浴缸的漏口，时空的格子被时间箭头驱使着流进去