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，將現代物理學發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斗情誼。

《時間起源》

宇宙的本源是什么？無數物理學大家對這個問題都有著深深的執念。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?！绻覀兿胂笾氐竭^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現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。霍金將宇宙的開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。其實物理學，乃至整個科學，就是這樣在不斷爭辯中發展起來的。玻爾與愛因斯坦之爭促進了量子論的發展，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。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避了宇宙開端的問題，卻引發了另一個問題，即無邊界理論表明我們這個宜居的宇宙產生的概率很小。“從表面上看，霍金的無邊界波函數的形狀是由經歷過一次較小的暴脹，后又迅速坍縮的宇宙主導的。那些經過劇烈暴脹、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現。馬爾達塞納發現了一個時空區域內的引力及其邊界上的場論之間的聯系，這促使霍金將宇宙的過去與現在聯系起來。這種聯系不是單向的聯系，而是雙向的聯系，即宇宙的現在也可以影響甚至決定過去，而聯系的紐帶則是我們的觀測，正如量子觀測決定了波函數坍縮后物質的狀態一樣。“通過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現它而已。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：“人類在尋找客觀現實的過程中會突然發現，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]到書中難免出現一些專有名詞和當地俗語，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，還需要求助于網絡、相關書籍或我認識的專業人士。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，很難區分，但我在查閱資料及斟酌上下文之后，發現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。