剑桥是一个古朴而幽雅的大学城。世界著名的剑桥大学就坐落在这座城市里面。卡姆河蜿蜒流经该城，河东岸有15世纪修建的圣玛丽大教堂、评议会大厦、国王学院等。还有其他一些名胜古迹遍布全市，如圣倍内特教堂、诺曼式圣墓教堂、圣爱德华教堂和菲茨威廉博物馆。剑桥大学的历史悠久，可以追溯至1209年，那时，一些学生从牛津迁到这里，1318年教皇22世正式认定这里为大学。剑桥大学是模仿巴黎大学和牛津大学的形式建造的。1571年，各个分院正式合并，成为规模一流的大学。1669年，著名物理学家牛顿来到剑桥大学教授数学，大大提高了该校的学术地位。第一次世界大战以后，许多世界一流的学者来到剑桥大学教书，使这个学校的名望不断增高。剑桥大学有几十所学院，由大学的中央管理机构宏观管理，各个学院也同剑桥大学本身一样，设有自己的管理机构，管理自己的事务，并合法地独立于剑桥大学。学生只有成为剑桥大学所属学院的一员，才能成为剑桥大学的学生，而要成为学院的学生，又必须在大学注册。
1962年，20岁的斯蒂芬·霍金来到剑桥大学攻读博士学位。一个秋天的早上，天上下着蒙蒙小雨，霍金穿过起伏的山峦和大片的草地，踏入了这座充满神秘色彩的大学城。他确实太幸运了，他的夙愿变为现实。他当时的激动之情是难以言喻的。
到剑桥大学所遇到的第一个问题就是如何选择专业方向。在理论物理学中，有两个方向是最基本的，一个是研究宇宙的宏观方向，另一个是研究基本粒子的微观方向。因为那时研究基本粒子的微观方向缺乏合适的理论，所以对霍金没有多大吸引力。虽然科学家那时发现了许多基本粒子，但他们能做的只是把这些基本粒子分门别类，在理论上没有什么突破。而宇宙学已经有了一个定义完好的理论，即爱因斯坦的广义相对论。因此，霍金倾向于选择宇宙物理学。
当时，牛津大学没有人研究宇宙物理学，而剑桥大学则有杰出的世界一流的宇宙学家弗雷德·霍伊尔。霍金一心想师从这位德高望重的导师，所以他向校方申请跟弗雷德·霍伊尔读博士学位。但是，校方最后为他安排的是一位他从来也没有听说过的导师，名字叫丹尼斯·夏玛。霍金听到这个消息之后，仿佛是灾难就要临头，对他的打击很大，有很长一段时间他都缓不过劲来。后来，他才发现，丹尼斯·夏玛是一个非常优秀的科学家，也是一位非常称职的导师，对霍金帮助很大。霍金可以随时找他探讨问题，不断地得到他的启迪和激励。而弗雷德·霍伊尔总是很忙，还经常到世界各地去，所以很少有时问指导他的学生。由此看来，没有让弗雷德·霍伊尔作他的导师，而遇上了丹尼斯·夏玛这位导师，也是莫大的幸运。
霍金在剑桥大学的第一学期情况很糟糕。他这时才发现，当初在牛津大学读书时，没有下功夫学习数学，以致于他现在觉得数学水平不够高，当遇到广义相对论的复杂运算时，他便陷入了困境。他在牛津大学里所养成的懒散作风仍有保留，但他现在所进行的研究工作却对他要求很高。此外，剑桥大学的课业负担比牛津大学要重得多，如果还是像在牛津大学那样不用功的话，就很难跟上他所学的课程。他不得不重新适应这里的学习和生活环境。
在课题的选择上，霍金也遇到了一些麻烦。研究课题的正确选择，在博士课程中占有重要的地位，同时也有相当大的难度。加之他所研究的学科是非同一般的新学科，要找到合适的课题谈何容易。霍金在较长的一段时间里找不到突破的方向，感到十分苦闷。他的导师丹尼斯·夏玛也认为，霍金有些迷失方向，什么事都干得不好。他说，霍金是一个极为聪明的学生，在很多问题上有独到的见解，也能深入地与他展开讨论，但现在的当务之急是赶快找一个合适的课题。
这时候，斯蒂芬·霍金的个人危机渐渐地暴露出来。在牛津大学的最后一年里，他隐隐约约感到行动有些不方便，有时弯腰系鞋带也感觉到有些困难，走路一不小心就会撞在别的物体上。有几次，他都感觉到他的腿不听自己指挥，说起话来也模糊不清，像喝醉了酒那样。他不愿承认自己哪里出了什么毛病，所以当时也没大在乎。1962年圣诞节前夕，霍金回到他的家乡圣奥尔本斯。整个大地被厚厚的积雪覆盖着，他的心情也十分沉重。因为他的手脚越来越不灵便了，他这时才不得不面对现实，承认自己确实是出了问题了。他的同学和老师并没有察觉到他的身体方面的问题。他的导师丹尼斯·夏玛后来回忆说，他只注意到霍金说话时结结巴巴，当时并没有认为他有太大的毛病。霍金已有几个月没有回家了，回到家后，他的父母立刻发现他有点儿不对劲。作为研究热带病的医生，斯蒂芬的父亲弗兰克凭直觉判断斯蒂芬大概是得了中东地区特有的奇怪的疾病。他想让霍金立刻去见他们的家庭医生，以便尽快得到确诊。
1963年新年即将来临，除夕之夜，霍金一家邀请了一些朋友前来参加他们举行的晚会，在这些朋友当中，有斯蒂芬的中学同学迈克尔·丘奇、约翰·马克连纳汉，还有一些新朋友。那天晚上，希尔赛德路14号灯火通明，霍金一家与他们邀请的朋友欢聚一堂，桌子上摆着雪利酒和葡萄酒．但斯蒂芬却高兴不起来，因为他的病情越来越明显，行动不听使唤，常常使他在客人面前陷入尴尬的境地。他中学时期的朋友在这之前听说他患了一种在外国才能感染上的奇怪的病，但不知病情如何，也想借机来看望看望他。霍金的行动确实像是出了问题，他倒酒的时候，不是把酒倒在酒杯里，而是倒在了桌布上。他父亲弗兰克看到这种情景后，深为霍金的健康状况担忧。
就在这天晚上的宴会上，霍金认识了一位叫做珍妮·怀尔德的姑娘。这位姑娘也住在圣奥尔本斯，目前正在当地一个中学六年级读书。霍金以前不太了解她，在这次宴会上霍金的一位朋友把她介绍给霍金。她将于明年秋天到伦敦的韦斯特菲尔德学院去学习现代语言学。她被霍金机智的谈吐和怪异的举止所吸引，她觉得眼前的这位剑桥大学的研究生虽然看上去有些怪，但很有些魅力。尽管她并不喜欢霍金的自负和怪异，但她认为这是由于霍金心理不够稳定、自控能力差所造成的。而霍金却深深地被她的那种充满青春活力、蓬勃向上的精神状态和热情、达观的气质所吸引。他们两个通过交谈，加深了对对方的了解。在接下来的几个月里，他们之间的友谊迅速建立起来。
在寒假期间，斯蒂芬和他的母亲伊莎贝尔一起去滑冰，斯蒂芬滑倒了，但他却爬不起来。斯蒂芬的母亲也觉得情况不妙，他坚持要霍金到医生那里去看病。在霍金过完他的生日不久便到医院作了比较全面的检查。医生们从他手臂上取了肌肉样品，又把电极插入他的身体内，还把某种射线穿不透的液体注射到他的脊椎内，然后使床来回倾斜，用x射线跟踪液体来回流动的情况。检查结束后，医生并没有明确地告诉霍金患了什么病，只告诉他临床症状非同一般，但肯定不是那种多发性硬化症。医生们在没有完全弄清病情前没有采取任何有效的治疗措施，只是给了霍金一些维生素药片。
霍金非常沮丧地回到了剑桥大学，在那里继续读书，但他的注意力总是集中不起来，心里不停地想着自己所患的病，害怕听到比他想像得更糟的检查结果。果不其然，没有多久，坏消息传来了。霍金患的是肌萎缩性侧索硬化症(ALS)，这种病是一种十分罕见的病，在英国被称为运动神经细胞症，在美国被称为卢·格里克症，因美国一个著名的棒球运动员卢·格里克死于该病，人们以他的名字命名该病。这种病很难治愈，一般患者得病后不久，就死去了。
肌萎缩性侧索硬化症的一般病程是：患者的肌肉萎缩引起运动功能的减退，直到全身瘫痪；说话越来越困难，直到最后丧失说话的能力；吞咽困难，呼吸器官受到侵害，最后，窒息或引发肺炎，紧接下来就是死亡。在整个病程中，患者的思维能力、记忆能力和想像能力都不受影响，也没有任何疼痛感，但正因为如此，患者精神上承受的压力相当大，有时不得不依靠注射吗啡来麻醉他们的沮丧情绪。
现实有时是十分残酷的。刚满21岁的霍金被无情地抛到了死亡的边缘，他和他的家人情绪低到了极点。医生估计霍金最多只能活两年，但他们不能确切地说出霍金到底能活多长时间，是只能活几个月呢，还是能活几年。他们根据以往的病例推断，霍金不会活很长时间。而霍金得这种病的年龄比其他病例中患者的年龄要年轻，其结果难以预测。医生把实情告诉了霍金，说他患的是肌萎缩性侧索硬化症，这种病治疗的难度很大，后果不好预测，也许在一定时期内病情可以得到控制，但完全治愈的可能性几乎没有，至多只是使病情不再加重。
这个消息对于霍金无疑是晴天霹雳，面对死神的威胁，他被抛到了痛苦的深渊。他沮丧的情绪难以言表，他无法从这种极度悲观的情绪中解脱出来。他在想：“意识到我得了一种不治之症并在几年内要结束我的性命，对我真是致命打击。这种事情怎么能发生在我身上呢?为什么我要这样地夭折呢?”
霍金继续在剑桥大学读书，但他难以摆脱绝望情绪的缠绕。他对任何事情都不感兴趣，认为学习和研究毫无意义，他觉得也可能根本活不到完成博士学业的那天。当时媒体上也有关于霍金的报道，说他整天把自己关在黑暗的屋子里，把音乐的音量开得很大，大量饮酒，整天喝得醉醺醺的，沉溺于自我怜悯、自我麻醉的境界中。霍金后来看到这些文章，认为这些文章说他酗酒过度有些夸张。但他不否认，有一段时间里他确实把自己关在房间里听音乐，尤其是听瓦格纳的音乐。霍金那时多么渴望能像一个正常人那样生活，多么希望自己不是那个被肌萎缩性侧索硬化症判了死刑的人。他的精神几乎要垮了，他找不到一点儿精神上的寄托。即使如此，他仍不迷信于宗教，也不相信有关来世的观点，他不愿到宗教领域中去寻找寄托和安慰。他觉得自己是一个悲剧式的人物，命运之神对他太不公平。
那时，他经常休息不好，做一些令人烦恼、令人痛苦的梦。有一次，他做了一个梦，梦见自己将要被处死，这时他想，如果我要被赦免的话，我将能够做许多有价值的事情。还有几次，他也是做的关于死去的梦，他梦见自己在快要死去的时候，想到如果牺牲自己的生命来拯救他人，也是值得的。他想：“如果我终将要死去，不如多做些善事。”
霍金的病被确诊之后，父亲弗兰克非常焦急。弗兰克到处搜集有关肌萎缩性侧索硬化症及其可能的治疗手段的方面的信息。他还同他那些研究热带病的同事们一起讨论与该病症相类似的疾病。他甚至与远在美国的著名病毒学家丹尼尔·卡尔顿·伽兹杜塞克联系，向他请教有关肌萎缩性侧索硬化症的一些问题。弗兰克访问的所有医生几乎都说这个病是不治之症，药物和其他治疗手段也都无济于事。
心焦如焚的弗兰克又来到剑桥大学，他一方面是来看望和安慰自己的儿子，另一方面也想拜访一下斯蒂芬的导师丹尼斯·夏玛。他向丹尼斯·夏玛说明了斯蒂芬的病情，并询问斯蒂芬能否缩短学习时间，早一点获得博士学位。丹尼斯·夏玛说完成学业、取得博士学位至少要3年的时间，按照规定是不能缩短的。弗兰克担心的是他儿子斯蒂芬是否能够坚持3年，而丹尼斯·夏玛不愿意看到斯蒂芬·霍金以应付的态度对待学业，在原则面前他是不会作任何让步的。
霍金的亲人和朋友都意识到医生的预见是正确的，都为斯蒂芬·霍金不久将要离开他们而感到悲哀和痛心。约翰·马克连纳汉当时要离开英国到美国去工作一年，在他临走的时候，斯蒂芬·霍金的大妹妹玛丽告诉他，如果他在一年之内不能回来的话，也许他要和他的朋友霍金永别了。约翰·马克连纳汉听到玛丽说的这些话后，心情很沉痛，他简直不能相信他的朋友霍金会永远地离开他，离开人世。霍金的父母亲也觉得眼前的这种现实太严酷了，为斯蒂芬而悲叹和惋惜。霍金的许多同学、朋友都十分同情他，认为这样一个才华出众的年轻人将被无情的疾病所吞噬，实在是太可惜了。斯蒂芬在除夕宴会上认识的姑娘珍妮·怀尔德也来看望他，她发现霍金的意志很消沉，缺乏活下来的勇气。她尽可能地安慰、鼓励斯蒂芬，希望他意志坚强一些，能够挺过来。
珍妮·怀尔德姑娘在斯蒂芬已经绝望时闯进了他的生活，使斯蒂芬又看到了生活的乐趣和意义。她十分同情斯蒂芬，也非常喜欢他那倔强、怪异的性格。这时，珍妮·怀尔德常常去看他，他们在一起听音乐，谈论一些让人高兴的事情。他们两人的频繁接触，使他们的关系也在不断发展。逐渐地，霍金在珍妮·怀尔德姑娘的帮助下，摆脱了悲观绝望的情绪，重新树立了生活和学习的信心，开始艰难地继续他的学业。珍妮·怀尔德姑娘在霍金生活中的出现，是霍金生命的一个转折点。
