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浩渺宇宙,又多了一颗璀璨明星丨霍金去世,终年76岁

仰望繁星的 星河互联 2023-02-20


2018年3月14日,当代最伟大的物理学家史蒂芬•霍金于剑桥的家中逝世。享年76岁。今天,亦是爱因斯坦诞生139年的纪念日。

斯蒂芬•威廉•霍金(Stephen William Hawking),1942年1月8日出生于英国牛津,英国剑桥大学著名物理学家,现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。

霍金21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症(卢伽雷氏症),全身瘫痪,不能言语,手部只有三根手指可以活动。

1979至2009年,霍金任卢卡斯数学教授,主要研究领域是宇宙论和黑洞,证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。

在研究的同时,霍金还撰写了多本阐述自己理论与一般宇宙论的科普著作,广受大众欢迎。1988年霍金发表《时间简史:从大爆炸到黑洞》,该书被译成40多种文字,发行量高达2500多万册。

他曾说,“在过去的49年里我一直面临早逝的危险,我不怕死亡,但我不想这么快与世长辞,我还要很多事要做。”带着那些未竟的事业,霍金走向了宇宙的浩渺繁星中。

无可取代的学术贡献


世界级顶尖杂志《天文学》对他有这样的评价:“当20世纪物理学的成就被客观地承认时,史蒂芬·霍金的成就将被大书特书地载入科学史册。”


2012年,众多科学家齐聚剑桥,庆祝了霍金的70岁生日。当时他卧病在床不能参加庆典,但录制了一条“我的简史”的语音信息。在这条信息里,他称自己对宇宙的不断探索为“为了人类的未来”。如果不向宇宙拓展,人类就无法“活过下一个一千年。”他说。



奇特定理


爱因斯坦创立的广义相对论被科学界公认为最美丽的科学理论。但是霍金和彭罗斯一道证明了广义相对论是不完备的。


他们指出,如果广义相对论是普遍有效的,而宇宙间的物质分布满足非常一般的条件,那么宇宙时空中一定存在一些奇点。在奇点处经典物理的定律失效。人们通常谈论的奇点是宇宙产生元初的大爆炸奇点和黑洞中的奇点。爱因斯坦早先否认过奇点的存在,他甚至还写过论文以论证黑洞(那时还没有这个生动的称呼)的不可能性。霍金和彭罗斯的奇性定理表明了对引力的量子化是不可避免的。


黑洞理论


人们知道,在经典引力论的框架里,黑洞只能吞噬物质,而不能吐出物质。黑洞的表面(视界)犹如地狱的入口,是一个有去无返的单向膜。霍金曾经证明视界的面积是非减的。1974年霍金发表了《黑洞在bao'zha爆炸》一文。


这是20世纪引力物理在爱因斯坦之后的最伟大论文。在论文中,他把量子理论效应引进了黑洞研究,证明了从黑洞视界附近会蒸发出各种粒子,这种粒子的谱犹如来自黑体的辐射。


随之黑洞质量降低,温度就会升高,最终导致黑洞的爆炸。在这被称为霍金辐射的场景中,量子理论、引力理论和统计物理得到了完美的统一。黑洞理论是科学史上非常罕见的例子,它首先在数学形式上被详尽的研究,后来才在天文学的许多观测上证实了它的普遍存在。现在,人们的共识是,每个星系的中心都是一颗极其巨大的黑洞。


无边界宇宙理论


霍金在80年代初,创立了量子宇宙学的无边界学说。他认为,时空是有限而无界的,宇宙不但是自洽的,而且是自足的,它不需要上帝在宇宙初始时的第一推动。宇宙的演化甚至创生都单独地由物理定律所决定。


无数人认识“黑洞”的起点



《时间简史》自1988年首版以来,已成为全球科学著作的里程碑。它被翻译成40种文字,销售了2000多万册,成为国际出版史上的奇观。不知道有多少人,因为《时间简史》而爱上物理、爱上科学,甚至因为这本书,才认识了霍金。


“《时间简史》让各种文化背景下的人们投入科学的怀抱。霍金赋予了宇宙学研究以艺术气质,使‘黑洞’变成我们日常生活的一部分,他激励了我们的好奇心,丰富了人类的精神生活。”


“宇宙学科的入门经典读物。从此书可以辐射出整个宇宙观点的历史沿革。如果中国学校能用它作为物理教材,善莫大焉。”


“这本科普读物我前前后后看了6年。2003年初,我浏览了书中所有的彩图、注释及部分章节,这一切对于当时的我来说充满新奇却也过于深奥。2007年夏,我又拿起了这本平时只当是插画书信手翻看的精装硬皮书,认认真真地读了前五章,到第五章涉及量子物理时候彻底晕了。于是再次放下了这本书,这次读懂了一些关于宇宙演化和相对论的简单知识。”


《时间简史》的成就和影响,不亚于霍金的学术贡献。当然,他的书还不止这一本。


对世界永远的好奇和激情



郝景芳在参加2018达沃斯论坛后,曾写下这么一个故事。


有一位摄影师在给霍金拍完照片快要离去的时候问了霍金一个问题:“您能不能再给我一个词,表明一下您想对这个世界说的话?”他的护士说:“对不起,摄影师先生,霍金先生已经很累了,他恐怕完成不了了。另外,他眼睛下面的肌肉也在萎缩,最近经常出错,可能他也做不到。”


摄影师正准备离开,突然听见屏幕上光标的声音,霍金靠眼睛下面那一小块肌肉指挥的光标在移动,最后停留在W上。护士继续说,“不好意思,霍金先生最近打字经常不受控制,有时候打出来的字是没有意义的。”


没想到,光标又动了。第二次是O。


又过了一会儿,光标又动了,最后停留在W上面。


Wow——这就是霍金对这个世界的看法,充满了对世界的好奇与激情。


世间再无霍金,时间永留简史。请记住霍金,记住他用生命留下的“简史”。


文章参考来源:

《霍金去世,享年76岁:世间再无霍金,时间永留简史》

孙晴悦《霍金使出全身力气打的一个词,是对这个世界的热爱》

附:史蒂芬·霍金  大设计 《生命的意义》

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     致敬霍金。

     留言给我们,我们将送出《区块链 技术驱动金融:数字货币与智能合约技术》5本,4月13日公布获奖名单。

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