霍金对物理学的贡献

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著名物理学家霍金的一生

著名物理学家霍金的一生
1943 年 2 岁
在霍金诞生后,回到了伦敦郊区海格特。 二妹菲莉帕出生
1944 年 3 岁
1945 年 4 岁
1946 年 5 岁
三妹玛莉出生
1947 年 6 岁
在海格特的拜伦贵族学校接受启蒙教育,但霍金并喜欢学校的“进步教学法”,因此成绩 不咋滴,并将自己阅读障碍归咎于学校教育方法上。
1948 年 7 岁
1978 年 37 岁
获得爱因斯坦奖与牛津大学荣誉博士学位。
1979 年 38 岁
1972 年 31 岁
1972-1973 年,霍金与杰姆斯·巴丁、布兰登·卡特合作提出四条黑洞热力学定律。
1973 年 32 岁
考察黑洞附近的量子效应,发现黑洞会像天体一样发出辐射,其辐射的温度和黑洞质量 成反比,这样黑洞就会因为辐射而慢慢变小,而温度却越变越高,最后以爆炸而告终
霍金与艾利斯共同撰著的《时空的大尺度结构》于 1973 年出版,这是霍金的第一本著 作,现已成为经典文品,主要是探讨时空的基础结构
1975 年 34 岁
霍金回到了剑桥,有了一个新家和一份新工作,唐·佩奇来到霍金的家中工作,作为居家 的毕业生助理,与霍金在加州理工学院建立起一段密切的友谊。得到佩奇的帮助及作为一个 秘书,洁恩在照顾霍金的责任减少了,所以她可以回到她论文的工作,及在歌唱上的新兴趣
返回剑桥大学担任大学教授 因为在相对论领域取得极重要研究成果,霍金与彭罗斯获颁爱丁顿奖章
1968 年 27 岁
霍金与乔治·艾利斯发现宇宙背景辐射的存在证实宇宙的确曾经发生过大爆炸。 霍金与罗柏特·哲洛奇、彭罗斯合作将奇性定理加以延伸 霍金与彭罗斯合作撰写关于最初时间的论文荣获 1968 年引力研究基金竞赛第二名
1969 年 28 岁

物理学家的重要贡献和影响

物理学家的重要贡献和影响

物理学家的重要贡献和影响物理学家是研究物质和能量基本规律的科学家。

他们通过观察、实验和理论构建,揭示了自然界的各种现象和运行方式。

在科学史上,许多物理学家通过他们的工作和贡献极大地改变了我们对世界的认识。

本文将介绍几位具有重要贡献和影响的物理学家。

爱因斯坦(Albert Einstein)是20世纪最伟大的物理学家之一。

他以相对论的创立而闻名于世。

相对论改变了人们对时间、空间和质能关系的理解。

爱因斯坦的相对论揭示了速度接近光速的物体的行为与经典物理学规律的差异。

这对于宏观和微观世界的理解都有着重要的影响。

爱因斯坦的质能方程E=mc²也成为了人们广泛引用的公式,进一步加深了人们对质能转换关系的认识。

费曼(Richard Feynman)是20世纪最具影响力的理论物理学家之一。

他为量子电动力学(QED)的发展做出了杰出的贡献,并被授予了1965年度的诺贝尔物理学奖。

费曼通过提出费曼图来描述粒子之间的相互作用。

这种图形化的描述方法使复杂的计算变得简洁而直观,大大推动了理论物理学的发展。

费曼也以其幽默风趣的教学方式而闻名,通过他的讲座和书籍,将物理学的魅力传达给了广大的学生和读者。

居里夫人(Marie Curie)是第一个获得两次诺贝尔奖的人,也是第一个获得诺贝尔奖的女性。

她与丈夫皮埃尔·居里(Pierre Curie)一起发现了钋和镭元素,并为此获得了1903年的物理学奖。

居里夫人的研究对放射性现象的理解做出了重要贡献,并为后来的核物理学奠定了基础。

她的工作也开启了放射性应用的新时代,例如医学诊断和治疗领域。

霍金(Stephen Hawking)是当代最杰出的理论物理学家之一。

尽管身患罕见的神经系统疾病,导致他几乎完全瘫痪,但他的思想和工作对现代宇宙学和量子引力理论有着深远的影响。

霍金提出了黑洞辐射理论,即“霍金辐射”,这一理论揭示了黑洞的热力学性质,证明了黑洞并非绝对不透光。

霍金的研究也促进了我们对宇宙起源和演化的理解。

霍金的黑洞理论

霍金的黑洞理论

霍金的黑洞理论黑洞是宇宙中最神秘、最具有吸引力的天体之一。

它的存在和性质一直以来都是天文学家和物理学家们关注的焦点。

而霍金的黑洞理论,更是为我们揭示了黑洞的奥秘,让我们对宇宙的认识更加深入和全面。

一、黑洞的定义和特征黑洞是一种极为紧凑的天体,它的质量非常大,但体积却非常小,因此具有极高的密度。

黑洞的特征之一是它具有极强的引力,甚至连光也无法逃离它的吸引力。

这也是为什么它被称为“黑洞”,因为它无法发出或反射光线,所以在我们的观测中是看不到的。

二、霍金的贡献霍金是英国著名的理论物理学家,他对黑洞的研究和理论贡献巨大。

他的黑洞理论主要包括两个方面:黑洞辐射和黑洞信息悖论。

1. 黑洞辐射霍金提出了黑洞辐射的理论,也被称为“霍金辐射”。

根据他的理论,黑洞并不是完全不发光的,而是会发出一种特殊的辐射,这种辐射被称为“霍金辐射”。

霍金辐射的产生是由于黑洞周围的虚粒子对的产生和湮灭,其中有一部分虚粒子逃离了黑洞的引力,从而形成了辐射。

这个理论的提出,打破了以往对黑洞的认识,也为黑洞的研究提供了新的思路。

2. 黑洞信息悖论霍金的另一个重要贡献是对黑洞信息悖论的研究。

根据传统的物理学理论,黑洞会吞噬一切物质和信息,而且这些信息将永远消失。

然而,霍金提出了一个观点,即黑洞并不会完全摧毁物质和信息,而是会以一种特殊的方式保存下来。

这个观点引起了广泛的争议和讨论,也为黑洞信息悖论的解决提供了新的思路。

三、黑洞的研究和应用霍金的黑洞理论不仅仅是理论上的突破,还对实际的观测和应用产生了重要的影响。

1. 观测黑洞根据霍金的理论,科学家们开始尝试观测黑洞的辐射。

虽然黑洞本身是无法直接观测到的,但通过观测黑洞周围的辐射,可以间接地推断出黑洞的存在和性质。

这为黑洞的观测和研究提供了新的方法和手段。

2. 研究宇宙演化黑洞是宇宙中最重要的天体之一,它对宇宙的演化和结构起着重要的作用。

通过研究黑洞的形成、生命周期和相互作用,可以更好地理解宇宙的演化和结构。

关于好奇心的事例名人的故事

关于好奇心的事例名人的故事

关于好奇心的事例名人的故事
1. 牛顿的苹果故事:牛顿是物理学家和数学家,他在1655年时,据说他坐在树下时,一颗苹果掉在了他头上,引发了他对物理力学的好奇心,从而开创了经典力学的奠基之作。

2. 爱因斯坦的相对论:爱因斯坦是一位著名的物理学家,他对于光和时间的研究始终充满好奇心。

最终,他提出了相对论的理论,使得我们对于时间和空间有了全新的理解。

3. 达尔文的进化论:查尔斯·达尔文是一位生物学家,他对于动植物的物种变化和演化过程产生了浓厚的兴趣。

通过密集观察和实验,他发展出了进化论的理论,成为演化生物学的奠基人之一。

4. 牛津教授斯蒂芬·霍金:作为一位著名的理论物理学家,霍金对于宇宙和黑洞的研究充满了好奇心。

尽管他身体上有严重的残疾,但他凭借坚持和好奇心,在宇宙学和量子力学领域做出了多项重要的贡献。

5. 爱迪生的发明精神:托马斯·爱迪生是一位伟大的发明家,他发明了许多重要的科学装置,如电灯、电话、电影摄影机等。

他的好奇心和持续不断的实验精神使得他能够不断地进行创新和发明。

6. 马克·扎克伯格创办Facebook:马克·扎克伯格是Facebook的创始人之一,他对于互联网和社交网络的好奇心推动了他创办Facebook的想法。

他通过自己的好奇心和创新精神,开创了一个全球最大的社交媒体平台。

以上例子展示了一些著名人物在各自领域中通过好奇心的驱动,不断地探索和创新,从而取得了重大的成就。

好奇心是人类进步和发展的重要动力之一。

科普之星介绍自然科学领域的杰出人物

科普之星介绍自然科学领域的杰出人物

科普之星介绍自然科学领域的杰出人物自然科学领域涌现出了众多杰出人物,他们在各自的领域中做出了卓越的贡献,为人类的科学知识积累和进步做出了巨大的贡献。

本文将介绍一些自然科学领域的杰出人物,以便更多人了解并崇尚科学事业。

1. 伊藤和雄 - 神经科学伊藤和雄是神经科学领域的杰出人物,他的研究成果为人们深入了解神经系统的功能和结构提供了重要的线索。

伊藤和雄发现了神经细胞内信号传递的分子机制,并为后续的神经科学研究奠定了坚实基础。

2. 罗伯特·霍金 - 理论物理学罗伯特·霍金是一位理论物理学家,在量子力学和黑洞研究方面取得了卓越的成就。

他提出了霍金辐射理论,对于理解黑洞与宇宙起源等重要问题有着深远的影响。

3. 瑞秋·卡森 - 环境科学瑞秋·卡森是环境科学领域的先驱者之一,她的著作《寂静的春天》为生态学的发展和环境保护产生了深远的影响。

卡森以深入浅出的方式向公众介绍了生物多样性的重要性,并提出了保护自然环境的理念。

4. 约翰·霍普金斯 - 遗传学约翰·霍普金斯是遗传学领域的杰出人物,他的研究成果对于理解基因和遗传变异的机制具有重要意义。

霍普金斯通过实验研究,发现了基因突变与人类疾病之间的关联,为疾病的诊断和治疗提供了重要的依据。

5. 玛丽·居里 - 放射学玛丽·居里是放射学领域的先驱者,她的发现开创了现代核物理和放射学的研究方向。

居里夫人不仅发现了镭元素,还为人们理解辐射现象和应用提供了重要的基础。

6. 查尔斯·达尔文 - 生物进化查尔斯·达尔文是进化生物学的奠基人之一,他提出了物种起源和演化的理论,开创了现代生物学的先河。

达尔文的《物种起源》一书为人们认识生物进化和遗传变异的规律提供了重要的指导。

7. 尤金·温廷伯格 - 气候科学尤金·温廷伯格是气候科学领域的杰出人物,通过对气候系统和全球变暖现象的研究,他为人们认识和应对气候变化提供了科学依据。

自然杂志最伟大的20位科学家

自然杂志最伟大的20位科学家

自然杂志最伟大的20位科学家自然杂志是世界上享有盛誉的科学期刊之一,每年都会评选出最伟大的科学家,以表彰他们在各个领域的杰出贡献。

以下是自然杂志评选的20位最伟大的科学家:1.伊萨克·牛顿(1643-1727):物理学、天文学和数学领域的杰出科学家,万有引力定律的发现者,经典力学的奠基人。

2.查尔斯·达尔文(1809-1882):进化生物学的奠基人,提出了物种演化的观念,写下了《物种起源》。

3.马克思·普朗克(1858-1947):量子力学的奠基人之一,发现了能量量子化,为现代物理学的发展做出了重要贡献。

4.阿尔伯特·爱因斯坦(1879-1955):相对论的创立者,开创了现代物理学的新时代,解释了时间、空间和引力的本质。

5.詹姆斯·瓦特(1736-1819):蒸汽动力机的发明者,为第一次工业革命做出了巨大贡献,推动了现代工业的发展。

6.门捷列夫(1868-1934):元素周期表的创立者,对元素的周期性和化学反应的规律做出了重要贡献。

7.约翰·冯·诺依曼(1903-1957):计算机科学和数学领域的先驱,提出了现代计算机体系结构的概念,为计算机技术的发展奠定基础。

8.约翰·克里克(1916-2004)和詹姆斯·沃森(1928-):DNA的结构解析者,揭示了基因的组织方式,为遗传学的发展做出了重要贡献。

9.弗里茨·哈勃(1889-1953):宇宙学家,发现了星系的红移现象,提出了宇宙的膨胀理论,为宇宙学的研究奠定了基础。

10.吴健雄(1936-):物理学家,参与了克隆羊“多利”(Dolly)的研究工作,为细胞克隆技术的发展做出了重大贡献。

11.安德烈·盖姆(1954-):发现了时间晶格材料的概念,为拓扑绝缘体的研究做出了重要贡献,被誉为“拓扑物理学之父”。

12.乔治·庞培(1903-1998):分子生物学家,发现了酶的结构和功能,为生物化学和生物学的发展做出了杰出贡献。

著名物理学家霍金的一生

著名物理学家霍金的一生
1963 年 22 岁
婚姻 新年派对上认识当时正准备进入伦敦大学读书的洁恩·怀尔德;怀尔德是霍金妹妹的朋友, 她被霍金的风趣幽默与独立性格所吸引,二人开始交往。 渐冻症第一次严重时期,后很快恶化趋缓: 霍金的父母在他圣诞节回家时也注意到他的健康问题,因此带他去看专科医生,医生诊 断他患上肌萎缩性脊髓侧索硬化症,当时医生预期他只剩两年寿命。 不幸被诊断患有肌肉萎缩性侧索硬化症即运动神经细胞病,即渐冻症。 但也有一说,医生建议他可以继续学业,但霍金此时已经在放鸽子中。后来霍金的病情 较医生预期的恶化程度逐渐趋缓。走路时需要倚靠拐杖搀扶,说话也让人难以听懂,在夏玛 教授的鼓励下,霍金重拾已放弃的学业。开始专注于研究稳恒态理论。
1977 年 36 岁
婚姻亮起红灯: 12 月,洁恩在圣马克教会的合唱团里,遇到管风琴演奏家强纳森·琼斯。琼斯逐渐成为霍 金一家的密友。 1980 年代中期,洁恩跟琼斯发展出罗曼蒂克的情愫,并且以柏拉图式的爱情,努力维持 彼此之间的纯友谊的关系一段很长的时间。 后照顾霍金的护士与助手无可避免地干扰着他们的家庭生活,霍金婚姻亮起红灯。 1980 年代后期,霍金跟照顾及陪伴他的护士伊莲·梅森(Elaine Mason)走得很近,霍金 婚姻亮起大红灯。 升任为引力物理学讲座教授
1972 年 31 岁
1972-1973 年,霍金与杰姆斯·巴丁、布兰登·卡特合作提出四条黑洞热力学定律。
1973 年 32 岁
考察黑洞附近的量子效应,发现黑洞会像天体一样发出辐射,其辐射的温度和黑洞质量 成反比,这样黑洞就会因为辐射而慢慢变小,而温度却越变越高,最后以爆炸而告终
霍金与艾利斯共同撰著的《时空的大尺度结构》于 1973 年出版,这是霍金的第一本著 作,现已成为经典文品,主要是探讨时空的基础结构

剑桥毕业的名人

剑桥毕业的名人

剑桥毕业的名人剑桥大学是英国最著名的学府之一,培养出了许多全球知名的学者、艺术家、政治家和商业领袖。

以下是一些剑桥毕业的名人。

1. 艾萨克·牛顿(Isaac Newton):他是著名的物理学家和数学家,也是曾经在剑桥大学教授的皇家学者。

2. 查尔斯·达尔文(Charles Darwin):他是进化论的创立者,还发表了《物种起源》等重要著作。

3. 斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking):他是剑桥大学的著名物理学家,对黑洞和宇宙的研究做出了重要贡献。

4. 马尔科姆·鲍威尔(Malcolm Powell):他是英国著名的国际关系学家和政治家,曾任英国外交大臣。

5. 伍尔夫·阿里斯(Wolff Aris):他是化学工程学和热力学领域的专家,被誉为“热力学之父”。

6. 约翰·梅纳德·凯恩斯(John Maynard Keynes):他是经济学家和剑桥学派的创始人之一,主张政府干预经济。

7. 法兰西丝·埃利奥特(Frances Elliot):她是英国19世纪末女作家,作品《丹吉尔士人》被认为是英国文学的经典之作。

8. 约翰·迪伦(John Dee):他是剑桥大学的著名学者,同时也是一位德国学者。

9. 肯尼丝·格雷厄姆·贝利(Kenneth Graham Bailey):他是英国著名企业家和慈善家,创办了英国最大的养老金公司之一。

10. 安玛丽亚·阿莱西亚·雪莉(Ann Maria Alicia Shirley):她是一位英国研究生,也是英国文学女作家中最早的一位。

11. 约翰·莫里斯·盖勒特(John Morris Gallaudet):他是美国著名的教育家、奇迹学者和聋人教育的奠基人之一。

12. 爱德华·哈尔(Edward Hall):他是英国人类学家和社会学家,对跨文化交流和非verb方面的研究有很大贡献。

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霍金对物理学的贡献2018年3月14日,英国物理学家霍金在轮椅上走完了他的一生,享年76岁。

霍金的一生极富传奇性。

他以一副病躯,执着于思考宇宙、黑洞、时空等深奥的主题。

一般人以这样的身体条件,大概能对科学泛泛地有所了解就已经很不错了,而霍金对宇宙的研究,可以说代表了当前人类对宇宙认识的高峰,所以他本人,早已成为人类强大的精神可以战胜脆弱的肉体的一个象征。

在这篇文章里,让我们来盘点一下他留给我们的精神遗产——他对物理学的贡献。

证明黑洞内部必存在奇点霍金一生的工作是跟黑洞联系在一起的,我们就从黑洞谈起。

2017年因引力波研究获诺贝尔物理学奖的美国物理学家基普·索恩在一本书中写道:“在人类大脑所有的概念中,包括氢弹、独角兽,最为奇特的可能就是黑洞。

它有确定的边界,任何东西都会掉进去却没有东西能逃出来。

它有极强的引力场,以至光线也在它的掌握之中。

它扭曲了空间和时间。

像那些奇形怪状的野兽一样,黑洞似乎更适合安居在科学幻想或古老的神话里,而不是现实的宇宙中。

然而现代物理学定律确实预言了黑洞的存在。

银河系里就可能有上1/ 8百万个黑洞。

”黑洞有两大特征:一是中心藏着一个密度无限大的点,叫奇点;二是外围有一个圈,叫视界。

那是黑洞内外的分界线,外界的东西一过视界,连光也休想再从里面出来。

不过要注意,视界并非实体。

你要是掉进黑洞,在往奇点坠落的过程中是感觉不到视界的存在的。

如今,这两点已是关于黑洞的常识,但在上个世纪60年代,即霍金刚踏入学术圈的时候,大家却对奇点的存在深表怀疑。

因为它的密度无限大,这一点让物理学家接受不了。

在他們眼里,出现无限大,意味着预言黑洞存在的广义相对论有什么地方错了。

让物理学家不得不直面奇点的是英国物理家彭罗斯和霍金。

1965年,他们在黑洞研究中引入拓扑学,从数学上严格证明:在广义相对论框架内,每个黑洞内部必然藏有一个密度无限大的奇点;要想让黑洞中心不出现奇点,是不可能的。

这一结论被称为黑洞的“彭罗斯-霍金奇性定理”。

最令人惊讶的是,奇性定理具有很强的普适性,适用于一切现实中坍缩的恒星。

这就打消了一些物理学家的念头,告诉他们必须接受奇点这个难以理解的东西。

彭罗斯和霍金因此项贡献共同获得1988年的沃尔夫物理学奖。

此外,在整个1960年代,彭罗斯和霍金等一批物理学家结合拓扑学和广义相对论,创立了一套有力的数学工具,现在我们2/ 8称之为“整体方法”。

1970年,霍金和彭罗斯利用这套方法证明,我们的宇宙在它大爆炸膨胀的开端有一个时空的奇点;如果它有一天会再次坍缩,那么必然还会在大挤压中产生奇点。

黑洞蒸发和霍金辐射1970年11月的一个晚上,霍金正准备睡觉,忽然有了一个想法,它来得那么急,令他差点喘不过气来。

这个是由一个简单的问题引起的:当两个黑洞碰撞合并在一起时,视界的面积会发生什么变化?在那个不眠之夜,霍金凭着他深刻的直觉猜测:不论黑洞如何旋转,如何碰撞,最终黑洞视界的面积一定总是大于原来黑洞视界面积之和。

后来,他从理论上严格证明了这一点。

这个结论被称为“黑洞面积定理”,其更准确的表达是:在某个区域内,只要没有黑洞移出这个区域,那么所有黑洞的表面积(即视界面积)之和随着时间的推移总是只增不减的。

没料到,这个发现开启了黑洞研究的新篇章。

首先是美国物理学家贝肯斯坦注意到,这个黑洞面积定律跟热力学第二定律极其相似。

在热力学第二定律中,一个隔绝孤立系统的熵也具有“随着时间的推移只增不减”的性质。

他认为,这不是巧合,黑洞的面积必定跟黑洞的熵有着某种内在的联系。

刚开始,这一想法受到包括霍金在内的许多物理学家的嘲笑。

嘲笑是不无道理的。

因为从经典的角度看,黑洞除了一个奇点,3/ 8什么都没有;那个所谓的视界,其实并非实体;黑洞内部空空如也,所有东西都被奇点吞噬。

你要是朝黑洞扔一袋气体,这袋气体连同它携带的分子运动随机性(即熵),也将一并被奇点消灭。

在这种情况下,黑洞还有哪来的物质分布随机性呢?再说,如果黑洞有熵,那么从热力学角度看也应该有温度,有温度就会有辐射,可是黑洞是任何东西都不可能逃出的天体,怎么可能有热辐射呢?但出乎意料的是,1974年霍金的态度来了个一百八十度的大转弯,他不仅承认黑洞有温度,其表面积代表它的熵,而且证明黑洞确实有热辐射,此即著名的霍金辐射。

霍金辐射的提出应该是霍金对物理学最大的贡献,因为它完全改变了我们对黑洞的看法。

原先我们以为黑洞是只进不出的吝啬鬼,现在知道它也并非“黑”到那一步。

辐射总是要损失能量,意味着黑洞可以蒸发。

据霍金的计算,黑洞的寿命与其质量的三次方成正比。

黑洞越小,辐射得越快,寿命越短。

例如,一个太阳质量的黑洞,它的寿命约为1065年,比宇宙年龄还大1054倍!但一个质量仅相当于一辆小车的黑洞(其直径仅为一个原子核直径的十亿分之一),其寿命只有1纳秒,在蒸发的瞬间,亮度将是太阳的200多倍。

霍金提出,我们或许可以通过观测宇宙中微型黑洞的蒸发来检验他的理论,不过这太难了,所以至今仍没观测到,否则霍金4/ 8生前得个诺贝尔奖是不成问题的。

黑洞信息悖论和霍金的赌局霍金提出的黑洞辐射,对于黑洞的认识是革命性的。

但霍金很快发现,这会带来一个新的问题。

这种辐射看上去杂乱无章,相当随机。

霍金推测,既然如此,辐射就不可能携带任何与掉入黑洞的物质有关的信息。

譬如,朝黑洞掷一只猫和掷一只狗,所发出的霍金辐射是一样的,因此一直到黑洞死亡消失,我们也没法知道有什么东西掉到里面。

就好比我们无法利用一杯热水里蒸发出来的水分子来判断这杯水是糖开水还是盐开水一样。

这意味着,待黑洞蒸发殆尽,它所包含的信息就被毁掉了。

然而,这与量子力学的一项核心原则相冲突。

这项原则说:宇宙中的信息是不可摧毁的。

这就是黑洞的信息悖论。

当然,如果不存在霍金辐射,黑洞也会摧毁信息。

霍金等人曾经证明了一条“黑洞无毛定理”,说:不管一个黑洞是如何形成的,最后只要用三个参数,即质量、电荷和角动量,就能完全地描述这个黑洞。

至于形成过程中的细节,譬如究竟是阿猫还是阿狗掉进去,坍缩成黑洞的恒星是方的还是球形的,这一切统统都会被“灭迹”。

不过呢,因为奇点的性质特殊,你可以说,所有的信息都藏在奇点,但取不出来;你也可以说,奇点密度无穷大,所有的科学规律连时空概念本身在该处都统统失效了,所以量子5/ 8力学也不适用。

反正只要奇点存在,就暂时可以当作回避这一问题的挡箭牌。

但有了霍金辐射之后,“挡箭牌”没了,所有黑洞里的物质又回到日常世界中,所以我们不得不直面这个问题。

围绕这个悖论,1974年霍金和他的好友量子物理学家约翰·普利什基尔曾打了一场赌:霍金赌黑洞蒸发殆尽时信息真的会丢失,而普利什基尔坚称信息不会丢失。

30年之后,霍金认输了。

但由于这一悖论的复杂性,问题并没有随霍金认输彻底解决。

事实上,前些年普利什基尔主动为霍金“翻案”:也許霍金是对的,只是他认输太早了。

说句题外话,霍金一生“好赌成性”,而且总是赌运不佳:他曾经跟朋友打赌天鹅座X1不是黑洞;他曾经打赌,希格斯粒子不存在;他曾经打赌“自然厌恶裸奇点”;但所有这些赌局中,最后认输的总是霍金。

提出无边界宇宙模型众所周知,宇宙大爆炸理论迄今已取得巨大的成功,其对大爆炸之后百分之一秒到今天的宇宙的演化情况已描述非常清楚,而且得到了实际观测的有力支持。

然而,对宇宙极早期的研究却遇到了极大的困难。

最大的难题是那个“奇点”。

细心的读者也许还记得,霍金的研究生涯就是从研究“奇点”开始的。

最初是研究黑洞的奇点,然后他和彭罗斯一道证明,宇宙大爆炸的开端必存在一个奇点。

而6/ 8在这样一个遭遇无穷大的地方,所有科学定律甚至时空概念本身,都面临失效。

换句话说,奇点是无法研究的。

这个奇点让物理学家如鲠在喉。

现在,霍金又着手消除这个自己之前证明了的东西,办法是在广义相对论的基础上引入量子论。

霍金是在宇宙学研究中最早试图让物理学上两个互不相容的理论——广义相对论与量子论——联姻的。

联姻的第一个成果就是霍金辐射。

现在,他又想用量子论来研究“婴儿宇宙”。

这样做的理由是,在宇宙极早期,整个宇宙都非常微小,可把它看作微观粒子,而统治微观世界的是量子论。

1983年,霍金和美国物理学家哈特尔发表论文《宇宙的波函数》,开创了量子宇宙学的研究。

他们提出一个“无边界宇宙模型”。

在这个宇宙模型中,宇宙在时空中没有边界,在大爆炸之前,时间并不存在,谈论大爆炸之前的宇宙是没有意义的。

经典大爆炸理论中绕不开的奇点,在更高维度的时空中,被类似地球北极的一个点所代替。

北极是地球的一个尽头,沿着球面,你不可能走到比北极更北的地方,但那里并没有边界,那个点也只是球面上一个普通的点,仅仅只是所有朝北走的路线都汇集到这个点上了而已。

这又是一个深奥的理论,涉及很多量子物理学的知识,甚至引入了“虚时间”的概念,已经远远超出了一般读者的理解能力,7/ 8在此我们不再赘述。

据说霍金十分珍爱这个,一般人把提出黑洞辐射视作他对物理学的最大贡献,但霍金自己却认为,无边界宇宙模型才是他的最大成就。

他相信,现在虽然能懂这一理论的人寥寥无几,但以后它会像哥白尼的日心说、爱因斯坦的相对论一样,成为人类的“常识”的。

以上就是霍金对物理学的主要贡献。

回顾他的一生,可谓硕果累累。

这些成果极大地丰富了我们对宇宙的认识。

考虑到这些研究的抽象和艰深,以及霍金从事这些研究时的身体条件,当然更要让我们肃然起敬。

一些人把霍金称为“继爱因斯坦之后最伟大的物理学家”,虽然就其成就而言,似有过誉之嫌,但他所代表的精神对于这一称呼应该说是当之无愧的。

8/ 8。

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