悼念丨霍金留给我们的遗产

发表于 讨论求助 2023-05-10 14:56:27

斯蒂芬·霍金是科学界最耀眼的明星,他的见解塑造了现代宇宙学,影响了全球数百万的读者,他刚刚去世,终年76岁。

 

霍金的孩子露西,罗伯特和蒂姆在一份声明中说:“我们深爱的是,我们亲爱的父亲今天去世了。

 

“他是一位伟大的科学家,也是一位非凡的人,他的工作和遗产将会持续影响多年。

 

“他的勇敢坚韧和幽默影响了全世界的人们。

 

“他曾经说过,'如果这个宇宙不是你所爱的人的家园,那它就没什么重要的。’我们将永远怀念他。“


霍金教授的见解塑造了现代宇宙学,影响了全球数百万读者。

 

霍金的直觉和幽默感,与残疾的身体和合成的声音一样突出,象征着人类心灵的无限可能。

 

霍金21岁时被诊断出患有运动神经元疾病,医生预测他只能活两年。但是,霍金活了半个多世纪。那些生活在死亡阴影中的人,往往是生活最好的人。对霍金来说,他疾病的早期诊断,他在医院所目睹的一个熟悉的男孩因白血病死亡,引发了一种新的目的感。“尽管我的未来乌云密布,但令我惊讶的是,我发现自己比以前更享受现在的生活。我开始在研究中取得进展。“他认真地开始他的职业生涯,说:“我的目标很简单。对宇宙的完整理解,它为什么如此?以及它为什么存在?“


 

霍金为我们对世界的认识做出了许多重大推进,在此历数他留给我们的重要理论遗产,来纪念这位伟大的科学家。

 

 

1970年:引力坍塌的奇点

致力于爱因斯坦重力理论的物理学家注意到,宇宙中可能存在奇点——即时空似乎无限弯曲的点。但奇点是否真实还不清楚。伦敦伯贝克学院的潘罗斯(Roger Penrose)证明,黑洞内确实会形成奇点。后来,彭罗斯和霍金将同样的想法应用于整个宇宙,并表明从爱因斯坦的理论,可以推断出我们遥远的过去的奇点——就是大爆炸。

 

1971-72:黑洞力学

黑洞有一套自己的规律,与更为人熟悉的热力学定律对应。霍金提出了第二条定律,即规定黑洞的总表面积永远不会变小,至少就经典(而不是量子)物理学而言。它也被称为“霍金区域定理”。这给物理学家制造了一个难题,定理推定黑洞是热的,与经典物理学矛盾,后者认为黑洞无法散热。此外,霍金研究了黑洞的“无毛发”定理,指出黑洞可以用三个数字来表征——它们的质量、角动量和电荷。有问题的毛发是那些落入黑洞时,消失的其他信息。

 

1974-75:黑洞如何消失

没有什么可以摆脱黑洞,至少物理学家们曾这样认为。霍金利用量子理论证明,黑洞应该散发热量并最终消失。这个过程对于普通的黑洞来说极为缓慢。对于与我们的太阳质量相同的黑洞来说,蒸发的时间要比宇宙的时间长。但是越小的黑洞蒸发速度越快,并且在接近生命尽头时,会以惊人的速度释放热量。在最后的十分之一秒里,黑洞可能会爆发出百万吨级的爆炸能量。

 


1982年:星系是怎样出现的

宇宙学的一个流行理论认为,在宇宙大爆炸发生后不久,这个羽翼未丰的宇宙经历了一段时间的快速膨胀。霍金是第一个发现在膨胀期间量子波动(物质分布的微小变化)如何令星系在宇宙中发展的人之一。宇宙结构首先会发生可见的微小变化,由于重力作用,物质聚集在一起。由最近的天空图可以看到大爆炸的微弱余辉,揭示了霍金所展示的各种变化。

 

1983年:宇宙的波函数

霍金花费了大量时间试图发展量子引力理论。他将他的欧氏量子引力思想运用到黑洞中,在1983年与芝加哥大学的吉姆哈特勒合作提出了“宇宙的波函数”,理论上它可以用来计算我们周围看到的宇宙的性质。



 

霍金的一系列激进发现使他在1974年当选为皇家学会会员,年仅32岁。五年后,他成为剑桥的卢卡斯教授,这是英国最崇高的学术席位,艾萨克·牛顿便曾担任此职。霍金在此席位上工作了30年,后来成为理论宇宙学中心的研究主任。

 

《时间简史》使霍金成为明星。该书于1988年首次发行,,进入吉尼斯世界纪录。《时间简史》共售出1000万册,并被翻译成40种不同的语言。

 


在宇宙学方面,霍金是一位高耸入云的人物。他获得了阿尔伯特爱因斯坦奖,沃尔夫奖,科普利奖章和基础物理奖。然而,他从未获得诺贝尔奖。

 

他在2010年出版的《大设计》一书中,宣称宇宙不需要上帝来设计。“我认为大脑是一台电脑,当它的组件失效时便会停止工作。破碎的计算机没有天堂或来世; 这是一个害怕黑暗的人的童话故事。”他说。

 

他还谈到了死亡,这是一场比医生想象的更遥远的地平线。“过去49年来,我一直过着可能早逝的生活。我不害怕死亡,但也不急于死亡。我有很多想先做的事情”他说。

 

他的确做到了许多。

 


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