浩渺宇宙,又多了一顆璀璨明星丨霍金去世,終年76歲

浩渺宇宙,又多了一顆璀璨明星丨霍金去世,終年76歲

2018年3月14日,當代最偉大的物理學家史蒂芬•霍金於劍橋的家中逝世。享年76歲。今天,亦是愛因斯坦誕生139年的紀念日。

斯蒂芬•威廉•霍金(Stephen William Hawking),1942年1月8日出生於英國牛津,英國劍橋大學著名物理學家,現代最偉大的物理學家之一、20世紀享有國際盛譽的偉人之一。

霍金21歲時患上肌肉萎縮性側索硬化症(盧伽雷氏症),全身癱瘓,不能言語,手部只有三根手指可以活動。

1979至2009年,霍金任盧卡斯數學教授,主要研究領域是宇宙論和黑洞,證明了廣義相對論的奇性定理和黑洞面積定理,提出了黑洞蒸發理論和無邊界的霍金宇宙模型,在統一20世紀物理學的兩大基礎理論——愛因斯坦創立的相對論和普朗克創立的量子力學方面走出了重要一步。

在研究的同時,霍金還撰寫了多本闡述自己理論與一般宇宙論的科普著作,廣受大眾歡迎。1988年霍金髮表《時間簡史:從大爆炸到黑洞》,該書被譯成40多種文字,發行量高達2500多萬冊。

他曾說,“在過去的49年裡我一直面臨早逝的危險,我不怕死亡,但我不想這麼快與世長辭,我還要很多事要做。”帶著那些未竟的事業,霍金走向了宇宙的浩渺繁星中。

無可取代的學術貢獻

世界級頂尖雜誌《天文學》對他有這樣的評價:“當20世紀物理學的成就被客觀地承認時,史蒂芬·霍金的成就將被大書特書地載入科學史冊。”

2012年,眾多科學家齊聚劍橋,慶祝了霍金的70歲生日。當時他臥病在床不能參加慶典,但錄製了一條“我的簡史”的語音信息。在這條信息裡,他稱自己對宇宙的不斷探索為“為了人類的未來”。如果不向宇宙拓展,人類就無法“活過下一個一千年。”他說。

奇特定理

愛因斯坦創立的廣義相對論被科學界公認為最美麗的科學理論。但是霍金和彭羅斯一道證明了廣義相對論是不完備的。

他們指出,如果廣義相對論是普遍有效的,而宇宙間的物質分佈滿足非常一般的條件,那麼宇宙時空中一定存在一些奇點。在奇點處經典物理的定律失效。人們通常談論的奇點是宇宙產生元初的大爆炸奇點和黑洞中的奇點。愛因斯坦早先否認過奇點的存在,他甚至還寫過論文以論證黑洞(那時還沒有這個生動的稱呼)的不可能性。霍金和彭羅斯的奇性定理表明了對引力的量子化是不可避免的。

黑洞理論

人們知道,在經典引力論的框架裡,黑洞只能吞噬物質,而不能吐出物質。黑洞的表面(視界)猶如地獄的入口,是一個有去無返的單向膜。霍金曾經證明視界的面積是非減的。1974年霍金髮表了《黑洞在bao'zha爆炸》一文。

這是20世紀引力物理在愛因斯坦之後的最偉大論文。在論文中,他把量子理論效應引進了黑洞研究,證明了從黑洞視界附近會蒸發出各種粒子,這種粒子的譜猶如來自黑體的輻射。

隨之黑洞質量降低,溫度就會升高,最終導致黑洞的爆炸。在這被稱為霍金輻射的場景中,量子理論、引力理論和統計物理得到了完美的統一。黑洞理論是科學史上非常罕見的例子,它首先在數學形式上被詳盡的研究,後來才在天文學的許多觀測上證實了它的普遍存在。現在,人們的共識是,每個星系的中心都是一顆極其巨大的黑洞。

無邊界宇宙理論

霍金在80年代初,創立了量子宇宙學的無邊界學說。他認為,時空是有限而無界的,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時的第一推動。宇宙的演化甚至創生都單獨地由物理定律所決定。

無數人認識“黑洞”的起點

浩渺宇宙,又多了一顆璀璨明星丨霍金去世,終年76歲

《時間簡史》自1988年首版以來,已成為全球科學著作的里程碑。它被翻譯成40種文字,銷售了2000多萬冊,成為國際出版史上的奇觀。不知道有多少人,因為《時間簡史》而愛上物理、愛上科學,甚至因為這本書,才認識了霍金。

“《時間簡史》讓各種文化背景下的人們投入科學的懷抱。霍金賦予了宇宙學研究以藝術氣質,使‘黑洞’變成我們日常生活的一部分,他激勵了我們的好奇心,豐富了人類的精神生活。”

“宇宙學科的入門經典讀物。從此書可以輻射出整個宇宙觀點的歷史沿革。如果中國學校能用它作為物理教材,善莫大焉。”

“這本科普讀物我前前後後看了6年。2003年初,我瀏覽了書中所有的彩圖、註釋及部分章節,這一切對於當時的我來說充滿新奇卻也過於深奧。2007年夏,我又拿起了這本平時只當是插畫書信手翻看的精裝硬皮書,認認真真地讀了前五章,到第五章涉及量子物理時候徹底暈了。於是再次放下了這本書,這次讀懂了一些關於宇宙演化和相對論的簡單知識。”

《時間簡史》的成就和影響,不亞於霍金的學術貢獻。當然,他的書還不止這一本。

對世界永遠的好奇和激情

浩渺宇宙,又多了一顆璀璨明星丨霍金去世,終年76歲

郝景芳在參加2018達沃斯論壇後,曾寫下這麼一個故事。

有一位攝影師在給霍金拍完照片快要離去的時候問了霍金一個問題:“您能不能再給我一個詞,表明一下您想對這個世界說的話?”他的護士說:“對不起,攝影師先生,霍金先生已經很累了,他恐怕完成不了了。另外,他眼睛下面的肌肉也在萎縮,最近經常出錯,可能他也做不到。”

攝影師正準備離開,突然聽見屏幕上光標的聲音,霍金靠眼睛下面那一小塊肌肉指揮的光標在移動,最後停留在W上。護士繼續說,“不好意思,霍金先生最近打字經常不受控制,有時候打出來的字是沒有意義的。”

沒想到,光標又動了。第二次是O。

又過了一會兒,光標又動了,最後停留在W上面。

Wow——這就是霍金對這個世界的看法,充滿了對世界的好奇與激情。

世間再無霍金,時間永留簡史。請記住霍金,記住他用生命留下的“簡史”。

《霍金去世,享年76歲:世間再無霍金,時間永留簡史》

孫晴悅《霍金使出全身力氣打的一個詞,是對這個世界的熱愛》


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