你不知道的史蒂芬霍金,除了是科学伟人还曾多次进军娱乐圈!
编者按:
2018年3月14日,知名物理学家史蒂芬·霍金去世,享年76岁。而这一天也是世纪伟人爱因斯坦的诞辰、无产阶级的领袖马克思去世的日子。斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年1月8日~2018年3月14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。
霍金生平简介:
史蒂芬·霍金1942年1月8日出生于英国牛津,的父亲弗兰克与母亲伊莎贝尔都就读于牛津大学,后来霍金也选择了就读牛津,在牛津大学读书的最后一年,那时,他发现自己动作越来越笨拙,时常不知缘由地摔跤,划船也变得力不从心。有一次,他还从楼梯上摔下来,头先着地,造成暂时的记忆力轻微丧失。在剑桥大学时,状况更加恶化,他的讲话有些含糊不清。霍金的父母亲也注意到他的健康问题,带他去看专科医生。在21岁时,医生诊断其患有肌萎缩性脊髓侧索硬化症,只有两年好活,但是,两年光阴飞驰而去,他仍旧活着。病情随着岁月迁移愈加严重,他后半生全身瘫痪,不能发声,必须依赖语音合成器来与其他人通话。霍金曾经有过两次婚姻,育有3名子女。
主要成就:
提到霍金,大多数人第一个想到的就是《时间简史》(A Brief History Of Time),而这本书也正是霍金生平最著名理论的缩影。
奇性定理
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。20世纪70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。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
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年霍金在Nature上发表了“黑洞在爆炸吗?”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
80年代初,霍金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,宇宙不但是自给的,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。这样就把上帝从宇宙的事物中完全摒除出去。上帝便成了无所事事的“造物主”,它再也无力去创造奇迹。亚里士多德、奥古斯丁、牛顿等人曾在宇宙中为上帝杜撰的那个关于“第一推动”的神话,完全是虚幻的。量子宇宙学的主要预言之一是关于宇宙结构的起源。若干年前,宇宙背景辐射探测者对太空背景温度起伏的观察证实了这个预言。
霍金辐射理论
1973年,霍金称自己通过计算得出结论,黑洞在形成过程中其质量减少的同时,还不断在以能量的形式向外界发出辐射。这就是著名的霍金辐射理论,该理论提到的黑洞辐射中并不包括黑洞内部物质的任何信息,一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后,其中的所有信息就都随之消失了,这便是所谓的“黑洞悖论”。这种说法与量子力学的相关理论出现相互矛盾之处。因为现代量子物理学认定这种物质信息是永远不会完全消失的。
“灰洞”理论
2014年1月24日,英国著名科学家斯蒂芬·霍金教授再次以其与黑洞有关的理论震惊物理学界,在日前发表的一篇论文中承认,“黑洞是不存在的”,不过“灰洞”的确存在。在这篇名为“Information Preservation and Weather Forecasting For Black Holes”的论文中,霍金指出,由于找不到黑洞的边界,因此“黑洞是不存在的”,这是为了解决“防火墙”问题于新理论中设定“黑洞不存在”,其并非真不存在。黑洞的边界又称“视界”,经典黑洞理论认为,黑洞外的物质和辐射可以通过视界进入黑洞内部,而黑洞内的任何物质和辐射均不能穿出视界。
除了上述被大家认为神作的理论外,霍金近年来也大胆预测了很多令人震惊的理论:
《生活大爆炸》中的谢耳朵,智商超高,但唯一佩服的人就是霍金。在第五季第21集中,霍金指出了他研究中的一处错误,谢耳朵见到自己的偶像激动的直接倒在了地上。
霍金也曾本色出演 2001 年的《真实的霍金》,2013 年的《霍金:我的简史》等纪录片上。
除了真人影视剧外,在动画片《辛普森一家》和《飞出个未来》中霍金也是本色出演,并亲自配音。
最厉害的莫过于老爷子虽然丧失语言能力,但还创作过歌曲,1994年,他利用电子发声器献声,和英国大神级迷幻摇滚乐团Pink Floyd合作录制了摇滚作品“Keep Talking”,也在歌曲《Keep Talking》中也过了一把瘾。后来,霍金在Pink Floyd的新专辑The Endless River中贡献出自己独特的声音。这首歌曲的名字就叫《Talkin' Hawkin》。
霍金走了,正如他的子女们说的那样:“他是一位伟大的科学家,一个非凡的人,他的工作和成就将会持续影响这个世界多年,他坚韧不拔的勇气、他的幽默感激励了世界各地的人们, 他说过,“如果它不是你所爱的人的家,那它就不是宇宙”。我们会永远怀念他。”
愿您化作一片繁星,守护人类净土!
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