回顾霍金一生:发表两大突出理论并留下三大主要贡献

1评论 2018-03-14 17:47:48 来源:Donews 作者:赵晋杰 打板族爽了!

  DoNews 3月14日消息(记者 赵晋杰)英国伟大的物理学家、科学家史蒂芬·霍金3月14日去世,享年76岁。

  生于1942年1月8日的斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking),在正值青春洋溢的21岁,被确诊患上肌肉萎缩性侧索硬化症(卢伽雷氏症),导致全身瘫痪,不能言语,手部只有三根手指可以活动。医生认为他最多只能再活两年。但事实上,霍金又活了半个多世纪。更是在如此困境之下,写出了成名作——《时间简史》。并在宇宙论和黑洞研究方面成就斐然。

  两大理论

  物理学界评价霍金取得的最突出科学成就,就是他与罗杰·彭罗斯共同合作提出在广义相对论框架内的彭罗斯–霍金奇性定理,以及他关于黑洞会发射辐射的理论性预测,即霍金辐射。

  奇性定理:补充了爱因斯坦广义相对论的不足之处。开创性地运用拓扑学的方法,证明广义相对论方程会导致奇点解,间接地证明了大爆炸奇点的存在。而爱因斯坦早先是否认奇点存在的,甚至还写过论文以论证其不可能性。

  霍金辐射:1974年霍金发表《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。

  而霍金的主要科学成就也都来自于上世纪60年代末70年代初黑洞研究大发展时期。从70年代至今,基本上没有什么新的理论和重大贡献。

  中科院高能物理所的张双南教授曾表示,霍金先生会是一位令人尊敬的科学家,对于物理学的贡献非常大,注定要载入史册。如果霍金的黑洞量子辐射理论得到了证实,应该能获得诺奖。

  

  三大贡献

  提及宇宙黑洞,霍金绝对是无法绕开的一位主要贡献者。除了在学术上的高超造诣外,凭借全球知名度和身残志坚的斗志,霍金在科普传播和激励鼓舞方面也给后人竖下了榜样。

  学术贡献:

  凭借奇点定理和霍金辐射,霍金提出了无边界宇宙理论。首次尝试从科学而非神学的角度,解释时间的起点和宇宙的起源,第一次把上帝从宇宙的创造物中完全摒除出去。直接证明了亚里士多德、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。

  科普贡献:

  霍金1988年撰写的《时间简史》,曾稳居《星期日时报》畅销榜长达237周,成为了最畅销的科普作品,被翻译成40多种语言,累计发行2500万册。霍金也凭此家喻户晓,成为了当代宇宙黑洞学说的代名词。

  直到晚年,霍金还依然活跃在科研领域,更是成为媒体竞相报道的对象,也让相关学说一次次见诸报端。

  励志典型:

  全身瘫痪、不能说话且唯一能动的地方只有两只眼睛和3根手指的霍金,不仅顽强活了下来,竟然还取得了学术上的巨大成就,这足以称得上是一段传奇而励志的典范。霍金的事迹更是成为中国学生从小到大作文中的必写例子。

  著名人工智能专家、斯坦福大学终身教授、谷歌云首席科学家李飞飞也在其个人推特上发文称:“20年前,他的大爆炸和黑洞的研究激励我在普林斯顿大学攻读物理,如今,他关于人工智能可能带来的冲击的谨慎观点激励我们将这一技术用于社会的福祉。斯蒂芬·霍金的聪明才智和谦逊将永远被铭记。”

  四种假说:

  除了在理论证明方面的卓越成就外,霍金还提出了很多著名的假说,包括逃离地球、AI威胁以及外星人存在等。

  星际移民假说:早在2011年,霍金在接受美国视频共享网站BigThink访谈时就称地球将在两百年内毁灭,人类要想活命只能移民外星球。他预测,到2600年,世界将拥挤得 “摩肩擦踵”,电力消耗将让地球变成“炽热”的火球。想要避免这样的世界末日,最好的方法就是移民到太空,探索人类在其他星球上生活的可能。

  AI威胁假说:霍金一直是AI威胁论的主要旗手。早在2014年12月,霍金接受英国广播公司(BBC)采访时就明确表示:“制造能够思考的机器无疑是对人类自身存在的巨大威胁。当人工智能发展完全,就将是人类的末日。”

  2015年,霍金曾联合思想家乔姆斯基马斯克等数千名知识分子发表联名公开信中警告:必须取缔“机器人(行情300024,诊股)杀手”的研发和应用,人工智能方面的军备竞赛可能是人类的灾难,它将助长战争和恐怖主义,加剧世界动荡局势。

  外星人假说:霍金在美国探索频道2010年4月25日播出的纪录片《跟随斯蒂芬·霍金进入宇宙》中说,外星人存在的可能性很大,但人类不应主动寻找他们,应尽一切努力避免与他们接触,从而避免黑暗森林打击!(刘慈欣三体中所提到的理论)

  霍金认为,鉴于外星人可能将地球资源洗劫一空然后扬长而去,人类主动寻求与他们接触“有些太冒险”。“如果外星人拜访我们,我认为结果可能与哥伦布当年踏足美洲大陆类似。那对当地印第安人来说不是什么好事。”

  时光机假说:霍金声称带着人类飞入未来的时光机,在理论上是可行的,所需条件包括太空中的虫洞或速度接近光速的宇宙飞船。不过,霍金也警告,不要搭时光机回去看历史,因为“只有疯狂的科学家,才会想要回到过去‘颠倒因果’。”

  至于时光机的关键点,霍金强调就是所谓的“四度空间”,科学家将其命名为“虫洞”。霍金强调,“虫洞”就在我们四周,只是小到肉眼无法看见,它们存在于空间与时间的裂缝中。

  霍金举人造卫星为例,指卫星在轨道运行时,由于受地球重力影响较小,卫星上的时间比地上时间稍快。由此,霍金就设想出一艘大型极速宇宙船,可在1秒内加速至时速9.7万公里,6年内加速至光速的99.99%,比史上最快的宇宙船阿波罗10号快2000倍。船上的乘客就是变相飞向未来,作出名副其实的时间旅行。

  世间虽然再无霍金,但他的一生早已写入简史。(完)

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