當前位置:
首頁 > 最新 > 霍金去世!向歷史長河中的各位物理學家致敬!

霍金去世!向歷史長河中的各位物理學家致敬!

博聞財經綜合自:知乎@蠶繭123、漫步宇宙、鳳凰網資訊

每一位物理學家都值得尊敬!

講起物理學,大家可能覺得離自己太過遙遠!

舉一個通俗易懂的例子,大家就會明白物理學的偉大!

物理學是這樣的。

阿基米德開鑿了一個山洞,可以住人。伽利略覺得山洞太簡陋了,他挖了一個坑,想蓋房子。牛頓包工頭,帶著開普勒,胡克,笛卡爾等一群小弟打下了地基。

後面幾百年,包括法拉第在內的一群物理學家蓋了一座看起來漂亮而完美的房子。然後開爾文說房子蓋完了,大家都去住吧,已經完美了,物理學家沒事幹了,就是天怎麼不晴啊,頭上還有兩片烏雲?結果烏雲的製造者麥克斯韋劈下兩道閃電,房子塌了。

麥克斯韋說,蓋尼瑪的房子,眼光能長遠點嗎?「其實烏雲不是麥克斯韋製造的,但是麥克斯韋方程組預言了光速不變,作為物理學的老四,必須給他個霸氣的工作,也就是拆房子」於是包工頭愛因斯坦出現了,他先帶領洛倫茲等小弟,蓋了一層樓「狹義相對論」,後來他小弟都不用了,自己往上一個人蓋了一整棟樓!

這棟樓蓋好了沒裝修,後面的科學家,什麼史瓦西啊,霍金啊,都是在愛因斯坦這棟樓上搞裝修的,霍金大概裝了一面牆。與愛因斯坦同時代,普朗克,波爾,海森堡等人,哦,還有愛因斯坦,他們蓋了另一棟樓,也就是量子力學,這些人合力蓋的,沒有包工頭,這棟樓現在看起來似乎更牛逼,而楊振寧,在這棟樓里打了一個電梯井,用標準模型貫通了這棟樓。

所以如果要評價物理學貢獻的話,楊振寧跟霍金就更好去評判高下了,一個裝修了牆,一個打了電梯井,至於跟蓋樓的愛因斯坦和打地基的牛頓,就別提了吧。後來人們發現兩棟樓連不起來,威滕這些人就用弦在那裡搭橋,目前看來只是一道彩虹橋,不能走人,未來就不一定了,也許彩虹橋就是真理呢!

霍金究竟有多厲害!

提到霍金,你一定知道他癱在輪椅上,基本不能活動,也一定會想到他風靡全球的《時間簡史》。

但霍金為什麼會享有如此高的聲譽?《時間簡史》到底講了什麼?這篇清單,帶你了解一個真實的霍金。

1. 霍金出生於1942年1月8日,正好是「現代科學之父」伽利略逝世300周年的日子。伽利略曾因堅持「日心說」而激怒教會,被判處終身軟禁。霍金對伽利略有一種很強烈的認同感,認為他對現代科學的貢獻比任何人都多,但也表示自己不想分享伽利略的噩運。

2. 霍金的聲譽有多高?舉個例子,他曾經是劍橋大學的「盧卡斯數學教授」,這是劍橋大學授予數理相關研究者的最高榮譽職位之一,且同一時間內只授予一人。當年的牛頓、保羅·狄拉克等科學巨匠也都獲得過這個榮譽。

3. 霍金可不是從出生就坐在輪椅上的,而是因為患了「漸凍症」。年輕時病情較輕,可以正常運動,甚至還在大學時加入了賽船隊。霍金23歲結婚,還生了三個健康的孩子。之後才隨著病情逐漸加重,變成了現在癱坐在輪椅上,失去了大部分行為能力的樣子。

4. 你肯定聽說過《時間簡史》這本書,它是霍金的科普著作。它有什麼特別之處?其實根本原因不在於這本書的科普水平有多高,而在於它介紹了霍金的三大理論貢獻,各個都意義重大。

5. 霍金的第一個理論貢獻,是和英國數學家彭羅斯共同提出的「奇點定理」。簡單來說,霍金和彭羅斯成功證明了:根據當前的理論和觀測結果,如今廣袤巨大的宇宙,一定起源於一個無限小的奇點之中。

6. 霍金的第二個貢獻,就是提出了「無邊界宇宙模型」。在主流宇宙大爆炸模型中,宇宙必須要有個開端。但科學家們又無法說清楚這個開端,所以總有人認為有一個「上帝創世的時刻」是宇宙的起點。而在霍金的無邊界宇宙模型中,宇宙沒有開端和起點,因此也就不需要上帝來創造,直接從根本上駁斥了神創論。

7. 霍金曾在世界天主教的中心——梵蒂岡,發表過一次演講,講解了自己的「無邊界宇宙模型」,暗示宇宙中沒有上帝的位置。不過有趣的是,教皇並沒有聽懂他的言外之意。

8. 霍金第三個重要的學術貢獻,便是「黑洞輻射」,也被稱為「霍金輻射」。過去人們認為,黑洞引力極高,任何物質都不能從中逃逸。但霍金提出:黑洞的邊緣,其實在一刻不停地向外產生粒子對,其中帶有負能量的會被黑洞吸收,帶正能量的則可能從黑洞逃逸。這個理論,直接刷新了人們對黑洞的認識。

9. 霍金貢獻這麼大,為啥沒有獲得諾貝爾物理學獎呢?其中一個原因是因為霍金的幾個重大理論,雖然影響巨大,但都還處於「假說」的階段,並沒有完全被證實。所以,一直沒得過諾獎。

10. 雖然是個享譽世界的大科學家,但其實霍金也有為五斗米折腰的時候。他寫《時間簡史》的動機之一,就是為了給女兒湊學費。霍金選擇了和一家商業出版社合作,並且明確表示「要讓它成為在機場書攤上出售的那種書」。他確實做到了,此書一出便風靡全球。霍金的一位博士後曾開玩笑說,霍金的科普書「比麥當娜談性的書還好賣」。

11. 也許你覺得《時間簡史》看不懂,這可能不是你的錯。內容的高深倒在其次,主要是由於霍金的寫作風格過於簡略、跳躍,經常不加解釋地拋出一堆物理名詞。有調查顯示,大多數人看完《時間簡史》後,唯一記得的內容就是最開始的笑話。為了讓更多人看懂,霍金後來專門又寫了一本《時間簡史普及版》。

12. 對於網上盛傳霍金說的「月球背後有外星人」的言論,你可別相信,那只是謠言,霍金從沒說過這樣的話。不過關於外星人,霍金倒是曾在一部紀錄片中提過:人類或許會在某天收到外星人的信息,但我們要謹慎回復。因為人類跟高等外星文明的接觸,就相當於美洲土著見到了哥倫布,並不見得是一件好事。

13. 對於近年大熱的人工智慧,霍金的態度並不樂觀。他多次表示:人工智慧可能是人類的重大機遇,但也可能造成人類的毀滅。在《果殼中的宇宙》中,他說相信電腦早晚能像人類一樣具有智慧,甚至還能自行設計出比自己更強大的電腦。所以,2015年霍金和伊隆·馬斯克等人簽署了一份公開信,呼籲人們重視人工智慧可能帶來的負面影響。

14. 霍金一直認為,由於地球資源有限,人類在未來務必要發展星際航行技術,移居到其他宜居星球。他可不只是說說,在2016年,他和俄羅斯投資大亨尤里·米爾納共同啟動了「攝星計劃」,希望以1/5的光速將飛行器送至半人馬座α星,以此讓星際航行變成現實。

霍金的那些經典「理論」!

1、宇宙是沒有邊界的!宇宙大爆炸之前什麼都不存在!

我們對大爆炸理論已經非常熟悉了。大爆炸理論稱,一個體積極為微小,小到不可能再小的點,在某個時刻發生了爆炸,並在爆炸之後開始膨脹。奇點經過數十億年的不斷膨脹,終於變成了我們今天所知道的宇宙。

然而,科學理論的構建基礎之一其實是事物的出現順序。換言之,何種事物是最先出現的,以及人們如何認定這一點,決定著科學理論的建立和發展。而對於我們的宇宙的「前情」,人們依然心存困惑。

大爆炸之前是什麼樣呢?有什麼,或者沒有什麼,或者會有一些聽不見的「小爆炸」?

近日,天體物理學家尼爾·德格拉斯·泰森在他的節目《星談》中向斯蒂芬·霍金提出了這個問題。

霍金的答案是:「大爆炸之前不存在什麼。」

這個答案源於他的「宇宙無邊界理論」。

在大爆炸之前,整個宇宙寂靜無聲

霍金認為,在所有宇宙歷史裡,宇宙像地球表面一樣,是一個有限但沒有邊界的四維閉合曲面,在這個曲面中起到重要作用的是虛時間和歐幾里得時空。無邊界宇宙包含了宇宙在虛時間中的所有可能歷史。

在和實時間垂直的虛時間裡,宇宙有著無數可能的歷史。要描繪整個宇宙,就需要對所有虛時間中的宇宙歷史路徑進行求和,換言之,就是說要對無數虛時間以及附著於虛時間之上的無數多個三維宇宙歷史求和。

從宇宙開始的奇點,發散出無數的路徑,歸於可能的終點,這些虛時間中的路徑就形成了一個二維的閉合球面。

由時空構成的曲面能夠與我們的地球進行適當比擬。

「我們可以認為虛時間及實時間起始於南極點,南極點屬於時空概念上的平滑點,該點存在著正常的物理規律。在整個地球上,沒有比南極點更南的;在整個宇宙中,沒有比大爆炸更古老的。」霍金說。

這種餘光產生於宇宙大爆炸之後,現在滲透了整個宇宙

這是一個非常說得過去的觀點。

我們僅僅是普通的人類,對於自己完全不了解的潛在無限性,很難去進行定義和解釋。

即使如此,天文學家正在努力開展研究工作,想要搞清楚大爆炸之後極短時間內宇宙中所發生的事情。就在本文發表的數天前,天文學家捕捉到了宇宙第一批恆星所發出了微弱信號。

也許有一天,外星人會降臨地球並告訴我們,人類對於物理學的認識幼稚到了極為可笑的地步,人類還未認識到、也無法認識到:生命、宇宙以及萬物能夠以數千維度的形式存在。

2、不要嘗試登月,外星人就在月球背面!

「世界上最大、最先進的射電望遠鏡『中國天眼』剛剛建立完畢,就收到了來自遙遠太空的微弱信號。」

這一消息隨即驚動了「宇宙之王」霍金教授,他發言稱,千萬不要回應,否則後果自負!

隨著霍金《時間簡史》這本書的問世和暢銷,我們的視野也被拉向了宇宙空間,自此陷於遨遊外層奇異空間的幻想里無法自拔。

宇宙是什麼樣的、空間和時間以及相對論等話題也重新進入我們所關心的領域,而霍金教授也清晰明了地將我們難以捉摸的問題分析得透徹見底。

人總是獵奇生物,喜歡對未知的世界充滿著滿滿的好奇心,甚至渴望在未知的領域內佔據著一席之地。於是,我們開始著不一樣的探索,並嚮往異域空間。

不得不說,對於外太空的探索的確是一種跨越式的進步,就像當年阿姆斯特朗流傳很久的那句「我的一小步,是人類進步的一大步」,我們既驚喜於高新技術的日新月異,也更驚嘆於人類社會質的飛躍。

當我們正歡呼雀躍於人類的「無所不能」,卻不知潛伏的危機也在慢慢朝我們走來。

近日,針對各國爭先恐後想要「征服」月球及外太空的「野心」,霍金再發警告稱不要嘗試登月,科學家證實外星人就在月球背面。的確,有相關專家已找到證據,認為月球背面真的有外星人的存在。

此前,諸如此類的傳言也不少見,俄羅斯曾宣稱,當年美國首探月球之所以草草收場完全是因為外星人的干涉,據說還受到了外星人的威脅和警告。

3、科學成就——奇點定律(1970)與霍金輻射(1974)。

奇點定理:他和彭羅斯一起開創性地運用拓撲學的方法,證明廣義相對論方程導致奇點解,間接地證明了大爆炸奇點的存在。

霍金輻射:運用彎曲時空背景下的量子場論方法,證明黑洞像熱力學黑體一樣對外輻射。這是廣義相對論和量子力學相結合的第一個典範,具有特殊的重要性。

霍金的主要工作都作於上世紀60年代末70年代初黑洞研究大發展時期,他的早期工作對引力與黑洞領域起到了非常大的促進作用。其證明了廣義相對論的奇性定理和黑洞面積定理,提出了黑洞蒸發現象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。

霍金認為他一生的貢獻是,在經典物理的框架里,證明了黑洞和大爆炸奇點的不可避免性,黑洞越變越大;但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因輻射而越變越小,大爆炸的奇點不但被量子效應所抹平,而且整個宇宙正是起始於此。

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

科普成就:

霍金作為當代理論物理的代言人,對於在公眾面前宣傳理論物理作用是極大的。這一影響力應該無人能出其右。當然,霍金在學術界的名氣是與其貢獻相稱的。同行們將霍金視為上世紀70年代以來在引力和黑洞領域作出傑出貢獻的眾多學者之一。

霍金的代表作《時間簡史》(1988),探索著宇宙的起源,憑藉豐富的想像,精妙的構思,字字珠璣,闡釋宇宙未來之變,神奇而美妙。這本書至今累計發行量已達2500萬冊,被譯成近40種語言。

《果殼中的宇宙》是霍金繼《時間簡史》後最重要的著作。霍金在書中,再次把我們帶到理論物理的最前沿,用通俗的語言解釋宇宙的原理。這本書和《時間簡史》一起,成為全世界最暢銷的科普著作之列,影響力可見一斑。

喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!


請您繼續閱讀更多來自 博聞財經 的精彩文章:

誰是中國的基建狂魔?

TAG:博聞財經 |