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3月14日,76歲霍金去世於愛因斯坦生日

2018年3月14日,著名物理學家霍金去世,享年76歲。

坐在輪椅上,頭朝右邊傾斜,肩膀左低右高,無法寫字,依賴翻書的機器,罹患肌萎縮側索硬化症,這是霍金給人留下的印象。

斯蒂芬·霍金生前任英國劍橋大學教授,研究領域涉及黑洞輻射、宇宙論、廣義相對論和量子物理學。他一直致力於探索宇宙奧秘,被譽為「宇宙之王」。

霍金的一生是傳奇的,全身癱瘓,不能說話,唯一能動的地方只有兩隻眼睛和3根手指,其他地方根本不能動。醫生曾診斷身患絕症的他只能活兩年,可他一直堅強活了下來,寫出了科普名著《時間簡史》,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,讓人類腦洞大開。

霍金十三、四歲時已下定決心要從事物理學和天文學的研究。十七歲那年,他考到了自然科學的獎學金,順利入讀牛津大學。學士畢業後他轉到劍橋大學攻讀博士,研究宇宙學。不久他發現自己患上了肌萎縮側索硬化症。由於醫生對此病束手無策,起初他打算放棄從事研究的理想,但後來病情惡化的速度減慢了,他便重拾心情,排除萬難,從挫折中站起來,勇敢地面對這次的不幸,繼續醉心研究。

七十年代,他和彭羅斯證明了知名的奇性定理,並在1988年共同獲得沃爾夫物理獎。他還證明了黑洞的面積不會隨時間減少。1973年,他發現黑洞輻射的溫度和其質量成反比,即黑洞會因為輻射而變小,但溫度卻會升高,最終會發生爆炸而消失。

八十年代,他開始研究量子宇宙論。這時他的行動已經出現問題,後來由於得了肺炎而接受穿氣管手術,使他從此再不能說話。再後來他全身癱瘓,要靠電動輪椅代替雙腳,不但說話和寫字要靠計算機和語言合成器幫忙,連閱讀也要別人替他把每頁紙攤平在桌上,讓他驅動著輪椅逐頁去看。

霍金將一生貢獻於理論物理學的研究,被譽為當今傑出的科學家之一。他憑著堅毅不屈的意志,戰勝了疾病,創造了一個奇蹟,也證明了殘疾並非成功的障礙。

霍金曾說:「我相信科學技術的發展和進步最終可以帶人類衝出太陽系,到達宇宙中更遙遠的地方。」

今天,他走了,留下了許多科技成果和他向人們傳遞出的是一種樂觀向上的韌性、永不服輸的勇氣和敢於探索的熱情。

......

1879年3月14日,愛因斯坦降生

白色蓬鬆的頭髮「不羈」地頂在頭上,標誌性的白鬍子密密麻麻地貼在嘴唇上方,這是愛因斯坦給人們的第一印象。

提及愛因斯坦,大家都不會陌生。愛因斯坦全名阿爾伯特·愛因斯坦,1879年3月14日出生於德國符騰堡王國烏爾姆市,是一名猶太裔物理學家。愛因斯坦在物理學領域創造了難以超越的成就,將物理學成果提高到了一個新的高度。

對於我們今天來說,愛因斯坦的意義不只在於他是一位偉大的物理學家,更在於他是一個曾經生活過、愛過、思考過、獲得過思想的樂趣的人。愛因斯坦一生求索,尋找他親愛的難以捉摸的上帝的脈搏。時至今日,已經沒有人會懷疑愛因斯坦的偉大。本世紀沒有哪一位物理學家像他一樣在二十世紀物理學最重要的兩個領域都做出了開創性的貢獻,他近乎單槍匹馬地完成了狹義相對論和廣義相對論,同時又與普朗克和玻爾共同奠定了量子力學的基礎。因為有他的思考,整個物理學發生了巨大的改變,整個世界也隨之而變---雖然不是所有的改變都是他願意看到的(比如原子彈的誕生)。作為物理學家的愛因斯坦,他的貢獻已部分地融入到我們生存的物質基底和文化背景;而作為思想者的愛因斯坦,他將為每一個熱愛獨立思想的人,源源不斷地提供前進的精神力量。

愛因斯坦在1905年4月30日完成《分子大小的新測定》。愛因斯坦在和最親密的朋友在喝茶交談時,思索液體粘性與溶解的糖分子大小之間的關係。通過考慮大量的這種糖分子,愛因斯坦導出計算擴散速度的數學公式。這樣,通過估算擴散係數和溶液的粘度就可以得出糖分子的大小。

《物體的慣性是否決定其內能》建立在狹義相對論基礎上,表明質量和能量可互換。他在文中描述道:「物體質量是其內能的一個尺度」。愛因斯坦於1907年將內能概念重新表述為有史以來最著名的科學方程。方程E=mc2同樣適用於動能。

《關於熱的分子運動論所要求的靜止液體中懸浮小粒子的運動》提供了原子確實存在的證明。愛因斯坦在這篇論文中,創立了支配「布朗運動」的數學定律,推進了「布朗運動」和原子存在的觀點。愛因斯坦認為,水分子的運動足夠劇烈,從而能夠推動懸浮的顆粒,使得顆粒的飄舞在顯微鏡下能夠觀察得到。

《論動體的電動力學》提出時空關係新理論,被稱為「狹義相對論」,被認為是最具有劃時代意義的理論革命。1905年,愛因斯坦重新肯定了該原理適合於所有物理學,並且確認光速為一個常數。在解決了相對性悖論的同時,文章還提出一個與人們常規直覺相違背的新的相對性原理,即無論觀察者是坐在前廊的搖椅上,還是乘坐以接近光速飛升的未來太空船上,光速對他都保持不變。光速不變原理徹底摧毀了我們的絕對時空觀。

通過狹義相對論的創立,愛因斯坦已經證明,空間和時間並非獨立存在,而是形成了一種時空構造。

為了解釋光電效應,1905年愛因斯坦在普朗克能量子假說的基礎上提出了光量子假說。普朗克的量子假說提出後的幾年內,並未引起人們的興趣,愛因斯坦卻看到了它的重要性。他贊成能量子假說,並從中得到了重要啟示:在現有的物理理論中,物體是由一個一個原子組成的,是不連續的,而光(電磁波)卻是連續的。在原子的不連續性和光波的連續性之間有深刻的矛盾。

愛因斯坦曾說:智慧並不產生於學歷,而是來自對於知識的終身不懈的追求。

1879年的今天,他來了,帶來了物理學的輝煌,帶來了永不放棄探索的精神,帶來了人生的啟迪。

作者:魏承瑤 郭童(實習)

來源:科普中國-科技前沿大師談


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