霍金有哪些科学贡献(霍金为什么被誉为继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家)
霍金有哪些科学贡献(霍金为什么被誉为继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家)《果壳中的宇宙》是霍金继《时间简史》后最重要的著作。霍金在书中,再次把我们带到理论物理的最前沿,用通俗的语言解释宇宙的原理。这本书和《时间简史》一起,成为全世界最畅销的科普著作之列,影响力可见一斑。霍金的代表作《时间简史》(1988),探索着宇宙的起源,凭借丰富的想象,精妙的构思,字字珠玑,阐释宇宙未来之变,神奇而美妙。这本书至今累计发行量已达2500万册,被译成近40种语言。第二,黑洞理论。人们知道,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
斯蒂芬·威廉·霍金,CH,CBE,FRS,FRSA(英语:Stephen William Hawking,1942年1月8日-),英国剑桥大学著名物理学家,被誉为继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家之一。霍金是当代最重要的广义相对论和宇宙论家,是当今享有国际盛誉的伟人之一,被称为在世的最伟大的科学家之一,还被称为“宇宙之王”。
1979至2009年任卢卡斯数学教授,是英国最崇高的教授职位。霍金的主要研究领域是宇宙论和黑洞,证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发现象和无边界的霍金宇宙模型,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。
霍金的成就可以概括为:
第一,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。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(那时还没有这个生动的称呼)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。
第二,黑洞理论。人们知道,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。
第三,无边界宇宙理论。霍金在80年代初,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,宇宙不但是自洽的,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。
霍金作为当代理论物理的代言人,对于在公众面前宣传理论物理作用是极大的。这一影响力应该无人能出其右。当然,霍金在学术界的名气是与其贡献相称的。同行们将霍金视为上世纪70年代以来在引力和黑洞领域作出杰出贡献的众多学者之一。
霍金的代表作《时间简史》(1988),探索着宇宙的起源,凭借丰富的想象,精妙的构思,字字珠玑,阐释宇宙未来之变,神奇而美妙。这本书至今累计发行量已达2500万册,被译成近40种语言。
《果壳中的宇宙》是霍金继《时间简史》后最重要的著作。霍金在书中,再次把我们带到理论物理的最前沿,用通俗的语言解释宇宙的原理。这本书和《时间简史》一起,成为全世界最畅销的科普著作之列,影响力可见一斑。