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文档简介
1、斯蒂芬威廉霍金StephenWilliamHawking,1942年1.月8日出生于英国牛津,获得CH英国荣誉勋爵,CBE大英帝国司令勋章,FRS英国皇家学会会员,FRSA英国皇家艺术协会会员等荣誉.他是英国剑桥大学著名物理学家,是现代最伟大的物理学家之一,也是20世纪享有国际盛誉的伟人之一.他患有肌肉萎缩性侧索硬化症卢伽雷氏症,全身瘫痪,不能言语,手部唯独只有三根手指可以活动.1979至2021年任卢卡斯数学教授,他是英国最崇尚的教授.霍金的主要研究领域是宇宙论和黑洞,证实了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型,在统一20世纪物理学的两大根底理论一一爱
2、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.斯蒂芬威廉霍金StephenWilliamHawking,1942年1月8日出生于英国牛津,出生当天正好是伽利略逝世300年忌日.父亲法兰克是毕业于牛津大学的热带病专家,母亲伊莎贝尔1930年于牛津研究哲学、政治和经济.童年经历1942年1月,纳粹德军几乎夜夜不停地轰炸英国伦敦.这迫使霍金一家搬离海格特的家园迁到牛津避难.他们在霍金诞生后又回到了伦敦.童年时的霍金学业成绩并不突出但喜欢设计极为复杂的玩具.据说他曾用一些废弃用品做出一台简单的电脑.成年经历霍金毕业于牛津大学UniversityofOxford和剑桥大学Universit
3、yofCambridge,并获剑桥大学博士学位.1959年17岁的霍金入读牛津大学的大学学院攻读自然科学用了很少时间而得到一等荣誉学位,随后转读剑桥大学研究宇宙学.1963年,21岁的他不幸被诊断患有肌肉萎缩性侧索硬化症即运动神经细胞病.当时,医生曾诊断身患绝症的他只能活两年,可他一直坚强地活了下来.他被禁锢在轮椅上,只有三根手指和两只眼睛可以活动,疾病己经使他的身体严重变形,头只能朝右边倾斜,肩膀左低右高,双手紧紧并在当中,握着手掌大小的拟声器键盘,两脚那么朝内扭曲着,嘴己经几乎歪成S型,只要略带微笑,马上就会现出“毗牙咧嘴的样子.这已经成为他的标志性形象.他不能写字,看书必须依赖一种翻书的
4、机器.读活页文献时,必须让人将每一页平摊在一张大办公桌上,然后驱动轮椅如蚕吃桑叶般的逐页阅读.他在手术过后的几天又写下了世界名著?时间简史?.在往后数十年逐渐全身瘫痪并失去了说话水平.霍金曾澄清自己当时并无酗酒只感到自己有“悲剧性格并使自己沉醉于瓦格纳的音乐里.直至他遇上了首任妻子简王尔德(JaneWilde),两人结婚后育有3名子女.23岁时他取得了博士学位留在剑桥大学进行研究工作.1965年,他因患肺炎做了穿气管手术,被彻底剥夺了说话的能力,演讲和问答只能通过语音合成器来完成.1973年,他考察黑洞附近的量子效应,发现黑洞会像天体一样发出辐射,其辐射的温度和黑洞质量成反比,这样黑洞就会由于
5、辐射而慢慢变小,而温度却越变越高,最后以爆炸而告终.黑洞辐射或霍金辐射(包括deSitter空间中的霍金辐射)的发现具有极其根本的意义,它将广义相对论、量子场论和热力学统一在一起,其为弯曲时空中的量子场论.1973年以后,他的研究转向了量子引力论.虽然人们还没有得到一个成功的理论,但是它的一些特征已被发现.例如,空间-时间在普朗克尺度下不是平坦的,而是处于一种粉末的状态.在量子引力中不存在纯态,因果性受到破坏,因此使不可知性从经典统计物理学、量子统计物理提升到了量子引力的第三个层次.1980年以后,霍金的兴趣转向了量子宇宙论,提出了能解决宇宙第一推动问题的无边界条件.2004年7月,他成认了自
6、己原来的“黑洞悖论观点是错误的.?时间简史?的副题是从大爆炸到黑洞.史蒂芬威廉霍金认为他一生的奉献是在经典物理的框架里,证实了黑洞和大爆炸奇点的不可防止性,黑洞越变越大,但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因辐射而越变越小,大爆炸的奇点不断被量子效应所抹平,而且整个宇宙空间正是起始于此.理论物理学的细节在未来的20年中还会有变化,但就观念而言,已经相当完备了.1985年,第一次来中国,在科大水上讲演厅作天体物理的学术报告.史蒂芬威廉霍金的生平是非常富有传奇性的,在科学成就上,他是有史以来最杰出的科学家之一,他的奉献是在他被卢伽雷氏症禁锢在轮椅上50年之久的情况下做出的.他的奉献对于人类的观念有深
7、远的影响,所以媒体早已有许多关于他如何与全身瘫痪作搏斗的描述.吴忠超霍金的学生之一于1979年第一回见到他时的情景至今还历历在目.那是第一次参加剑桥霍金广义相对论小组的讨论班时,身后门一翻开,脑后突然响起一种非常微弱的电器的声音,回头一看,只见一个骨瘦如柴的人斜躺在电动轮椅上,他自己驱动着电开关.译者尽量礼貌而不显出过分吃惊,但是他对首次见到他的人对其残疾程度的吃惊早已习惯.吃饭他要用很大努力才能举起头来.在失声之前,只能用非常微弱的变形的语言交谈,这种语言只有在陪他工作、生活几个月后才能通晓.他不能写字,看书必须依赖于一种翻书页的机器,读文献时必须让人将每一页摊平在一张大办公桌上,然后他驱动
8、轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读.人们不得不对人类中居然有以这般坚强意志追求终极真理的灵魂从内心产生深深的敬意.从他对译者私事的帮助可以体会到,他是一位富有人情味的人.每天他必须驱动轮椅从他的家一一剑桥西路5号,经过美丽的剑河、古老的国王学院驶到银街的应用数学和理论物理系的办公室.该系为了他的轮椅行走便利特地修了一段斜坡.霍金虽然身残但志不残,非常乐观.他还证实了黑洞的面积定理.在富有学术传统的剑桥大学里他拥有几个荣誉学位,是最年轻的英国皇家学会会员.在公众评价中,被誉为是继阿尔伯特爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家.他提出宇宙大爆炸自奇点开始,时间由此刻开始,黑洞最终会蒸发,在统一20世纪物理学的两
9、大根底理论一一爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论方面走出了重要一步.他因患肌肉萎缩性侧索硬化症,禁锢在轮椅上达50年之久,却身残志坚,克服了残疾之患而成为国际物理界的超新星.他不能书写,甚至口齿不清,但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞一一无边界条件.尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却使人们遨游到广袤的时空,渐渐解开宇宙之谜.1988年,霍金的科普著作?时间简史:从大爆炸到黑洞?发行,从研究黑洞出发,探索了宇宙的起源和归宿,该书被译成40余种文字,出版逾1000余万册,但因书中内容极其艰深,在西方被戏称为“读不来的畅销书(UnreadBestseller),有学
10、者曾指这种书之所以仍可以如此畅销,是由于书本尝试解答过去只有神学才能触及的题材.:时间有没有开端,空间有没有边界.2001年10月又一部作品?果壳中的宇宙?(TheUniverseinaXutshell)出版发行.该书是?时间简史?的姐妹篇,以相对简化的手法及大量图解,诉说宇宙起源.2006年,他在香港透露正与女儿合撰写一套类似于?哈利波特?、但主题是理论物理学而非魔法的小说.2002年,第二次来中国,在北京作主题为“膜的新奇世界科普报告,向公众阐释他的关于天体演化的“M理论.霍金亦试图通过通俗演讲,将自己的思想与整个世界交流,除了常在英国及美国发表演说,他90年代曾两次到访日本,2002年8
11、月曾到访杭州发表?膜的新奇世界?(BraneNewWorld),2006年6月在香港科技大学发表?宇宙的起源?时,轰动一时,被戏称为受到“摇滚巨星级的接待.霍金的声望,令他屡次获邀到外地演说,常获国家元首接见.霍金曾指,群众会好奇一位残障人士,为何会想到这么多宇宙论,令他成了群众媒体的宠儿.事实上,他在?星际迷航(StarTrek)?中的电视系列剧?星际迷航:下一代?中饰演过自己,与爱因斯坦及牛顿一起打桥牌;他亦曾在美国卡通片?辛普森一家?中“演出,拯救剧中的女孩.其形象也在卡通片?飞出个未来?中的一集里出现.卡通片?居家男人?中那么有与其类似的角色(Steve)对其进行了滑稽的模仿.2006
12、年,第三次来中国,他带来的仍然是自己关于宇宙学最新的研究,在香港科技大学体育馆主持一个题为宇宙的起源的演讲;在人民大会堂向北京的公众讲述?宇宙的起源?.2021年4月6日,霍金因病取消外访,同月20日因病送院治理,情况欠佳.2021年1月传出因脸部肌肉恶性萎缩,己严重影响其表达水平,并有可能使他无法发出独特的“电脑声.2021年4月6日播出的热播美剧?生活大爆炸?第五季第21集中,史蒂芬霍金本色出演参与了客串.斯蒂芬-威廉霍金的研究为今天我们理解黑洞和宇宙根源奠定了根底,不过据他本人指出,他在动画片?辛普森一家?(TheSimpsons)和科幻剧集?星际迷航:下一代?(StarTrek:The
13、NextGeneration)中的演出也同样精彩.霍金在?大设计?中强调,宇宙不需要一个造物主或“上帝,以“哲学己死开篇,这意味着人类将从愚昧的自我奴役超脱出来,其否认了纯哲学和宗教可以真正解释自然,这也说明各大宗教只是古代精神世界探索未知,追求不灭解脱的体系,而非客观真理.随着时代的进步,人类文明也当奋起直追,不甘落后,这就是为什么世代有识之士追求存在、生命和宇宙的意义.解决这些命题本来应该是哲学家的任务,可惜科学的高度开展使得哲学无法跟上.霍金在?大设计?的开篇中说到“哲学己死就是这个意思.霍金希望解开宇宙诞生之时的奥秘,1970年代时,霍金将量子力学应用于解释黑洞现象,在之后的30年中,
14、用量子力学解释整个宇宙己经变得更加困难了.霍金想找到一套可以完美解释整个宇宙现象的理论来说明137亿年诞生直到现在的宇宙,但是多年过去了就算无限接近他仍然没有得出结论.根据他的量子力学理论,宇宙诞生是大爆炸产生的,这是一个被压缩的无限小却具有超大重力的物质(也可以理解成密度无限大)爆炸的产物.量子力学的理论范畴不能够解释这一个过程是如何进行?为什么会这样?霍金说“那必须有一套可以描述小规模重力的理论.最新的科学突破是霍金的同事,伦敦玛丽皇后学院的麦克格林(Michael.Green)参与建构的超弦理论,简称为“弦论,这理论指出所有粒子和自然力量,其实都是在震荡中的像弦一样的微小物体,解决了霍金
15、一直想努力解答的重力问题,这个理论必须建立在宇宙必须有9、10甚至是大于11个的维度中,而人类身处的三维世界可能仅仅是真正的宇宙的其中一个膜为数众多的世界各地科学家正在太空和地球做相关的实验来证实弦论以及从实验来证实从而支持霍金的黑洞理论和量子理论.2021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成认,“黑洞是不存在的,不过“灰洞确实存在.在这篇名为?黑洞的信息保存与气象预报?(InformationPreservationandWeatherForecastingForBlackHoles)的论文中,霍金指出,由于找不到黑洞的边界
16、,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.霍金的最新“灰洞理论认为,物质和能量在被黑洞困住一段时间以后,又会被重新释放到宇宙中.他在论文中成认,自己最初有关视界的熟悉是有缺陷的,光线其实是可以穿越视界的.当光线逃离黑洞核心时,它的运动就像人在跑步机上奔跑一样,慢慢地通过向外辐射而收缩.“经典黑洞理论认为,任何物质和辐射都不能逃离黑洞,而量子力学理论说明,能量和信息是可以从黑洞中逃离出来的.霍金同时指出,对于这种逃离过程的解
17、释需要一个能够将重力和其他根本力成功融合的理论.在过去近一百年间,物理学界没有人曾试图解释这一过程.对于霍金的“灰洞理论,一些科学家表示认可,也有人持疑心态度.美国卡夫立理论物理研究所的理论物理学家约瑟夫波尔钦斯基(JosephPolchinski)指出,根据爱因斯坦的重力理论,黑洞的边界是存在的,只是它与宇宙其他局部的区别并不明显.其实,早在2004年霍金就曾做出过类似表示.当年7月21日,霍金在“第17届国际广义相对论和万有引力大会上指出,黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样,对其周遭的一切“完全吞噬,事实上被吸入黑洞深处的物质的某些信息可能会在某个时候释放出来.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.由于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.30多年来,霍金试图以各种推测来解释这一自相矛盾的观点.霍金曾表示,黑洞中量子运动是一种特殊情况,由于黑洞中的引力非常强烈,量子力学在此时已经不再适用了.霍金的这种说法并没有让科学界众多持疑心态度学者信服.现在看来,霍金终于
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