霍金对人类的发展都做出过哪些贡献在你心中霍金算是伟大的科学家吗

斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)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 , 还被称为“宇宙之王” 。
他对人类科学界所做的最重要的五大贡献:
01
1970年:奇性定理
霍金70年代研究爱因斯坦的引力理论 , 他发现在很一般的条件下 , 空间和时间一定存在奇点 , 时空似乎被无限弯曲 。不过当时还不清楚奇点是否真实存在 。伦敦伯克贝克学院的罗杰•彭罗斯(Roger Penrose)证实 , 奇点确实会在黑洞中形成 。后来 , 彭罗斯和霍金将同样的想法应用到整个宇宙中 , 并表明爱因斯坦的理论预测我们在遥远过去的奇点 , 这就是宇宙大爆炸 。霍金与彭罗斯一起证明了著名的奇性定理 , 为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖 。
02
1971-1972年:黑洞定理
黑洞有自己的一套定理 , 反映更熟悉的热力学定理 。霍金提出第二定理 , 其中规定 , 黑洞的总表面面积永远不会变小 , 至少在目前的古典物理学方面 。又称霍金的黑洞面积定理 , 这为物理学家提出了一个谜题 。该定理暗示黑洞是热的 , 否定了古典物理学所认为的黑洞不辐射热量的说法 。
霍金还证明了黑洞“无毛”定理:无论什么样的黑洞 , 其最终性质仅由三个物理量(质量、角动量、电荷)惟一确定 。即当黑洞形成之后 , 只剩下这三个不能变为电磁辐射的守恒量 , 其他一切信息(“毛发”)都丧失了 , 黑洞几乎没有形成它的物质所具有的任何复杂性质 , 对前身物质的形状或成分都没有记忆 。

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03
1974-1975年:黑洞如何消失
物理学家曾经认为 , 没有任何东西可以逃脱黑洞 。霍金根据量子理论认为 , 黑洞应该能够放出热量 , 并最终消失 。这个过程对于正常的黑洞来说是缓慢的 。与太阳同等质量的黑洞将花费更长的时间蒸发 。但质量较小的黑洞蒸发得更快 , 它们在临近生命的末期将以惊人的速度释放热量 。在最后的十分之一秒 , 黑洞可能爆发与一百万个百万吨级的氢弹爆炸相同的能量 。
04
1982年:星系如何出现
宇宙学一个流行的理论认为 , 宇宙大爆炸后不久经历了一个快速通胀期 。霍金是其中一位首次证明量子如何涨落的科学家 。量子涨落 , 即物质分布的微小变化 , 在快速通胀期可能会加速宇宙中星系的传播 。开始有一些微小差别的物质在引力的作用下聚集在一起 , 成长为现在所看到的宇宙结构 。
05
1983年:宇宙波函数
霍金将他的大部分时间花费在试图建立一个引力量子理论 。但在1983年与芝加哥大学的吉姆•哈特(Jim Hartle)合作时 , 他开始将欧几里德(Euclidean)量子引力的观点应用在黑洞理论方面 , 他们共同提出 , “宇宙波函数”从理论上讲 , 可以用来计算所看到的宇宙特性 。
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年轻时候霍金与妻子简
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《霍金传》由上海远东出版社于2010年8月1日出版的图书 , 作者为美国的克里斯廷·拉森 。该书讲述了被称为"宇宙之王"的斯蒂芬·威廉·霍金的一生 。这本书向我们完整地介绍了霍金的学术研究以及生活轶事 。这本书可以说是霍金的奋斗史 。
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精彩语录
⒈当你面临着夭折的可能性 , 你就会意识到 , 生命是宝贵的 , 你有大量的事情要做 。
⒉是先有鸡 , 还是先有蛋?
⒊宇宙有开端吗?如果有的话 , 在此之前发生过什么?
【霍金对人类的发展都做出过哪些贡献在你心中霍金算是伟大的科学家吗】⒋宇宙从何处来 , 又往何处去?
⒌活着就有希望 。
⒍时间有没有尽头?
7.一个人如果身体有了残疾 , 绝不能让心灵也有残疾 。
8.生活是不公平的 , 不管你的境遇如何 , 你只能全力以赴 。
9.我的手指还能活动 , 我的大脑还能思考;我有终身追求的理想 , 有我爱和爱我的亲人和朋友;对了 , 我还有一颗感恩的心……
10.虽然我行动不便 , 说话需要机器的帮助 , 但是我的思想是自由的!
霍金对物理学的贡献主要有两个 。
第一 和著名物理学家 , 数学家彭罗斯一起证明了奇性点定理 。
所以奇点定理 , 就是研究爱因斯坦广义相对论的奇点问题 。
奇点就是一个方程取值无意义的点 。比如我们中学学过 y = x ^2 这样的方程 。我们很容易看出 当x = -1 时 , y 是不可能等于 -1 的 。所以坐标系上(-1 , -1)这一点对于方程是没有意义的 。这一点就是方程的奇点 。
当然 , 爱因斯坦广义相对论方便可要比这个复杂的多的的多 , 不可能一眼就看出奇点再哪里 , 所以需要证明 。这就是霍金和彭罗斯的工作 , 两人也因此获奖 。这也是霍金唯一一个获奖的物理学研究 。
第二个贡献是对黑洞的研究 。
1 霍金与布兰登*卡特等人合作证明了黑洞的无毛定理 。也就是黑洞只有质量 , 角动量 , 电荷的守恒量 , 其他的信息全部丢失 。
2 霍金证明了黑洞面积定理 , 也就是黑洞视界的表面积永远不会减少 。两个黑洞合并后的表面积不会小于原先两个表面积之和 。
3 提出了黑洞辐射的假说 。也被称为霍金辐射 。他认为黑洞并不是完全黑的 , 物质在进入黑洞视界时 , 会产生能量辐射 。但是目前还从来没有观测到这种辐射 。
所以综合来看 , 霍金和彭罗斯 , 贝肯斯坦等等几个人的研究完全集中在对于黑洞的研究 。并且几个人共同提出了四条黑洞定律 。
爱因斯坦在建立广义相对论的时候 , 已经预言黑洞的存在 , 并且预言黑洞的各种性质和现象现在已经完全被观测到了 。
但是爱因斯坦本人也说过 , 在奇点 , 所有我们现在已知的物理定律都会失效 。而奇点正是黑洞的中心 。所以对爱因斯坦广义相对论的奇点研究 , 是现代黑洞研究的基础 。
但是问题在于 , 奇点是爱因斯坦方程无解的地方 。所以黑洞会显现出来很多奇怪的地方 。比如黑洞吞噬了我们这个宇宙的信息 , 那就回违反热力学第二定律(能量守恒) , 这一切都要归结无奇点到底有什么样的性质?应该用什么理论去研究?
霍金和彭罗斯等人就是试图在解答 , 但是遗憾的是并没有完整成型的理论来解释奇点 。目前的黑洞热力学定律也仅仅是属于观测描述性质的 , 在加上一些假说 。也许对于人类来说 , 彻底弄明白黑洞还太早 。
所以 , 霍金对人类的主要贡献 , 就是研究黑洞性质 。
后来 , 由于霍金个人身体原因 , 脱离了学术界 , 成为了演员和科普作家 , 这个属于自我价值的实现 , 算不上对人类的贡献 。
值得一提的是 , 霍金离开学术界以后 , 说过很多所谓的"预言" , "想法" , 请不要把这些当做是物理学理论 。
科学理论必须要有严格的前提 , 和完整的数学证明来支持 。仅仅是一个观点 , 一个想法 , 一句话或者一篇文章是不可能成为科学理论 , 甚至连假说都算不上 。
比如说 , 我小时候有一个想法 , 说人类要登陆火星 。那么是不是我就是提出火星登录计划的第一人呢?很显然不是 。
真正的计划必须有实质上的东西 , 比如如何登录火星?用什么样的飞船 , 用什么样的动力?怎么解决氧气问题 , 用什么轨道 , 如何降落 , 如果返回?必须有这样完整 , 并且符合科学的东西 , 才叫真正的计划 。
科学假说也一样 , 假说虽然不一定是真的 , 但是也必须有完整的理论和数学证明才能叫假说 。仅仅是一句话 , 一个想法是完全不够的 。

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