霍金对人类的发展都做出过哪些贡献
霍金对人类的发展都做出过哪些贡献
导语:你所认识的霍金,是一个影像世界畅销科普作家,是一个身患渐冻症,却智商超群的励志物理学家。但是作为一名理论物理学家的霍金,作出了那些重要的学术成果你知道吗?
在霍金做出的众多贡献中,最主要的是一下两点:1.奇点定理。2.霍金辐射。
那么在具体介绍每个研究成果之前,你必须要了解一个概念,黑洞。根据爱因斯坦的广义相对论,人们计算发现,宇宙中会存在一种特殊的时空区域,其质量如此之大,引力如此之强,甚至连光都跑不出去,所以人们也没有办法直接看到它。人们给它起了一个形象的名字就叫黑洞。
不过凭借间接的观察测算科学家们还是确认了这个由广义相对论计算出来的东西的确是真实存在的。
下面进入正题。我们的主角霍金这两项贡献都和黑洞密切相关。首先第一个,奇点定理。这个“奇点定理”,通过数学运算证明了,黑洞里必然有一个体积无限小,密度无限大的“奇点”。这个奇点,如此的违反直觉,难以理解。但确是霍金通过严密的数学计算得出的,无法回避的存在。不仅如此,霍金和彭罗斯还进一步推论,我们的宇宙也是从这个奇点开始,逐渐膨胀成为我们现在的宇宙的。这也就是我们熟悉的宇宙大爆炸理论。
奇点定理,说白了就是从爱因斯坦广义相对论出发,进行的一些重要的数学推演,这项研究对于人类理解黑洞和宇宙有着重要的意义。
霍金的第二个主要贡献叫“霍金辐射”。霍金结合量子力学的相关原理,提出了一个惊人的设想,黑洞,这个一毛不拔吞噬一切的家伙,其实也在不断向外辐射出粒子。在霍金描绘的图景里,黑洞像是在“蒸发”一样,一点点损失着能量,知道最后一刻。他大胆地将“广义相对论”与量子力学相结合,通过一系列漂亮的数学证明,从能量的角度,令人信服地完善了“黑洞”理论。这个理论性预测,也因此被命名为“霍金辐射”。
以上,奇点理论,霍金辐射,就是霍金上世纪70年代所提出的,对学界影像最大的两个学术贡献。
说到这,我们不得不补充一点。就是近一个世纪的理论物理学研究,其实就是两个底座上盖双塔大楼。一个底座是爱因斯坦建立的相对论,另一个,是普朗克等人创立并发展的量子力学。在这两个颠覆性的伟大的底座之上,这一个世纪以来的理论物理学家们一点点地修建起辉煌的理论大厦。我们今天的主人公霍金就是其中之一。
理论物理学家,探究的是我们身处的这个世界最最基本的规律,但他们面对的确实最“棘手”的研究对象,人类不可能直接观测无法发出光线的黑洞或体积无限小的奇点。而霍金辐射的探测,也仍是一个待解决的难题