史蒂芬·威廉·霍金,当代最重要的广义相对论和宇宙论家,是本世纪享有国际盛誉的伟人之一,被称为在世的最伟大的科学家,还被称为宇宙之父,被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。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”。
那么霍金是如何走上科学研究这条道路的?
答:1.家传,霍金的父母亲也是搞科学研究的。
他的父亲弗兰克与母亲伊莎贝尔都就读于牛津大学,弗兰克主修医学,伊莎贝尔学习哲学、政治学和经济学。第二次世界大战爆发后,弗兰克原本想要从军报国,上级认为他如果从事研究工作可以对国家给出更有价值的贡献,他于是在一所医学研究院任职研究员,伊莎贝尔也在这所研究院找到一份秘书工作。
2.从读的书一路走来的。
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。
霍金年少时还没有犯病,是能健康地生活的。即使犯病初期,也能站立。1965年,23岁的霍金,与女友Jane Wilde完婚,那时,他还能站立,那天,他笑得很开心。
1974年,霍金发表了关于黑洞辐射的研究,向人们展示了黑洞不同寻常的一面——它竟然有温度,并且持续向外辐射能量,这些辐射带走了能量,黑洞自身会渐渐蒸发消失!这个重大理论发现不仅奠定了霍金本人的学术地位,也开创了黑洞热力学这门全新学科,对整个现代物理学的后续发展都意义重大。
斯蒂芬·霍金,英文名:Stephen William Hawking,是本世纪享有国际盛誉的伟人之一,被称为在世的最伟大的科学家。霍金出生于伽利略逝世周年纪念日,剑桥大学应用数学及理论物理学系教授,当代最重要的广义相对论和宇宙论家。
70年代他与彭罗斯一道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。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家”。
他还证明了黑洞的面积定理。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。他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务,那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡逊数学教授。他拥有几个荣誉学位,是皇家学会会员。
他因患卢伽雷氏症(肌萎缩性侧索硬化症),禁锢在一张轮椅上达20年之久,他却身残志不残,使之化为优势,克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。他不能写,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”。尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却出色地遨游到光袤的时空,解开了宇宙之谜。
霍金的研究领域是引力与黑洞。他的主要贡献有两个:奇点定律(1970)与霍金辐射(1974)。
奇点定理:Roger Penrose, 开创性地运用拓扑学的方法,证明广义相对论方程导致奇点解,间接地证明了大爆炸奇点的存在。
霍金辐射:受Bekenstein熵的启发下,运用弯曲时空背景下的量子场论方法,证明黑洞像热力学黑体一样对外辐射。这是广义相对论和量子力学相结合的第一个典范,具有特殊的重要性。
霍金的主要工作都作于上世纪60年代末70年代初黑洞研究大发展时期,他的早期工作对引力与黑洞领域起到了非常大的促进作用。其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。
霍金一生的贡献是,在经典物理的框架里,证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性,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,大爆炸的奇点不但被量子效应所抹平,而且整个宇宙正是起始于此。