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霍金的贡献 霍金对物理学有哪些贡献?

霍金是继爱因斯坦之后最伟大的物理学家之一,在物理领域做出了巨大贡献。他的主要贡献是:

奇点定理。爱因斯坦的广义相对论被科学界公认为最美的科学理论,但霍金和彭罗斯证明了广义相对论是不完整的。他们指出,如果广义相对论普遍成立,宇宙中的物质分布满足非常一般的条件,那么在经典物理定律失效的宇宙时间空中一定存在某些奇点。人们通常所说的奇点是宇宙开始时的大爆炸奇点和黑洞中的奇点。爱因斯坦更早地否认了奇点的存在,霍金和彭罗斯的奇点定理表明引力的量子化是必然的。

黑洞理论。众所周知,在经典引力理论的框架下,黑洞只能吞下物质,却不能吐出来。黑洞的表面就像地狱的入口,是一个没有回头路的单向膜。1974年,霍金发表了《黑洞在爆炸吗?这是20世纪继爱因斯坦之后最伟大的引力物理学论文。在这篇论文中,他将量子理论效应引入到黑洞的研究中,并证明了各种粒子都会从黑洞视界附近蒸发。这种粒子的光谱就像黑体发出的辐射,然后黑洞质量下降,温度上升,最终导致黑洞爆炸。在这个叫做霍金辐射的场景中,量子理论、引力理论和统计物理是完美统一的。黑洞理论是科学史上非常罕见的例子。最早是以数学形式详细研究的,后来在很多天文观测中被证明是普适的。现在的共识是,每个星系的中心都是一个极其巨大的黑洞。

无边宇宙理论。霍金在20世纪80年代初建立了量子宇宙学的无边界理论。他认为时间空是有限的,也是无界的,宇宙不仅是自洽的,而且是自足的。它不需要上帝在宇宙之初的第一次推动。宇宙的演化乃至创造,都是单单由物理定律决定的,完全把上帝排除在宇宙万物之外。量子宇宙学的主要预言之一是关于宇宙结构的起源,这一点在数年前宇宙背景辐射探测器对Tai 空背景温度波动的观测中得到了证实。

霍金的一生非常传奇。就科学成就而言,他是历史上最杰出的科学家之一。他拥有许多荣誉学位,是皇家学会的成员。因为逐渐结冰,他被限制在轮椅上很多年了。他克服了自己的残疾,成为了国际物理界的超级巨星。他不会写,甚至不会说清楚,但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论,进入了创造宇宙的“几何舞蹈”。虽然他坐在轮椅上是那么无助,但他的思想却旅行到了浩瀚的时间空中,解开了宇宙的奥秘。

霍金的魅力不仅在于他传奇的物理天才,更在于他令人信服的人生。他不断探索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深吸引着大家。

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