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斯蒂芬-威廉-霍金

個(gè)人生活

婚姻生活1990年,霍金與前妻簡(jiǎn)(Jane)離婚,1995年迎娶私人看護(hù)伊萊恩。2004年初,英國(guó)有媒體指霍金遭到第二任妻子虐打,消息轟動(dòng)全球。2004年1月,霍金透過(guò)劍橋大學(xué)兩度發(fā)表聲明,指責(zé)有關(guān)消息失實(shí),并表示“我全心堅(jiān)決駁斥說(shuō)我遭到虐待的說(shuō)法。媒體的報(bào)道純屬虛構(gòu),有人散播這樣不實(shí)的消息,令我感到失望?!焙?jiǎn)(Jane)寫有《霍金:前妻回憶錄》(上)(下)。然而,外界傳出霍金身上出現(xiàn)多處神秘傷痕,手腕骨折,臉部和嘴唇有很深的切口,同年3月,英國(guó)警方正式向霍金問(wèn)詢,了解有關(guān)情況,并查問(wèn)部分霍金前護(hù)士索取資料,但由于霍金并未合作,英國(guó)警方最終未能起訴任何人。早在2000年,警方亦曾對(duì)霍金的意外受傷感到懷疑,但霍金當(dāng)時(shí)拒絕配合,令調(diào)查終止?;艚鸬呐畠郝段鳌せ艚鹪谠L問(wèn)中曾說(shuō),約2000年已發(fā)現(xiàn)父親身上有傷痕,但是父親說(shuō)是他不小心自己弄傷的,她未有在意。2006年10月19日,64歲的斯蒂芬·霍金正在與第二任妻子伊萊恩辦理離婚手續(xù),他們已經(jīng)共同生活了11年。2009年4月6日,霍金因病取消外訪,同月20日因病送院治理,情況欠佳。2012年1月傳出因臉部肌肉惡性萎縮,已嚴(yán)重影響其表達(dá)能力,并有可能使他無(wú)法發(fā)出獨(dú)特的“電腦聲”。霍金是在1985年因患上肌肉萎縮癥喪失了說(shuō)話能力,只能利用眼球的上、下、左、右移動(dòng)發(fā)出指令,通過(guò)電腦語(yǔ)言合成器,發(fā)出獨(dú)具特色的“電腦聲”。據(jù)霍金助理稱,之前霍金通過(guò)其電腦系統(tǒng),每分鐘能講出15個(gè)英語(yǔ)單詞,而如今因臉部肌肉惡性萎縮,每分鐘只能講出一個(gè)英語(yǔ)單詞。有關(guān)專家正在嘗試采用新技術(shù)來(lái)改善這一狀況,以防止這位偉大的物理學(xué)家喪失語(yǔ)言表達(dá)能力。

獲獎(jiǎng)經(jīng)歷

  主要成就
  斯蒂芬·威廉·霍金的研究為今天我們理解黑洞和宇宙本源奠定了基礎(chǔ),不過(guò)據(jù)他本人指出,他在動(dòng)畫片《辛普森一家》(TheSimpsons)和科幻劇集《星際迷航:下一代》(StarTrek:TheNextGeneration)中的演出也同樣精彩。霍金在《大設(shè)計(jì)》中強(qiáng)調(diào),宇宙不需要一個(gè)造物主,上帝和哲學(xué)已死,這意味著人類將從愚昧的自我奴役超脫出來(lái)。
  極端物質(zhì)化的當(dāng)今世界是否比以前更進(jìn)步,還是很可疑的事。人們必須做形而上的追求,才能脫離動(dòng)物界的生存狀態(tài)。這就是為什么世代有識(shí)之士追求存在、生命和宇宙的意義。解決這些命題本來(lái)應(yīng)該是哲學(xué)家的任務(wù),可惜科學(xué)的高度發(fā)展使得哲學(xué)無(wú)法跟上。霍金在《大設(shè)計(jì)》的開(kāi)篇中說(shuō)到“哲學(xué)已死”就是這個(gè)意思。
  霍金希望解開(kāi)宇宙誕生之時(shí)的奧秘,1970年代時(shí),霍金將量子力學(xué)應(yīng)用于解釋黑洞現(xiàn)象,但是在之后的30年中,用量子力學(xué)解釋整個(gè)宇宙已經(jīng)變得更加困難了。霍金想找到一套可以完美解釋整個(gè)宇宙現(xiàn)象的理論來(lái)說(shuō)明137億年誕生直到現(xiàn)在的宇宙,但是多年過(guò)去了就算無(wú)限接近他仍然沒(méi)有得出結(jié)論。按照他的量子力學(xué)理論,宇宙誕生是大爆炸產(chǎn)生的,這是一個(gè)被壓縮的無(wú)限小卻具有超大重力的物質(zhì)(也可以理解成密度無(wú)限大)爆炸的產(chǎn)物。量子力學(xué)的理論范疇不能夠解釋這一個(gè)過(guò)程是如何進(jìn)行?為什么會(huì)這樣?霍金說(shuō)“那必須有一套可以描述小規(guī)模重力的理論”。最新的科學(xué)突破是霍金的同事,倫敦瑪麗皇后學(xué)院的麥克·格林(Michael.Green)參與建構(gòu)的超弦理論,簡(jiǎn)稱為“弦論”,這理論指出所有粒子和自然力量,其實(shí)都是在震蕩中的像弦一樣的微小物體,解決了霍金一直想努力解答的重力問(wèn)題,這個(gè)理論必須建立在宇宙必須有9、10甚至是大于11個(gè)的維度中,而人類身處的三維世界可能僅僅是真正的宇宙的其中一個(gè)膜……為數(shù)眾多的世界各地科學(xué)家正在太空和地球做相關(guān)的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明弦論以及從實(shí)驗(yàn)來(lái)證明從而支持霍金的黑洞理論和量子理論。
  2014年1月24日,英國(guó)著名科學(xué)家斯蒂芬·霍金教授再次以其與黑洞有關(guān)的理論震驚物理學(xué)界。他在日前發(fā)表的一篇論文中承認(rèn),黑洞其實(shí)是不存在的,不過(guò)“灰洞”的確存在。
  在這篇名為《黑洞的信息保存與氣象預(yù)報(bào)》(InformationPreservationandWeatherForecastingForBlackHoles)的論文中,霍金指出,由于找不到黑洞的邊界,因此黑洞是不存在的。黑洞的邊界又稱“視界”。經(jīng)典黑洞理論認(rèn)為,黑洞外的物質(zhì)和輻射可以通過(guò)視界進(jìn)入黑洞內(nèi)部,而黑洞內(nèi)的任何物質(zhì)和輻射均不能穿出視界。
  霍金的最新“灰洞”理論認(rèn)為,物質(zhì)和能量在被黑洞困住一段時(shí)間以后,又會(huì)被重新釋放到宇宙中。他在論文中承認(rèn),自己最初有關(guān)視界的認(rèn)識(shí)是有缺陷的,光線其實(shí)是可以穿越視界的。當(dāng)光線逃離黑洞核心時(shí),它的運(yùn)動(dòng)就像人在跑步機(jī)上奔跑一樣,慢慢地通過(guò)向外輻射而收縮。
“經(jīng)典黑洞理論認(rèn)為,任何物質(zhì)和輻射都不能逃離黑洞,而量子力學(xué)理論表明,能量和信息是可以從黑洞中逃離出來(lái)的。”
  霍金同時(shí)指出,對(duì)于這種逃離過(guò)程的解釋需要一個(gè)能夠?qū)⒅亓推渌玖Τ晒θ诤系睦碚?。在過(guò)去近一百年間,物理學(xué)界沒(méi)有人曾試圖解釋這一過(guò)程。
  對(duì)于霍金的“灰洞”理論,一些科學(xué)家表示認(rèn)可,但也有人持懷疑態(tài)度。美國(guó)卡夫立理論物理研究所的理論物理學(xué)家約瑟夫·波爾欽斯基(JosephPolchinski)指出,根據(jù)愛(ài)因斯坦的重力理論,黑洞的邊界是存在的,只是它與宇宙其他部分的區(qū)別并不明顯。
  其實(shí),早在2004年霍金就曾做出過(guò)類似表示。當(dāng)年7月21日,霍金在“第17屆國(guó)際廣義相對(duì)論和萬(wàn)有引力大會(huì)”上指出,黑洞并非如他和其他大多數(shù)物理學(xué)家以前認(rèn)為的那樣,對(duì)其周遭的一切“完全吞噬”,事實(shí)上被吸入黑洞深處的物質(zhì)的某些信息可能會(huì)在某個(gè)時(shí)候釋放出來(lái)。
  1973年,霍金稱自己通過(guò)計(jì)算得出結(jié)論,黑洞在形成過(guò)程中其質(zhì)量減少的同時(shí),還不斷在以能量的形式向外界發(fā)出輻射。這就是著名的“霍金輻射”理論。但是,該理論提到的黑洞輻射中并不包括黑洞內(nèi)部物質(zhì)的任何信息,一旦這個(gè)黑洞濃縮并蒸發(fā)消失后,其中的所有信息就都隨之消失了。這便是所謂的“黑洞悖論”。
  這種說(shuō)法與量子力學(xué)的相關(guān)理論出現(xiàn)相互矛盾之處。因?yàn)楝F(xiàn)代量子物理學(xué)認(rèn)定這種物質(zhì)信息是永遠(yuǎn)不會(huì)完全消失的。30多年來(lái),霍金試圖以各種推測(cè)來(lái)解釋這一自相矛盾的觀點(diǎn)?;艚鹪硎?,黑洞中量子運(yùn)動(dòng)是一種特殊情況,由于黑洞中的引力非常強(qiáng)烈,量子力學(xué)在此時(shí)已經(jīng)不再適用了。但是霍金的這種說(shuō)法并沒(méi)有讓科學(xué)界眾多持懷疑態(tài)度學(xué)者信服。
  現(xiàn)在看來(lái),霍金終于給了這個(gè)當(dāng)年自相矛盾的觀點(diǎn)一個(gè)更具有說(shuō)服力的答案?;艚鸱Q,黑洞從來(lái)都不會(huì)完全關(guān)閉自身——霍金輻射,它們?cè)谝欢温L(zhǎng)的時(shí)間里逐步向外界輻射出越來(lái)越多的熱量,隨后黑洞將最終開(kāi)放自己并釋放出其中包含的物質(zhì)信息。
  獲得獎(jiǎng)項(xiàng)
  1989年獲得英國(guó)爵士榮譽(yù)稱號(hào)
  是英國(guó)皇家學(xué)會(huì)學(xué)員和美國(guó)科學(xué)院外籍院士
  倫敦皇家天文學(xué)會(huì)的埃丁頓勛章
  梵蒂岡教皇科學(xué)學(xué)會(huì)十一世勛章
  霍普金斯獎(jiǎng)
  美國(guó)丹尼歐海涅曼獎(jiǎng)
  麥克斯韋獎(jiǎng)
  英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的休斯勛章
  1978年獲世界物理學(xué)界最高獎(jiǎng)—愛(ài)因斯坦獎(jiǎng)?wù)?br>  與羅杰·彭羅斯共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎(jiǎng)
  1988年,史蒂芬·威廉·霍金的書《時(shí)間簡(jiǎn)史:從大爆炸到黑洞》獲沃爾夫基金獎(jiǎng)
  2009年8月12日,獲得自由勛章——由奧巴馬親自頒獎(jiǎng)

大事記

人物生平
史蒂芬·威廉·霍金(StephenWilliamHawking),1942年1月8日出生于英國(guó)牛津,出生當(dāng)天正好是伽利略逝世300周年忌日,父親法蘭克是畢業(yè)于牛津大學(xué)的熱帶病專家,母親伊莎貝爾1930年于牛津研究哲學(xué)、政治和經(jīng)濟(jì)。畢業(yè)于牛津大學(xué)(UniversityofOxford)和劍橋大學(xué)(UniversityofCambridge),并獲劍橋大學(xué)博士學(xué)位。他在21歲時(shí)不幸患上了會(huì)使肌肉萎縮的盧伽雷氏癥(ALS),因此被禁錮在輪椅上,只有三根手指可以活動(dòng),疾病已經(jīng)使他的身體嚴(yán)重變形,頭只能朝右邊傾斜,肩膀左低右高,雙手緊緊并在當(dāng)中,握著手掌大小的擬聲器鍵盤,兩腳則朝內(nèi)扭曲著,嘴已經(jīng)幾乎歪成S型,只要略帶微笑,馬上就會(huì)現(xiàn)出“呲牙咧嘴”的樣子。這已經(jīng)成為他的標(biāo)志性形象。1985年,因患肺炎做了穿氣管手術(shù),被徹底剝奪了說(shuō)話的能力,演講和問(wèn)答只能通過(guò)語(yǔ)音合成器來(lái)完成。當(dāng)時(shí)醫(yī)生預(yù)測(cè)他最多活兩年,但他至今依然頑強(qiáng)的活著。1973年,他考察黑洞附近的量子效應(yīng),發(fā)現(xiàn)黑洞會(huì)像天體一樣發(fā)出輻射,其輻射的溫度和黑洞質(zhì)量成反比,這樣黑洞就會(huì)因?yàn)檩椛涠冃?,而溫度卻越變?cè)礁?,最后以爆炸而告終。黑洞輻射或霍金輻射[4](包括deSitter空間中的霍金輻射)的發(fā)現(xiàn)具有極其基本的意義,它將廣義相對(duì)論、量子場(chǎng)論和熱力學(xué)統(tǒng)一在一起,其為彎曲時(shí)空中的量子場(chǎng)論。
1973年以后,他的研究轉(zhuǎn)向了量子引力論。雖然人們還沒(méi)有得到一個(gè)成功的理論,但它的一些特征已被發(fā)現(xiàn)。例如,空間-時(shí)間在普朗克尺度下不是平坦的,而是處于一種粉末的狀態(tài)。在量子引力中不存在純態(tài),因果性受到破壞,因此使不可知性從經(jīng)典統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、量子統(tǒng)計(jì)物理提高到了量子引力的第三個(gè)層次。
1980年以后,霍金的興趣轉(zhuǎn)向了量子宇宙論,提出了能解決宇宙第一推動(dòng)問(wèn)題的無(wú)邊界條件。2004年7月,他承認(rèn)了自己原來(lái)的“黑洞悖論”觀點(diǎn)?!稌r(shí)間簡(jiǎn)史》的副題是從大爆炸到黑洞。史蒂芬?威廉?霍金認(rèn)為他一生的貢獻(xiàn)是在經(jīng)典物理的框架里,證明了黑洞和大爆炸奇點(diǎn)的不可避免性,黑洞越變?cè)酱?,但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因輻射而越變?cè)叫?,大爆炸的奇點(diǎn)不斷被量子效應(yīng)所抹平,而且整個(gè)宇宙空間正是起始于此。理論物理學(xué)的細(xì)節(jié)在未來(lái)的20年中還會(huì)有變化,但就觀念而言,已經(jīng)相當(dāng)完備了。
史蒂芬·威廉·霍金的生平是非常富有傳奇性的,在科學(xué)成就上,他是有史以來(lái)最杰出的科學(xué)家之一,他的貢獻(xiàn)是在他被盧伽雷氏癥禁錮在輪椅上20年之久的情況下做出的。他的貢獻(xiàn)對(duì)于人類的觀念有深遠(yuǎn)的影響,所以媒體早已有許多關(guān)于他如何與全身癱瘓作搏斗的描述。吳忠超(霍金的學(xué)生之一)于1979年第一回見(jiàn)到他時(shí)的情景至今還歷歷在目。那是第一次參加劍橋霍金廣義相對(duì)論小組的討論班時(shí),身后門一打開(kāi),腦后忽然響起一種非常微弱的電器的聲音,回頭一看,只見(jiàn)一個(gè)骨瘦如柴的人斜躺在電動(dòng)輪椅上,他自己驅(qū)動(dòng)著電開(kāi)關(guān)。譯者盡量禮貌而不顯出過(guò)分吃驚,但是他對(duì)首次見(jiàn)到他的人對(duì)其殘疾程度的吃驚早已習(xí)慣。吃飯他要用很大努力才能舉起頭來(lái)。在失聲之前,只能用非常微弱的變形的語(yǔ)言交談,這種語(yǔ)言只有在陪他工作、生活幾個(gè)月后才能通曉。他不能寫字,看書必須依賴于一種翻書頁(yè)的機(jī)器,讀文獻(xiàn)時(shí)必須讓人將每一頁(yè)攤平在一張大辦公桌上,然后他驅(qū)動(dòng)輪椅如蠶吃桑葉般地逐頁(yè)閱讀。人們不得不對(duì)人類中居然有以這般堅(jiān)強(qiáng)意志追求終極真理的靈魂從內(nèi)心產(chǎn)生深深的敬意。從他對(duì)譯者私事的幫助可以體會(huì)到,他是一位富有人情味的人。每天他必須驅(qū)動(dòng)輪椅從他的家——?jiǎng)蛭髀?號(hào),經(jīng)過(guò)美麗的劍河、古老的國(guó)王學(xué)院駛到銀街的應(yīng)用數(shù)學(xué)和理論物理系的辦公室。該系為了他的輪椅行走便利特地修了一段斜坡?;艚痣m然身殘但志不殘,非常樂(lè)觀。
他還證明了黑洞的面積定理。在富有學(xué)術(shù)傳統(tǒng)的劍橋大學(xué)里他擁有幾個(gè)榮譽(yù)學(xué)位,是最年輕的英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。在公眾評(píng)價(jià)中,被譽(yù)為是繼阿爾伯特·愛(ài)因斯坦之后最杰出的理論物理學(xué)家。他提出宇宙大爆炸自奇點(diǎn)開(kāi)始,時(shí)間由此刻開(kāi)始,黑洞最終會(huì)蒸發(fā),在統(tǒng)一20世紀(jì)物理學(xué)的兩大基礎(chǔ)理論——愛(ài)因斯坦的相對(duì)論和普朗克的量子論方面走出了重要一步。
他因患“漸凍癥”(肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥),禁錮在輪椅上達(dá)50年之久,他卻身殘志堅(jiān),克服了殘疾之患而成為國(guó)際物理界的超新星。他不能寫,甚至口齒不清,但他超越了相對(duì)論、量子力學(xué)、大爆炸等理論而邁入創(chuàng)造宇宙的“幾何之舞”——無(wú)邊界條件。盡管他那么無(wú)助地坐在輪椅上,他的思想?yún)s使人們遨游到廣袤的時(shí)空,解開(kāi)了宇宙之謎。
霍金的魅力不僅在于他是一個(gè)充滿傳奇色彩的物理天才,也因?yàn)樗且粋€(gè)令人折服的生活強(qiáng)者。他不斷求索的科學(xué)精神和勇敢頑強(qiáng)的人格力量深深地吸引了每一個(gè)知道他的人?;加屑∪馕s性側(cè)索硬化癥的他,幾乎全身癱瘓,后來(lái)又因?yàn)閷?shí)行氣管造口手術(shù),從而失去語(yǔ)言能力。
1988年,霍金的科普著作《時(shí)間簡(jiǎn)史:從大爆炸到黑洞》發(fā)行,從研究黑洞出發(fā),探索了宇宙的起源和歸宿,該書被譯成40余種文字,出版逾1000余萬(wàn)冊(cè),但因書中內(nèi)容極其艱深,在西方被戲稱為“讀不來(lái)的暢銷書”(UnreadBestseller),有學(xué)者曾指這種書之所以仍可以如此暢銷,是因?yàn)闀緡L試解答過(guò)去只有神學(xué)才能觸及的題材:時(shí)間有沒(méi)有開(kāi)端,空間有沒(méi)有邊界。2001年10月又一部作品《果殼中的宇宙》(TheUniierseinaNutshell)出版發(fā)行。該書是《時(shí)間簡(jiǎn)史》的姐妹篇,以相對(duì)簡(jiǎn)化的手法及大量圖解,訴說(shuō)宇宙起源。2006年,他在香港透露正與女兒合撰寫一套類似與《哈利波特》,但主題是理論物理學(xué)而非魔法的小說(shuō)。
霍金亦試圖通過(guò)通俗演講,將自己的思想與整個(gè)世界交流,除了常在英國(guó)及美國(guó)發(fā)表演說(shuō),他90年代曾兩次到訪日本,2002年8月曾到訪杭州發(fā)表《膜的新奇世界》(BraneNewWorld),2006年6月在香港科技大學(xué)發(fā)表《宇宙的起源》時(shí),哄動(dòng)一時(shí),被戲稱受到“搖滾巨星”級(jí)的接待。霍金的聲望,令他多次獲邀到外地演說(shuō),常獲國(guó)家元首接見(jiàn)。
霍金曾指,大眾會(huì)好奇一位殘障人士,為何會(huì)想到這么多宇宙論,令他成了大眾媒體的寵兒。事實(shí)上,他在“星艦奇航記”中的電視系列劇“銀河飛龍”飾演過(guò)自己,與愛(ài)因斯坦及牛頓一起打橋牌;他亦曾在美國(guó)卡通片《辛普森一家》中“演出”,拯救劇中的女孩。其形象也在卡通片《飛出個(gè)未來(lái)》中的一集里出現(xiàn)??ㄍㄆ毒蛹夷腥恕分袆t有與其類似的角色(Steve)對(duì)其進(jìn)行了滑稽的模仿。
北京時(shí)間2012年4月6日播出的熱播美劇《生活大爆炸》第五季第21集中,史蒂芬·霍金本色出演參與了客串
學(xué)術(shù)思想
時(shí)光機(jī)
英國(guó)著名天體物理學(xué)家史蒂芬·威廉·霍金繼日前承認(rèn)外星人的存在后,又發(fā)表一個(gè)驚人論述:他聲稱帶著人類飛入未來(lái)的時(shí)光機(jī),在理論上是可行的,所需條件包括太空中的蟲洞或速度接近光速的宇宙飛船。不過(guò),霍金也警告,不要搭時(shí)光機(jī)回去看歷史,因?yàn)椤爸挥携偪竦目茖W(xué)家,才會(huì)想要回到過(guò)去‘顛倒因果’?!?br>物理學(xué)家霍金在拍攝的一部有關(guān)宇宙的紀(jì)錄片時(shí)提到,人類其實(shí)能建造出接近光速的宇宙飛船,并且能夠進(jìn)入未來(lái)?;艚鹕踔琳f(shuō),自己是因?yàn)閾?dān)心別人把他當(dāng)成“怪人”,所以才不敢亂說(shuō)話,也不愿意多談?dòng)嘘P(guān)時(shí)光機(jī)的東西,直到透過(guò)紀(jì)錄片后才敢大方討論。
時(shí)間縫隙
至于時(shí)光機(jī)的關(guān)鍵點(diǎn),霍金強(qiáng)調(diào)就是所謂的“四度空間”,科學(xué)家將其命名為“蟲洞”?;艚饛?qiáng)調(diào),“蟲洞”就在我們四周,只是小到肉眼很難看見(jiàn),它們存在于空間與時(shí)間的裂縫中。
他指出,宇宙萬(wàn)物非平坦或固體狀,貼近觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)一切物體均會(huì)出現(xiàn)小孔或皺紋,這就是基本的物理法則,而且適用于時(shí)間。時(shí)間也有細(xì)微的裂縫、皺紋及空隙,比分子、原子還細(xì)小的空間則被命名為“量子泡沫”,“蟲洞”就存在于其中。
回到過(guò)去
而科學(xué)家們企圖穿越空間與時(shí)間的極細(xì)隧道或快捷方式,則不斷在量子天地中形成、消失或改造,它們連結(jié)兩個(gè)不同的空間及時(shí)間。部分科學(xué)家認(rèn)為,有朝一日也許能夠抓住“蟲洞”,將它無(wú)限放大,使人類甚至宇宙飛船可以穿越;另外若動(dòng)力充足加上完備科技,科學(xué)家或許也可以建造一個(gè)巨大的“蟲洞”。
霍金指出,理論上時(shí)光隧道或“蟲洞”不只能帶著人類前往其他行星,如果蟲洞兩端位于同一位置,且以時(shí)間而非距離間隔,那么宇宙飛船即可飛入,飛出后仍然接近地球,只是進(jìn)入所謂“遙遠(yuǎn)的過(guò)去”。因?yàn)樵?度空間中,10分鐘也許是n小時(shí)。不過(guò)霍金警告,不要搭時(shí)光機(jī)回去看歷史。
飛去未來(lái)
史蒂芬·威廉·霍金表示,如果科學(xué)家能夠建造速度接近光速的宇宙飛船,那么宇宙飛船必然會(huì)因?yàn)椴荒苓`反光速是最大速限的法則,而導(dǎo)致艙內(nèi)的時(shí)間變慢,那么飛行一個(gè)星期就等于是地面上的100年,也就相當(dāng)于飛進(jìn)未來(lái)。
霍金舉人造衛(wèi)星為例,指衛(wèi)星在軌道運(yùn)行時(shí),由于受地球重力影響較小,衛(wèi)星上的時(shí)間比地上時(shí)間稍快。由此,霍金就設(shè)想出一艘大型極速宇宙船,可在1秒內(nèi)加速至?xí)r速9.7萬(wàn)公里,6年內(nèi)加速至光速的99.99%,比史上最快的宇宙船阿波羅10號(hào)快2000倍。船上的乘客就是變相飛向未來(lái),作出名副其實(shí)的時(shí)間旅行。
四度空間
即使是在太空中,萬(wàn)物也都有時(shí)間的長(zhǎng)度,在時(shí)間中漫游,意味著穿越該“4度空間”。
霍金舉例指出,開(kāi)車直線行進(jìn)等于是在“1度空間”中行進(jìn),而左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)等于加上“2度空間”,至于在曲折蜿蜒的山路上下行進(jìn),就等于進(jìn)入“3度空間”。穿越時(shí)光隧道就是進(jìn)入“4度空間”。
外星人論
斯蒂芬·霍金在美國(guó)探索頻道2010年4月25日播出的紀(jì)錄片《跟隨斯蒂芬?霍金進(jìn)入宇宙》中說(shuō),外星人存在的可能性很大,但人類不應(yīng)主動(dòng)尋找他們,應(yīng)盡一切努力避免與他們接觸?;艚鹪谄邢蛴^眾介紹他對(duì)是否存在外星人等宇宙未解之謎的看法?!罢嬲奶魬?zhàn)是弄明白外星人長(zhǎng)什么樣,”霍金說(shuō)。在他看來(lái),外星生命極有可能以微生物或初級(jí)生物的形式存在,但不能排除存在能威脅人類的智能生物?!拔蚁胨麄兤渲杏械囊褜⒈拘乔蛏系馁Y源消耗殆盡,可能生活在巨大的太空船上,”他說(shuō),“這些高級(jí)外星人可能成為游牧民族,企圖征服并向所有他們可以到達(dá)的星球殖民?!被艚鹫J(rèn)為,鑒于外星人可能將地球資源洗劫一空然后揚(yáng)長(zhǎng)而去,人類主動(dòng)尋求與他們接觸“有些太冒險(xiǎn)”?!叭绻庑侨税菰L我們,我認(rèn)為結(jié)果可能與克里斯托弗·哥倫布當(dāng)年踏足美洲大陸類似。那對(duì)當(dāng)?shù)赜〉诎踩藖?lái)說(shuō)不是什么好事?!?br>星際移民
霍金在2010年8月接受美國(guó)知識(shí)分子視頻共享網(wǎng)站BigThink訪談時(shí),再曝驚人言論,稱地球200年內(nèi)會(huì)毀滅,而人類要想繼續(xù)存活只有一條路:移民外星球。
霍金表示,人類如果想一直延續(xù)下去,就必須移民火星或其他的星球,而地球遲早會(huì)滅亡?;艚鹫f(shuō):“人類已經(jīng)步入越來(lái)越危險(xiǎn)的時(shí)期,我們已經(jīng)歷了多次事關(guān)生死的事件。由于人類基因中攜帶的‘自私、貪婪’的遺傳密碼,人類對(duì)于地球的掠奪資源,資源正在一點(diǎn)點(diǎn)耗盡,人類不能把所有的雞蛋都放在一個(gè)籃子里,所以不能將賭注放在一個(gè)星球上。”
學(xué)術(shù)賭注
霍金喜歡就一些科學(xué)命題,與其他學(xué)者開(kāi)賭,一時(shí)成為科學(xué)界美談。
1.能否發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子
霍金跟美國(guó)密歇根大學(xué)的戈登教授打了個(gè)賭:CERN不會(huì)發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子。
希格斯玻色子是英國(guó)著名物理學(xué)家希格斯與其他同事經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)年代的潛心研究,等待了48年,才發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子,也稱為“上帝粒子”。
2.黑洞是否存在
集一生精力研究黑洞的霍金,曾擔(dān)心黑洞可能只是理論上的概念,而現(xiàn)實(shí)中根本不存在。他為免到時(shí)自己變得一無(wú)所有,1975年他與另一名物理學(xué)家索恩(KipThorne)開(kāi)賭:究竟黑洞是否存在。
3.裸奇點(diǎn)的存在
1991年,霍金又要求開(kāi)賭,這次索恩與他站在同一陣線,對(duì)賭一方是物理學(xué)家裴士基(JohnPreskill)。當(dāng)時(shí)的命題是,奇點(diǎn)應(yīng)該被黑洞圍繞,但沒(méi)有被黑洞包圍的“裸奇點(diǎn)”(nakedsingularities)是否存在。
霍金與索恩押注:裸奇點(diǎn)并不存在,隨即與裴士基立下賭據(jù),誰(shuí)輸了要向?qū)Ψ剿蜕弦患脕?lái)“遮蔽裸體”的T恤衫,寫上適當(dāng)?shù)姆斪盅邸;艚鹩?997年修正他的理論,指出裸奇點(diǎn)有可能存在。
高維空間
根據(jù)90年代提出的M理論(超弦理論的一種),宇宙是十一維的,由震動(dòng)的平面構(gòu)成的。在愛(ài)因斯坦那里,宇宙只是四維的(三維空間和一維時(shí)間),現(xiàn)代物理學(xué)則認(rèn)為還有七維空間我們看不見(jiàn)。
科學(xué)家們對(duì)我們已認(rèn)知的維與可能存在但未被認(rèn)知的維之間的區(qū)別是如何解釋的呢?他們打了一個(gè)比方:一只螞蟻在一張紙上行走,它只能向右或向左,向前或向后走。對(duì)它來(lái)說(shuō)高與低均無(wú)意義,這就是說(shuō),第3維的空間是存在的,但沒(méi)有被螞蟻所認(rèn)識(shí)。同樣,我們的世界是由四維數(shù)據(jù)構(gòu)成的(三個(gè)空間維,一個(gè)時(shí)間維),但我們沒(méi)有覺(jué)察到所有其他的維。
根據(jù)物理學(xué)家的看法還應(yīng)該有7個(gè)維。盡管有這么多的維,但這些維是看不見(jiàn)的,它們自身卷在了一起,被稱為壓縮的維。為了弄清這種看法,讓我們?cè)僖晕浵仦槔归_(kāi)我們的想象。我們可以設(shè)想一下,將螞蟻在上面行走的那張紙卷起來(lái),直到卷成一個(gè)圓筒形。如果螞蟻沿著紙壁走,最后它又會(huì)回到出發(fā)點(diǎn),這就是壓縮維的一個(gè)例子。如果能沿著著名的莫比烏斯帶走,也會(huì)發(fā)生上述現(xiàn)象,當(dāng)然,它是3維的,但如果沿著它走過(guò),總是會(huì)回到出發(fā)點(diǎn)的。莫比烏斯帶從維的角度講是壓縮的,按照物理學(xué)它有3個(gè)維,但誰(shuí)在上面行走,都只能認(rèn)知成一個(gè)維。這就有點(diǎn)像左圖上的人:上行或者下行,但永遠(yuǎn)不會(huì)走到盡頭。如果螞蟻不是沿著紙筒彎曲的壁行走,它就永遠(yuǎn)不會(huì)返回到原出發(fā)點(diǎn)。這就是二維(或者說(shuō)被我們所感知的那種維)的例子,沿著它一直走,就不可能返回到原來(lái)的出發(fā)點(diǎn)。
公式闡述英格蘭隊(duì)奪冠
當(dāng)?shù)貢r(shí)間2014年5月28日,英國(guó)倫敦,英國(guó)物理學(xué)家、宇宙學(xué)家霍金出席新聞發(fā)布會(huì),闡述其通過(guò)科學(xué)公式計(jì)算的英格蘭隊(duì)如何能夠在2014世界杯上獲得冠軍?;艚鸫饲熬陀?guó)隊(duì)如何獲得世界杯冠軍進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月的研究。
首先,三獅軍團(tuán)需要在海拔500米以下的球場(chǎng)比賽,而當(dāng)氣溫提升僅僅5攝氏度時(shí),他們的奪冠幾率就會(huì)下降59%!其次,英格蘭隊(duì)在當(dāng)?shù)叵挛?點(diǎn)比賽時(shí)會(huì)提升三分之一的幾率奪冠,身著紅色比賽球衣則會(huì)提升5分之一。
上面是基于自然因素的分析,霍金教授還從球隊(duì)的技戰(zhàn)術(shù)分析了三獅軍團(tuán)的前景,他認(rèn)為打4-3-3將會(huì)比4-4-2更為管用?;谟⒏裉m和巴西的地理位置,長(zhǎng)途飛行會(huì)讓英格蘭的奪冠幾率下降22%。
最后,霍金教授還將問(wèn)題延伸到了裁判,他的分析指出英格蘭在歐洲裁判的手下會(huì)有63%的贏球幾率?!皻W洲裁判會(huì)更同情英格蘭隊(duì),而不是蘇亞雷斯。”,對(duì)于英格蘭小報(bào)普遍擔(dān)心的太太團(tuán)會(huì)讓球員分心的因素,霍金教授稱完全沒(méi)必要擔(dān)心。霍金教授總結(jié)稱,“英格蘭奪冠的機(jī)會(huì)可以概括成以環(huán)境,生理,心理,政治以及戰(zhàn)術(shù)等方面綜合數(shù)據(jù)的影響。”
英格蘭隊(duì)每每在世界大賽上遭遇點(diǎn)球魔咒,霍金教授對(duì)此也有具體分析,“球速是非常關(guān)鍵的,所以球員在罰點(diǎn)球的時(shí)候最好助跑3步,這和點(diǎn)球擺放沒(méi)有關(guān)系,如果這套理論早點(diǎn)傳播出去,恐怕瓦德?tīng)柧筒粫?huì)錯(cuò)失1990年世界杯的那記點(diǎn)球?!绷硗猓艚鸾淌谔岬剑玫慕乔蛑髁P者會(huì)有84%的點(diǎn)球命中率。
在發(fā)布會(huì)的最后,霍金教授開(kāi)玩笑稱不會(huì)把金錢放在投注英格蘭隊(duì)上面,他還是會(huì)繼續(xù)研究宇宙空間問(wèn)題,以及其他慈善事業(yè)。
主要作品
著作
1973年:(霍金,艾利斯等)《時(shí)空的大尺度結(jié)構(gòu)》(Thelargescalestructureofspace-time)
1988年:《時(shí)間簡(jiǎn)史》(ABriefHistoryOfTime)
1993年:《黑洞、嬰兒宇宙及其他》(BlackHolesAndBabyUniversesAndOtherEssays)[13]
2001年:《果殼中的宇宙》(TheUniverseInANutshell)
2002年:《在巨人的肩膀上》(OnTheShouldersOfGiants.TheGreatWorksofPhysicsAndAstronomy)
2005年:《時(shí)間簡(jiǎn)史(普及版)》(及插圖版)(ABrieferHistoryOfTime)
2005年:《上帝創(chuàng)造整數(shù)》(Godcreatedtheintegers)
2007年:(與女兒Lucy合作的少兒讀物)《喬治的神秘宇宙鑰匙》(George'ssecretkeytotheUniverse),《喬治的宇宙尋寶之旅》(George'scosmictreasurehunt),《喬治與大爆炸》(GeorgeandtheBigBang)
2010年:《大設(shè)計(jì)》(TheGrandDesign)
2013年:《我的簡(jiǎn)史》(Mybriefhistory)
演說(shuō)
霍金出版《時(shí)間簡(jiǎn)史》后,多年來(lái)曾在英國(guó)、美國(guó)、日本、香港等地,向一般大眾發(fā)表多場(chǎng)公開(kāi)演說(shuō),敘述時(shí)間起源、宇宙終結(jié)、時(shí)光旅行,演說(shuō)時(shí)其受歡迎程度猶如“搖滾巨星”。部分演說(shuō)目錄:
宇宙的起源(中文)
宇宙之始(英文)
時(shí)間的開(kāi)始(英文)
太空及時(shí)間扭曲(英文)
上帝擲骰子嗎(英文)
宇宙中的生命(英文)

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