物理学家霍金的传奇人生

斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking)英国著名物理学家和宇宙学家。1942年1月8日出生于英国牛津,出生当天正好是伽利略逝世300年忌日。2018年3月14日斯蒂芬·威廉·霍金于家中去世,这一天是爱因斯坦的诞辰。

他是ALS患者,也是肌肉萎缩性侧索硬化症患者,全身瘫痪,不能发音,是继牛顿和爱因斯坦之后最杰出的物理学家之一,被世人誉为“宇宙之王”。

霍金生前任剑桥大学理论宇宙学中心研究主任。主要研究领域是宇宙论和黑洞,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。

童年的霍金

童年时的霍金学业成绩并不突出但喜欢设计极为复杂的玩具。据说他曾用一些废弃用品做出一台简单的电脑。

12岁的霍金毕业于牛津大学(University of Oxford)和剑桥大学(University of Cambridge),并获剑桥大学博士学位。

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。

1963年 21岁的他不幸被诊断患有肌肉萎缩性侧索硬化症即运动神经细胞病。当时,医生曾诊断身患绝症的他只能活两年。当年,他在剑桥大学研究院遇到洁恩·怀尔德。

1964年10月,霍金与洁恩文定终身,婚后育有3名子女。霍金后来感言,这改变了他的人生,给予他生活的动机。

1965年 23岁的霍金取得了博士学位留在剑桥大学进行研究工作。

1968年 霍金与乔治·艾利斯于发现宇宙背景辐射的存在证实宇宙的确曾经发生过大爆炸。霍金与罗柏特·哲洛奇、彭罗斯合作将奇性定理加以延伸;他们表明,宇宙必须有一个初始奇点,时间与空间就是从这初始奇点开始演化。霍金与彭罗斯合作撰写关于最初时间的论文荣获1968年引力研究基金竞赛第二名。

1970年 霍金与彭罗斯共同发表论文证明,假若宇宙遵守广义相对论,在对于奇点的研究告一段落之后,霍金开始转移焦点,开始研究黑洞。

1971年 他发表了三篇重要论文。第一篇论文指出,宇宙可能存在一种崭新种类的物体,称为原生黑洞,是在大爆炸的最早时刻经过高温与高压制成的微观黑洞。第二篇论文部分证明了无毛定理,不论黑洞是怎样形成的,它只具有三种性质:质量、角动量、电荷。第三篇论文阐明,黑洞的事件视界表面面积永不会减少,两个黑洞合并后的表面面积不会小于原先两个表面面积之和,这发现后来被命名为黑洞热力学第二定律。

1974年 霍金在牛津大学卢瑟福-阿普顿实验室举行的第二次量子引力会议发表论文《黑洞爆炸》。在这篇论文里,他详述,在事件视界外的邻近区域会出现很多虚粒子对,每一对虚粒子都是由一个正能量粒子和一个负能量粒子组成,总能量为零。

1975年 霍金于1975年回返剑桥大学担任大学教授,因为在相对论领域取得极重要研究成果,他与彭罗斯获颁爱丁顿奖章。同年,他荣获庇护十一世金牌。隔年,被授予麦克斯韦奖、海涅曼奖与休斯奖章。

1977年 霍金升任为剑桥大学引力物理学讲座教授。

1978年 获得爱因斯坦奖与牛津大学荣誉博士学位。

1981年 霍金提出黑洞佯谬:由于黑洞发射霍金辐射的频谱如同理想热辐射,当黑洞因霍金辐射而最终消失之时,所有信息也会不可逆地遗失。他被授予弗兰克林奖章。隔年,又获颁英帝国司令勋章 (CBE)。

1985年 霍金对于时间箭头做了颇多研究。他在1985年发表的一篇论文里声称,假若无边界提议是正确的,则宇宙最终会停止膨胀,开始坍缩,在这坍缩过程时,时间会朝着反方向流逝。

1988年 他与彭罗斯共同获得沃尔夫奖,表彰他们“对于广义相对论的重要研究,这些研究显示了宇宙奇点的必要性和与黑洞相关物理。霍金发表《时间简史:从大爆炸到黑洞》,该书被译成40多种文字,发行量高达2500多万册。

1990年 霍金与洁恩分居。

1993年,《黑洞与婴儿宇宙》发行。霍金与盖瑞·纪邦斯合作,将关于用欧几里得方法来表述量子引力的一些课堂讲义编辑成为著作《欧几里得量子引力》。霍金还将自己的关于大爆炸与黑洞的论文编修成著作《霍金论大爆炸与黑洞》。在他发表的37篇论文里,他独自或与他人共同撰写了16篇论文。

1995年春天,霍金正式与洁恩离婚。四个月之后,迎娶伊莲,他开心地表示,“好棒,我已与我爱的人结婚”。

2000年 《时间简史》广受好评。

2001年撰写完成了《胡桃里的宇宙》,概述霍金在完成《时间简史》之后的一些研究结果,例如,关于膜世界的研究结果。

2005年,霍金与伦纳德·姆沃迪瑙合作将《时间简史》重写与更新为更易懂易读,并且附有精美图片的著作《新时间简史》,希望更多读者能够通过这本书接触到这方面的知识。在于2006年出版的选集《上帝创造整数》里,霍金收录了数学史上最重要数学论文之中的31篇论文,并且简略描述了每篇论文作者的生平。

2006年英国广播电台的“伟大英国人”节目于2002年选举霍金为最伟大的100名英国人中第25名。这一年与第二任妻子伊莲办妥离婚手续,与前妻洁恩合好,重新与儿孙们共享天伦之乐。也在这一年,他第三次来中国,在人民大会堂向北京的公众讲述《宇宙的起源》。

2009年为了抗议基础研究与科学教育的经费被裁减,他扬言很可能搬迁至加拿大。

2012年4月6日播出的热播美剧《生活大爆炸》第五季第21集中,史蒂芬·霍金本色出演参与了客串。

2015年霍金与俄国科技界亿万富翁尤里·米尔纳于2015年7月20日共同发起突破倡议,其目标是在探寻外星生命。

2018年3月14日,根据英国天空新闻等多家媒体的报道,史蒂芬霍金去世,享年76岁。

史蒂芬·威廉·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,他的贡献是在他被卢伽雷氏症禁锢在轮椅上50年之久的情况下做出的。他的贡献对于人类的观念有深远的影响,所以媒体早已有许多关于他如何与全身瘫痪作搏斗的描述。

在富有学术传统的剑桥大学里他拥有几个荣誉学位,是最年轻的英国皇家学会会员。

在公众评价中,被誉为是继阿尔伯特·爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家。

他提出宇宙大爆炸自奇点开始,时间由此刻开始,黑洞最终会蒸发,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论方面走出了重要一步。

亚心网综合整理,部分内容来源:央视网、人物周刊、名人网、网易凤凰、360百科 图片来源网络


责任编辑: 梁红玉