霍金有什么突出成就

白银祭司2023-05-06  16

史蒂芬·霍金[1](Stephen William Hawking,1942年1月8日-2018年3月14日),英国剑桥大学应用数学与理论物理学系物理学家,出生于英国牛津,毕业于剑桥大学,是继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家和当代最伟大的科学家,人类历史上最伟大的人物之一,被誉为“宇宙之王”。 曾为荣誉卢卡斯数学教授。2015年7月20日,霍金启动了人类历史上规模最大的外星智慧生命的搜索行动。次年1月,霍金获得卢德奖。2018年3月14日,霍金去世,享年76岁。

01

奇性定理

霍金在70年代与彭罗斯一起证明了著名的奇性定理,这让他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖,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。

02

霍金辐射

霍金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,从而提出了霍金辐射。

03

黑洞的面积定理

霍金还证明了黑洞的面积定理,即随着时间的增加黑洞的面积不减,这个成就让他变得非常的有名。

04

宇宙波函数

霍金与Jim Hartle合作时,共同提出了“宇宙波函数”,“宇宙波函数”从理论上讲,可以用来计算我们所看到的宇宙特性。

霍金是当代最重要的广义相对论和宇宙论家,是当今享有国际盛誉的伟人之一,被称为在世的最伟大的科学家之一,还被称为“宇宙之王”。

霍金的故事

11959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。

21985年,他因患肺炎做了穿气管手术,被彻底剥夺了说话的能力,演讲和问答只能通过语音合成器来完成。

3他因患肌肉萎缩性侧索硬化症,禁锢在轮椅上达50年之久,却身残志坚,克服了残疾之患而成为国际物理界的超新星。他不能书写,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”——无边界条件。尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却使人们遨游到广袤的时空,渐渐解开宇宙之谜。

上帝既造就天才,也造就傻瓜,这不取决于天赋,完全是个人努力程度不同的结果。霍金的故事时时刻刻提醒我,成功与否取决于努力程度,而不是天赋。 唯有努力才是成功的不二法门。他不屈不挠、不向命运低头的精神,激发我的心智,他不但是我意志力的导师,更是阅读中最能启发我的好挚友!

斯蒂芬·霍金的一生是传奇。他在21岁时患上了卢伽雷氏症,从此被限制在轮椅上长达40年,从1970年起就不能自己行走。霍金不能正常走路和吃饭,但他能在头脑中计算出复杂的图表和公式。他提出了许多前沿科学理论和假设分析,为广义相对论和宇宙学的发展做出了重要贡献,成为国际物理学界的一颗超新星。具体说来,霍金的主要成就如下:

20世纪70年代,霍金和彭罗斯共同证明了奇点定理,并因此共同获得了1988年的沃尔夫奖。霍金因此被誉为“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”。奇点定理指出,在当前宇宙膨胀阶段的开始,时空高度扭曲,曲率半径非常小。这一成就是在宇宙意义的宏观框架内实现的。霍金还证明了黑洞的面积定理,即黑洞的面积不会随着时间的增加而改变。

自1974年以来,霍金探索了广义相对论和量子力学的统一理论,并提出了许多想法。一种假设是,时间和空间在范围上都是有限的,但它们没有边界。如果这个假设是正确的,就不存在奇点,科学定律在任何地方都是有效的,包括宇宙的起源,这是由科学定律决定的。一个没有边界的宇宙理论可能会完全取代大爆炸理论。

此外,霍金也是一位现代科学作家,他的代表作是写于1988年的《时间简史》,这是一部优秀的天文学科幻小说。这本书已售出2500万册,并被翻译成近65种语言。此外,他还著有《果壳中的宇宙》、《时间简史的延续》、《霍金讲座》等。黑洞,婴儿宇宙等等,时空的本质,时空的未来,等等。

证明了奇性定理、发现霍金辐射、提出无边界条件猜想,创作了《时间简史》等。

1、奇性定理

指在现在的宇宙膨胀相的开端,时空被高度地畸变,并且具有很小的曲率半径。宇宙大爆炸有一个初始奇点,那是时间开始的地方。黑洞内部有一个奇点,那是时间终结的地方。

霍金70年代研究爱因斯坦的引力理论,他发现在很一般的条件下,空间和时间一定存在奇点,时空似乎被无限弯曲。不过当时还不清楚奇点是否真实存在。

伦敦伯克贝克学院的罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)证实,奇点确实会在黑洞中形成。后来,彭罗斯和霍金将同样的想法应用到整个宇宙中,并表明爱因斯坦的理论预测我们在遥远过去的奇点,这就是宇宙大爆炸。

霍金与彭罗斯一起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。

2、霍金辐射

霍金辐射,是一种关于黑洞的理论。其要旨是:黑洞会放出黑体辐射,这是由斯蒂芬·霍金在1972年建立它的数学模型的。霍金辐射的理论能说明如何降低黑洞的质量而导致黑洞蒸散的现象。

霍金辐射(有时也称为贝肯斯坦·霍金辐射 Bekenstein-Hawking radiation)是由英国物理学家斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)所提出的解释有关黑洞热力学性能的理论预测。

3、无边界条件

宇宙是一个从欧氏空间向洛氏时空的量子转变,从量子态宇宙或宇宙波函数的观点来看,欧氏空间来自绝对的无,这就实现了宇宙的无中生有的思想  。

这个欧氏空间是一个四维球面。在四维球面转变成洛氏时空的最初阶段,时空是可由德西特度规来描述的暴涨阶段。然后暴涨结束,再接着由大爆炸模型来描写。这个宇宙模型中空间是有限的,但没有边界,被称作闭合的宇宙空间模型。

从霍金提出这个理论之后,几乎所有的量子宇宙学研究都是围绕着这个模型展开。这是因为它的理论框架只对闭合宇宙空间有效。

4、撰写了《时间简史》征服了全世界3000万读者。黑洞理论使量子论和热力学在“霍金辐射”中得到完美统一,而他在20世纪80年代提出的无边界设想的量子宇宙论,解决了困扰科学界几百年的“第一推动”问题。

扩展资料:

霍金在2010年8月接受美国知识分子视频共享网站BigThink访谈时,再曝惊人言论,称地球200年内会毁灭,而人类要想继续存活只有一条路:移民外星球。

霍金表示,人类如果想一直延续下去,就必须移民火星或其他的星球,而地球迟早会灭亡。霍金说:“人类已经步入越来越危险的时期,我们已经历了多次事关生死的事件。

由于人类基因中携带的‘自私、贪婪’的遗传密码,人类正在一点点掠夺地球资源,人类不能把所有的鸡蛋都放在一个篮子里,所以不能将赌注放在一个星球上。”

英国著名天体物理学家史蒂芬·威廉·霍金继承认外星人的存在后,又发表一个惊人论述:他声称带着人类飞入未来的时光机,在理论上是可行的,

所需条件包括太空中的虫洞或速度接近光速的宇宙飞船。不过,霍金也警告,不要搭时光机回去看历史,因为“只有疯狂的科学家,才会想要回到过去‘颠倒因果’。”

物理学家霍金在拍摄的一部有关宇宙的纪录片时提到,人类其实能建造出接近光速的宇宙飞船,并且能够进入未来。霍金甚至说,自己是因为担心别人把他当成“怪人”,所以才不敢乱说话,也不愿意多谈有关时光机的东西,直到透过纪录片后才敢大方讨论。

2017年11月,霍金再次做出“预言”,称人类可能在2600年前就会灭绝。霍金认为,随着地球人口增长,能源消耗将会增加,地球将变成一个“熊熊燃烧的火球”。霍金认为,要摆脱这场灾难,只能去寻找一个适合人类生存的星球。

参考资料来源:百度百科—斯蒂芬·威廉·霍金

史蒂芬·霍金,是本世纪享有国际盛誉的伟人之一现年50多岁,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,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地教授职务,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广袤的时空,解开了宇宙之谜。霍金教授是现代科普小说家,他的代表作是1988年撰写的《时间简史》,这是一篇优秀的天文科普小说。

作者想象丰富,构思奇妙,语言优美,字字珠玑,更让人咋惊,世界之外,未来之变,是这样的神奇和美妙。这本书至今累计发行量已达2500万册,被译成近 40种语言。1992年耗资350万英镑的同名**问世。霍金坚信关于宇宙的起源和生命的基本理念可以不用数学来表达,世人应当可以通过**——这一视听媒介来了解他那深奥莫测的学说。本书是关于探索时间本质和宇宙最前沿的通俗读物,是一本当代有关宇宙科学思想最重要的经典著作,它改变了人类对宇宙的观念。本书一出版即在全世界引起巨大反响。《时间简史》对我们这些喜用言语表达甚于方程表达的读者而言是一本里程碑式的佳书。她长于一个对人类思想有接触贡献者之手,这是一本对知识无限追求之作,是对时空本质之谜不懈探讨之作。《时间简史续编》作为宇宙学无可争议的权威,霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者,《时间简史续篇》是为想更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。该书以坦白真挚的私人访谈形式,叙述了霍金教授的生平历程和研究工作,展现了在巨大的理论架构后面真实的“人”。该书不是一部寻常的口述历史,而是对二十世纪人类最伟大的头脑之一的极为感人又迷人的画像和描述。对于非专业读者,本书无疑是他们享受人类文明成果的机会和滋生宝贵灵感的源泉。《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》,是由霍金1976-1992年间所写文章和演讲稿共13篇结集而成。讨论了虚时间、有黑洞引起的婴儿宇宙的诞生以及科学家寻求完全统一理论的努力,并对自由意志、生活价值和死亡作出了独到的见解。

《时空本性》80年前广义相对论就以完整的数学形式表达出来,量子理论的基本原理在70年前也已出现,然而这两种整个物理学中最精确、最成功的理论能被统一在单独的量子引力中吗?世界上最著名的两位物理学家就此问题展开一场辩论。

本书是基于霍金和彭罗斯在剑桥大学的6次演讲和最后辩论而成。《未来的魅力》本书以斯蒂芬·霍金预测宇宙今后十亿年前景开头,以唐·库比特最后的审判的领悟为结尾,介绍了预言的发展历程,及我们今天预测未来的方法。该书文字通俗易懂,作者在阐述自己观点的同时,还穿插解答了一些有趣的问题,读来饶有趣味。霍金生平1942年1月8日出生于英国的牛津。1962年在牛津大学完成物理学学位课程,搬到剑桥大学攻读研究生,1963年霍金被诊断患有运动神经元疾病。1965年被授予博士学位。他的研究表明:用来解释黑洞崩溃的数学方程式,也可以解释从一个点开始膨胀的宇宙。1970年霍金研究黑洞的特性。他预言,来自黑洞(现在叫霍金辐射)的射线辐射及黑洞的表面积永远也不会减少。1974年被选为皇家学会会员。

他继续证明,黑洞有温度,黑洞发出热辐射,以及气化导致质量减少。1980年任剑桥大学数学鲁卡斯教授(艾萨克·牛顿曾任此职)。1988年出版《时间简史》,成为关于量子物理学与相对论最畅销的书。1996年至今继续在剑桥大学工作。相关知识史蒂芬·霍金:当代最重要的广义相对论家和宇宙论家。1988年获沃尔夫物理奖。目前担任剑桥大学卢卡逊数学讲座的教授。其主要专著有:《黑洞、婴儿、宇宙及其他》《时间简史——从大爆炸到黑洞》《时间简史续编》。

史蒂芬·威廉·霍金是本世纪享有国际盛誉的伟人之一,剑桥大学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。荣获英国剑桥大学卢卡斯数学教席,这是自然科学史上继牛顿和狄拉克之后荣誉最高的教席。

20世纪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。黑洞理论使量子论和热力学在“霍金辐射”中得到完美统一,而他在20世纪80年代提出的无边界设想的量子宇宙论,解决了困扰科学界几百年的“第一推动”问题。斯蒂芬·威廉·霍金的研究为理解黑洞和宇宙本源奠定了基础。

1970年代时,霍金将量子力学应用于解释黑洞现象,在之后的30年中,用量子力学解释整个宇宙已经变得更加困难了。霍金想找到一套可以完美解释整个宇宙现象的理论来说明137亿年诞生直到现在的宇宙,但是多年过去了就算无限接近他仍然没有得出结论。按照他的量子力学理论,宇宙诞生是大爆炸产生的,这是一个被压缩的无限小却具有超大重力的物质(也可以理解成密度无限大)爆炸的产物。

霍金的同事,伦敦玛丽皇后学院的麦克·格林(Michael Green)参与建构的超弦理论,简称为“弦论”,指出所有粒子和自然力量,其实都是在震荡中的像弦一样的微小物体,解决了霍金一直想努力解答的重力问题,该理论必须建立在宇宙必须有9、10甚至是大于11个的维度中,而人类身处的三维世界可能仅仅是真正的宇宙的其中一个膜。

霍金的“灰洞”理论认为,物质和能量在被黑洞困住一段时间以后,又会被重新释放到宇宙中。“经典黑洞理论认为,任何物质和辐射都不能逃离黑洞,而量子力学理论表明,能量和信息是可以从黑洞中逃离出来的。”霍金同时指出,对于这种逃离过程的解释需要一个能够将重力和其他基本力成功融合的理论。在过去近一百年间,物理学界没有人曾试图解释这一过程。

1973年,霍金称自己通过计算得出结论,黑洞在形成过程中其质量减少的同时,还不断在以能量的形式向外界发出辐射。这就是著名的霍金辐射理论,该理论提到的黑洞辐射中并不包括黑洞内部物质的任何信息,一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后,其中的所有信息就都随之消失了,这便是所谓的“黑洞悖论”。这种说法与量子力学的相关理论出现相互矛盾之处。因为现代量子物理学认定这种物质信息是永远不会完全消失的。

霍金曾表示,黑洞中量子运动是一种特殊情况,由于黑洞中的引力非常强烈,量子力学在此时已经不再适用了。霍金的这种说法并没有让科学界众多持怀疑态度学者信服。现在看来,霍金终于给了这个当年自相矛盾的观点一个更具有说服力的答案。霍金称,黑洞从来都不会完全关闭自身——霍金辐射,它们在一段漫长的时间里逐步向外界辐射出越来越多的热量,随后黑洞将最终开放自己并释放出其中包含的物质信息。

2016年8月16日,海法以色列理工学院的教授杰夫斯坦豪尔(Jeff Steinhauer)在出版的《自然物理学》杂志中一篇论文上证明了霍金辐射的量子效应。他制造一种声音黑洞而非光黑洞,使用的是带声音粒子即声子“视界”的长管。2014年斯坦豪尔教授发现,视界上随机产生了声子。在他最新的结果中,斯坦豪尔证明这些声子是一对相关声子中的一个,从而证明了霍金辐射的量子效应。

扩展资料

斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年1月8日至2018年3月14日),男,出生于英国牛津,英国剑桥大学著名物理学家,现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。

1979至2009年任卢卡斯数学教授,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,提出了黑洞蒸发理论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。获得CH(英国荣誉勋爵)、CBE(大英帝国司令勋章)、FRS(英国皇家学会会员)、FRSA(英国皇家艺术协会会员)等荣誉。

参考资料百度百科——霍金

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