霍金對人類有重大實際意義的貢獻

2023-04-02 01:05:49 4

展開全部霍金對人類的貢獻：

1、1970年：奇性定理  霍金70年代研究愛因斯坦的引力理論，他發現在很一般的條件下，空間和時間一定存在奇點，時空似乎被無限彎曲。不過當時還不清楚奇點是否真實存在。倫敦伯克貝克學院的羅傑•彭羅斯（RogerPenrose）證實，奇點確實會在黑洞中形成。後來，彭羅斯和霍金將同樣的想法應用到整個宇宙中，並表明愛因斯坦的理論預測我們在遙遠過去的奇點，這就是宇宙大爆炸。霍金與彭羅斯一起證明了著名的奇性定理，為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。   

2、1971-1972年：黑洞定理   黑洞有自己的一套定理，反映更熟悉的熱力學定理。霍金提出第二定理，其中規定，黑洞的總表面面積永遠不會變小，至少在目前的古典物理學方面。又稱霍金的黑洞面積定理，這為物理學家提出了一個謎題。該定理暗示黑洞是熱的，否定了古典物理學所認為的黑洞不輻射熱量的說法。霍金還證明了黑洞「無毛」定理：無論什麼樣的黑洞，其最終性質僅由三個物理量（質量、角動量、電荷）惟一確定。即當黑洞形成之後，只剩下這三個不能變為電磁輻射的守恆量，其他一切信息（「毛髮」）都喪失了，黑洞幾乎沒有形成它的物質所具有的任何複雜性質，對前身物質的形狀或成分都沒有記憶。   

3、1974-1975年：黑洞如何消失   物理學家曾經認為，沒有任何東西可以逃脫黑洞。霍金根據量子理論認為，黑洞應該能夠放出熱量，並最終消失。這個過程對於正常的黑洞來說是緩慢的。與太陽同等質量的黑洞將花費更長的時間蒸發。但質量較小的黑洞蒸發得更快，它們在臨近生命的末期將以驚人的速度釋放熱量。在最後的十分之一秒，黑洞可能爆發與一百萬個百萬噸級的氫彈爆炸相同的能量。   

4、1982年：星系如何出現   宇宙學一個流行的理論認為，宇宙大爆炸後不久經歷了一個快速通脹期。霍金是其中一位首次證明量子如何漲落的科學家。量子漲落，即物質分布的微小變化，在快速通脹期可能會加速宇宙中星系的傳播。開始有一些微小差別的物質在引力的作用下聚集在一起，成長為現在所看到的宇宙結構。  

5、1983年：宇宙波函數   霍金將他的大部分時間花費在試圖建立一個引力量子理論。但在1983年與芝加哥大學的吉姆•哈特(JimHartle)合作時，他開始將歐幾裡德（Euclidean）量子引力的觀點應用在黑洞理論方面，他們共同提出，「宇宙波函數」從理論上講，可以用來計算所看到的宇宙特性。擴展資料主要成就史蒂芬·威廉·霍金是本世紀享有國際盛譽的偉人之一，劍橋大學數學及理論物理學系教授，當代最重要的廣義相對論和宇宙論家。榮獲英國劍橋大學盧卡斯數學教席，這是自然科學史上繼牛頓和狄拉克之後榮譽最高的教席。20世紀70年代他與彭羅斯一道證明了著名的奇性定理，為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。他因此被譽為繼愛因斯坦之後世界上最著名的科學思想家和最傑出的理論物理學家。憑一本薄薄的《時間簡史》徵服了全世界3000萬讀者。黑洞理論使量子論和熱力學在「霍金輻射」中得到完美統一，而他在20世紀80年代提出的無邊界設想的量子宇宙論，解決了困擾科學界幾百年的「第一推動」問題。

史蒂芬·威廉·霍金的研究為理解黑洞和宇宙本源奠定了基礎，不過據他本人指出，他在動畫片《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《大設計》中強調，宇宙不需要一個造物主或「上帝」，以「哲學已死」開篇，這意味著人類將從愚昧的自我奴役超脫出來，其否認了純哲學和宗教可以真正解釋自然，這也表明各大宗教只是古代精神世界探索未知，追求不滅解脫的體系，而非客觀真理。隨著時代的進步，人類文明也當奮起直追，不甘落後，這就是為什麼世代有識之士追求存在、生命和宇宙的意義。解決這些命題本來應該是哲學家的任務，可惜科學的高度發展使得哲學無法跟上。霍金希望解開宇宙誕生之時的奧秘，1970年代時，霍金將量子力學應用於解釋黑洞現象，在之後的30年中，用量子力學解釋整個宇宙已經變得更加困難了。霍金想找到一套可以完美解釋整個宇宙現象的理論來說明137億年誕生直到現在的宇宙，但是多年過去了就算無限接近他仍然沒有得出結論。按照他的量子力學理論，宇宙誕生是大爆炸產生的，這是一個被壓縮的無限小卻具有超大重力的物質（也可以理解成密度無限大）爆炸的產物。量子力學的理論範疇不能夠解釋這一個過程是如何進行？為什麼會這樣？霍金說「那必須有一套可以描述小規模重力的理論」。

霍金的同事，倫敦瑪麗皇后學院的麥克·格林（Michael.Green）參與建構的超弦理論，簡稱為「弦論」，指出所有粒子和自然力量，其實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題，該理論必須建立在宇宙必須有9、10甚至是大於11個的維度中，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膜。2014年1月24日，英國著名科學家史蒂芬·霍金教授再次以其與黑洞有關的理論震驚物理學界，在《黑洞的信息保存與氣象預報》（InformationPreservationandWeatherForecastingForBlackHoles）的論文中，霍金指出，由於找不到黑洞的邊界；因此「黑洞是不存在的」，不過「灰洞」的確存在。這是為了解決「防火牆」問題於新理論中設定「黑洞不存在」，其並非真不存在。黑洞的邊界又稱「視界」，經典黑洞理論認為，黑洞外的物質和輻射可以通過視界進入黑洞內部，而黑洞內的任何物質和輻射均不能穿出視界。「經典黑洞理論認為，任何物質和輻射都不能逃離黑洞，而量子力學理論表明，能量和信息是可以從黑洞中逃離出來的。」參考資料：霍金.百度百科