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斯蒂芬·威廉·霍金(現代最偉大的物理學家之一)

斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年1月8日—2018年3月14日),男,出生于英國牛津,英國劍橋大學著名物理學家,現代最偉大的物理學家之一、20世紀享有國際盛譽的偉人之一。

1963年,霍金21歲時患上肌肉萎縮性側索硬化癥(盧伽雷氏癥),全身癱瘓,不能言語,手部只有三根手指可以活動。1979至2009年任盧卡斯數學教授,主要研究領域是宇宙論和黑洞,證明了廣義相對論的奇性定理和黑洞面積定理,提出了黑洞蒸發理論和無邊界的霍金宇宙模型,在統一20世紀物理學的兩大基礎理論——愛因斯坦創立的相對論和普朗克創立的量子力學方面走出了重要一步。獲得CH(英國榮譽勛爵)、CBE(大英帝國司令勛章)、FRS(英國皇家學會會員)、FRSA(英國皇家藝術協會會員)等榮譽。

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。2017年,為英國BBC錄制紀錄片《探索新地球》。?同年11月,霍金曾表示技術有望逆轉工業化對地球造成的一些危害,有助于消除疾病和貧困,但人工智能需要加以控制?,還預言2600年能源消耗增加,地球或將變成“火球”。

2018年3月14日,霍金逝世,享年76歲。霍金逝世后,引發全球各界悼念。

人物生平

童年經歷

斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking),1942年1月8日出生于英國牛津,出生當天正好是伽利略逝世300年忌日。父親法蘭克是畢業于牛津大學的熱帶病專家,母親伊莎貝爾1930年畢業于牛津研究哲學、政治和經濟。

1942年1月,納粹德軍幾乎夜夜不停地轟炸英國倫敦。這迫使霍金一家搬離海格特的家園遷到牛津避難。他們在霍金誕生后又回到了倫敦。童年時的霍金學業成績并不突出,但喜歡設計極為復雜的玩具。據說他曾用一些廢棄用品做出一臺簡單的電腦。

成年經歷

霍金畢業于牛津大學(University of Oxford)和劍橋大學(University of Cambridge),并獲劍橋大學博士學位。

1959年17歲的霍金入讀牛津大學的大學學院攻讀自然科學,用了很少時間而得到一等榮譽學位,隨后轉讀劍橋大學研究宇宙學。

1963年,21歲的他不幸被診斷患有肌肉萎縮性側索硬化癥即運動神經細胞病。當時,醫生曾診斷身患絕癥的他只能活兩年,可他一直堅強地活了下來。

1965年,23歲時他取得了博士學位留在劍橋大學進行研究工作。

1973年,他考察黑洞附近的量子效應,發現黑洞會像天體一樣發出輻射,其輻射的溫度和黑洞質量成反比,這樣黑洞就會因為輻射而慢慢變小,而溫度卻越變越高,最后以爆炸而告終。黑洞輻射或霍金輻射(包括de Sitter空間中的霍金輻射)的發現具有極其基本的意義,它將廣義相對論、量子場論和熱力學統一在一起,其為彎曲時空中的量子場論。1973年以后,他的研究轉向了量子引力論。雖然人們還沒有得到一個成功的理論,但是它的一些特征已被發現。例如,空間-時間在普朗克尺度下不是平坦的,而是處于一種粉末的狀態。在量子引力中不存在純態,因果性受到破壞,因此使不可知性從經典統計物理學、量子統計物理提高到了量子引力的第三個層次。

1980年以后,霍金的興趣轉向了量子宇宙論,提出了能解決宇宙第一推動問題的無邊界條件。2004年7月,他承認了自己原來的“黑洞悖論”觀點是錯誤的。《時間簡史》的副題是從大爆炸到黑洞。史蒂芬·威廉·霍金認為他一生的貢獻是在經典物理的框架里,證明了黑洞和大爆炸奇點的不可避免性,黑洞越變越大,但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因輻射而越變越小,大爆炸的奇點不斷被量子效應所抹平,而且整個宇宙空間正是起始于此。理論物理學的細節在未來的20年中還會有變化,但就觀念而言,已經相當完備了。

1985年,他因患肺炎做了穿氣管手術,被徹底剝奪了說話的能力,演講和問答只能通過語音合成器來完成。

1985年,第一次來到中國,到中國科學技術大學和北京師范大學訪問?。在科大水上講演廳做天體物理的學術報告。

1988年,霍金的科普著作《時間簡史:從大爆炸到黑洞》發行,從研究黑洞出發,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余萬冊,但因書中內容極其艱深,在西方被戲稱為“讀不來的暢銷書”(Unread Bestseller),有學者曾指這種書之所以仍可以如此暢銷,是因為書本嘗試解答過去只有神學才能觸及的題材:時間有沒有開端,空間有沒有邊界。

2001年10月,又一部作品《果殼中的宇宙》 (The Universe in a Nutshell)出版發行。該書是《時間簡史》的姐妹篇,以相對簡化的手法及大量圖解,訴說宇宙起源。

2002年,第二次來中國,在北京、杭州作主題為《膜的新奇世界》(Brane New World)科普報告,向公眾闡釋他的關于天體演化的“M理論”。

霍金亦試圖通過通俗演講,將自己的思想與整個世界交流,除了常在英國及美國發表演說,他90年代曾兩次到訪日本。

霍金曾指,大眾會好奇一位殘障人士,為何會想到這么多宇宙論,令他成了大眾媒體的寵兒。事實上,他在《星際迷航(Star Trek)》中的電視系列劇《星際迷航:下一代》中飾演過自己,與愛因斯坦及牛頓一起打橋牌;他亦曾在美國卡通片《辛普森一家》中“演出”,拯救劇中的女孩。其形象也在卡通片《飛出個未來》中的一集里出現。卡通片《居家男人》中則有與其類似的角色(Steve)對其進行了滑稽的模仿。

2006年,他在香港透露正與女兒合撰寫一套類似于《哈利波特》、但主題是理論物理學而非魔法的小說。

2006年6月,第三次來中國,他帶來的仍然是自己關于宇宙學最新的研究,在香港科技大學體育館主持一個題為"宇宙的起源"的演講時,轟動一時,被戲稱為受到“搖滾巨星”級的接待。2006年6月19日上午,在人民大會堂向北京的公眾講述《宇宙的起源》。

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,已嚴重影響其表達能力,并有可能使他無法發出獨特的“電腦聲”。

2012年4月6日,他在熱播美劇《生活大爆炸》第五季第21集中,以斯蒂芬·霍金教授的身份本色出演,在劇中與主角謝爾頓同框的畫面被無數粉絲奉為經典。

2012年,霍金在趙曉凱收藏北京奧運火炬上蓋上了兩枚金色指紋,并題詞:“為了人類長期生存,為了世界和平,我們需要銷毀所有核武器”(to ensure the long term survival of the human race we need to disarm all nuclear warheads and promote world peace!)?。

2017年為英國BBC錄制紀錄片《探索新地球》。

個人生活

個人信仰

霍金表示,世界上并不存在神,自己是無神論者,宗教相信奇跡,但是奇跡不能和科學并存。

家庭背景

史蒂芬·霍金1942年1月8日出生于英國牛津,他的父親弗蘭克與母親伊莎貝爾都就讀于牛津大學,弗蘭克主修醫學,伊莎貝爾學習哲學、政治學和經濟學。第二次世界大戰爆發后,弗蘭克原本想要從軍報國,上級認為他如果從事研究工作可以對國家給出更有價值的貢獻,他于是在一所醫學研究院任職研究員,伊莎貝爾也在這所研究院找到一份秘書工作。他們在這里相遇并且墜入愛河、共結連理。婚后,他們住在倫敦附近郊區海格特。那時正值納粹德軍轟炸英格蘭,倫敦遭受幾乎夜夜不停的空襲。夫妻二人被迫決定,伊莎貝爾應該搬遷到較為安全的牛津把孩子生下來。等到史蒂芬誕生后,伊莎貝爾才又回到海格特。在史蒂芬1歲與5歲時,他們還生了兩個女兒菲莉帕與瑪莉,史蒂芬14歲時,他們又收養了一個兒子愛德華。

霍金跟母親關系很好,其母住在莎士比亞的故鄉斯特拉特福,霍金經常去探望她。霍金還跟自己的女兒合著了幾本宇宙探險的科普書,他女兒已成為著名作家。

殘障惡疾

霍金患有一種不尋常的早發性和慢發性肌肉萎縮性脊髓側索硬化癥,這種疾病俗稱漸凍癥。這疾病開始于霍金在牛津大學讀書的最后一年,那時,他發現自己動作越來越笨拙,時常不知緣由地摔跤,劃船也變得力不從心。有一次,他還從樓梯上摔下來,頭先著地,造成暫時的記憶力輕微喪失。在劍橋大學時,狀況更加惡化,他的講話有些含糊不清。霍金的父母親也注意到他的健康問題,帶他去看專科醫生。在21歲時,醫生診斷其患有肌萎縮性脊髓側索硬化癥,只有兩年好活,但是,兩年光陰飛馳而去,他仍舊活著。

60年代后期,霍金的身體狀況又開始惡化,行動走路都必須使用拐杖,不再能定期教課。由于霍金逐漸失去寫字能力,他自己發展出一種替代的視覺性方法,他在腦里形成各種不同的心智圖案與心智方程,他可以用這些心智元素來思考物理問題。物理學者維爾納?以色列表示,霍金的思考過程,有如莫扎特只憑借想象就寫出一整首極具特色的交響樂曲。

霍金不愿對惡疾低頭,甚至不愿接受任何幫助。他最喜歡被視為是科學家,然后是科普作家,最重要的是,被視為正常人,擁有與其他人相同的欲望、干勁、夢想與抱負。

霍金的言語功能逐年退步,到了70年代后期,只剩下他的家人或密友能夠聽得懂他的話。 為了與其他人通話,他必須依賴翻譯。在霍金的辦公室大樓門口,沒有設置專門給輪椅通行的殘障坡道,劍橋大學不愿負擔搭建殘障坡道所需的款項,因此霍金與劍橋發生爭執,他與妻子共同發起活動敦促劍橋改善殘障設施。但是,對于扮演殘障權利代言人這角色,霍金的態度通常很摸棱兩可,一方面他很想幫助殘障族群,另一方面又想把自己跟殘障和殘障所伴隨的挑戰分開。他的這些態度引起了一些批評。

霍金在1985年拜訪歐洲核子研究組織時,感染了嚴重的肺炎,必須使用維生系統。由于病況危急,醫生詢問簡是否應該終止維生系統的運行。簡的答案是“不”,替代方案是霍金必需接受氣管切開術。這手術可以幫助他呼吸,但會使他從此以后再也無法發聲。手術后,經過在加護病房療養一段時間,霍金才被準許出院,但他需要全天24小時看護,費用非常昂貴。盡管英國國民保健署可以給付療養院費用,可是簡還是決定帶霍金回家。索恩知道霍金的病況后,建議他們尋求友人默里·蓋爾曼的幫助。那時,諾貝爾獎得主蓋爾曼是麥克阿瑟基金會的董事,麥克阿瑟基金會慷慨地答應負擔所有醫護費用。簡請到了三班護士輪流看護霍金,其中一位護士伊蓮?梅森后來成為霍金的第二任妻子。

霍金不再能講話,必須用特別方法傳達信息,對方一手拿著一張字母卡,另一手一個字母一個字母地用食指指,當指到霍金想要的字母時,霍金會揚起眉毛,這樣,可以慢慢地把整個單字拼出來。他被禁錮在輪椅上,只有三根手指和兩只眼睛可以活動,疾病已經使他的身體嚴重變形,頭只能朝右邊傾斜,肩膀左低右高,雙手緊緊并在當中,握著手掌大小的擬聲器鍵盤,兩腳則朝內扭曲著,嘴已經幾乎歪成S型,只要略帶微笑,馬上就會現出“呲牙咧嘴”的樣子。這已經成為他的標志性形象。他不能寫字,看書必須依賴一種翻書的機器。讀活頁文獻時,必須讓人將每一頁平攤在一張大辦公桌上,然后驅動輪椅如蠶吃桑葉般的逐頁閱讀。后來,電腦專家華特·沃特斯送給他一個稱為“平等者”的程式,可以讓他在屏幕上選擇單字、單詞或字母。平等者的字匯大約有2500–3000個單字,并內建了一個語音合成器。 平等者本來是執行于臺式電腦,護士伊蓮的先生大衛?梅森是電腦工程師,大衛在霍金的輪椅上設置了一臺小電腦,并且將平等者安裝在小電腦里。這樣,霍金就不再需要找人做他的翻譯,霍金很高興地說,“與在我失去說話功能前相比,我現在可以更如意地傳達信息。”霍金仍舊可以稍微操控他的手來開啟開關,每分鐘大約能給出15個單字。每一次演講前,他會事先準備好講義,然后用語音合成器把內容發表出來。有些人覺得語音合成器給出的聲音具有美國或斯堪地那維亞口音。霍金原本希望換成英國口音,但后來習慣了,反而覺得那就是他的聲音。

霍金的健康仍舊在緩慢惡化,2005年,他開始使用臉頰肌肉的運動來控制他的通訊設備,每分鐘大約可以輸出一個字。由于這疾病很可能引起閉鎖癥候群,霍金正與神經學專家研發出一套新系統,讓電腦將他的腦波圖樣翻譯為詞句。2009年,他不再能獨立駕駛他的輪椅,他的呼吸越加困難,時常需要使用人工呼吸器,還有幾次嚴重到需要去醫院診療。

婚姻生活

霍金就讀劍橋大學研究院時期,在1963年的新年派對里,遇到了正準備進入倫敦大學的簡·懷爾德(Jane Wilde),她被霍金的風趣幽默與獨立性格所吸引。

1964年10月,霍金與簡文定終身。霍金后來感言,這改變了他的人生,給予他生活的動機。簡覺得,她要尋找她存在的目的,她猜想這目的應是照顧霍金。

隔年,他找到一份研究員工作,于此,小倆口完成了婚姻大事。婚后第一年,為了完成學業,簡在周間必須住在倫敦,在周末才能與霍金共聚。幾經周折,他們在應用數學與理論物理系的大樓附近租到一間住屋,霍金每天只要走很短一段路就可以抵達辦公室。他還買了一輛三輪機動車,可以駕駛到劍橋附近鄉下的天文學學院辦事。

簡畢業于1966年,為了證明個人智識才能、給自己設定人生目標,她決定繼續留在倫敦大學攻讀博士學位,專門研究評論中世紀西班牙古書。隔年,霍金的大兒子羅柏特誕生,后來老二露希生于1969年,老三提摩西則生于1979年。

1974年,霍金獲聘去加州理工學院做研究,為了減輕負擔,簡提議找一位研究生或博士后幫助照顧霍金的生活起居,這樣,簡可以有更多休息時間。他們找到研究生柏納德·卡爾跟隨他們一起去加州帕薩迪納作研究。在那里,他們度過了很快樂、很有成果的一年。

簡在1977年12月參加圣馬克教會的合唱團。在那里,她遇到管風琴演奏家強納森·瓊斯。逐漸地,瓊斯與霍金一家走得越來越近。到了1980年中期,簡與瓊斯發展出羅曼蒂克的友情,簡曾透露,她的丈夫很勉強地接受了這現實:“他不會表示反對,只要我持續地愛他。”那時,簡與瓊斯決定不讓這脆弱的家庭破碎,有很久一段時間,他們彼此之間只是努力地維持著純友誼的關系。

多年來,照顧霍金病情與起居的護士與助手也不可避免地侵擾了他們的家庭生活,使得簡不知如何是好,霍金與簡之間的婚姻關系變得益發緊繃。他明星般的地位對于家庭成員與學校同事都是一場挑戰。1980年代后半期,陪伴霍金出外旅行的人時常是護士伊蓮·梅森,他們彼此開始喜歡對方,霍金要伊蓮盡可能陪伴他。伊蓮的個性很強悍,她極力守護她與霍金之間的親近關系。霍金家人、其他護士與看護人員對她都很有意見。

最后,霍金與簡維持了幾乎25年的的婚姻終于觸礁。1990年,霍金正式與簡離婚。對于兩人最終分手的原因,媒體曾有不同的猜測,而按照英國人邁克爾·懷特和約翰·葛瑞本合著的《霍金傳》的說法,他們離婚的最主要原因,還是跟霍金的科學研究有關。因為他的研究,霍金從早期的不可知論者變成了一名極端的無神論者,他以自己的無邊界理論完全排除了上帝的概念。然而,簡卻是一名虔誠的教徒,上帝是她的精神支柱之一,正是有這樣的信仰才讓簡在這20多年間肩負起了照顧霍金的重擔。但也有一種說法是霍金跟自己的一個女護士伊蓮走得越來越近,從而冷落了簡,這名女護士后來成了霍金的第二任妻子。簡(Jane)寫有《霍金:前妻回憶錄》(上)(下)。

1995年迎娶伊蓮,霍金開心地表示,“好棒,我已與我愛的人結婚”。簡則與瓊斯結婚,她于1999年發表了一本回憶錄《移動星星的音樂》,描述她與霍金婚姻的生活點滴與破裂之緣由,無以遮掩的曲折情節立即在大眾傳媒引起了一陣轟動。如同他往常處理關于自己私生活的方式,霍金并沒有做出任何公開回應,他只表示從不閱讀關于自己的傳記。

霍金再婚后,他的家人很少有機會與他見面,他們懷疑霍金可能遭到虐待。2004年初,媒體報導,霍金遭到第二任妻子虐打,這消息立刻轟動全世界。為此,霍金在醫院病床上發表聲明,指稱這消息失實,并表示“我全心堅決駁斥說我遭到虐待的說法。媒體的報導純屬虛構,有人散播這樣不實的消息,令我感到失望。我妻子與我相愛。今天我還能活著,完全是因為她。我要求媒體尊重我的私生活,讓我專注于從疾病中恢復健康。”然而外界傳出霍金身上出現多處神秘傷痕,手腕骨折,臉部和嘴唇有很深的切口。同年3月,英國警方正式向霍金詢問了解相關情況,并向先前照顧霍金的護士查問并且索取資料,但由于霍金不愿意提出控訴,警方最終只好結束案件。霍金的女兒露西·霍金在訪問中曾說,約2000年已發現父親身上有傷痕,但是父親說是他不小心自己弄傷的,她未有在意。

2006年夏天,64歲的霍金與第二任妻子伊蓮辦妥離婚手續,結束了他們作為夫妻共同生活的11年。霍金與簡合好,重新與兒孫們共享天倫之樂。為了反映這段快樂時期,簡將先前著作《移動星星的音樂》進行了大幅度編修,刪除了很多不堪回首的敘述,更換為對于未來盼望的語句,完成后發表為著作《遨游至天涯海角》。

2014年,霍金與第一任妻子簡的愛情故事被著名導演詹姆斯·馬什搬上大熒幕,主演埃迪·雷德梅尼的演繹受到了霍金本人的稱贊,雷德梅尼也因這一角色收獲了當年奧斯卡最佳男主角獎。

精彩語錄

  • 1.當你面臨著夭折的可能性,你就會意識到生命是寶貴的,你有大量的事情要做。

  • 2.是先有雞還是先有蛋?

  • 3.宇宙有開端嗎?如果有的話在此之前發生過什么?

  • 4.宇宙從何處來又往何處去

  • 5.活著就有希望。

  • 6.時間有沒有盡頭。

  • 7.科學家和娼妓都是做他們喜歡的事賺錢。

  • 8.一個人如果身體有了殘疾,絕不能讓心靈也有殘疾。

  • 9.生活是不公平的,不管你的境遇如何,你只能全力以赴。

  • 10.我的手指還能活動,我的大腦還能思考,我有終身追求的理想,有我愛和愛我的親人和朋友,對了我還有一顆感恩的心……在一次新聞發布會上,一位女記者提出一個苛刻的問題。但霍金還是以恬靜的微笑這樣回答。霍金不僅以他的成就征服了科學界,也以他頑強搏斗的精神征服了世界。

  • 11.雖然我行動不便,說話需要機器的幫助,但是我的思想是自由的。

  • 12.我們一世為人被教導很多常識,但常識往往只是偏見的代名詞。

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后榮譽最高的教席。

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。憑一本薄薄的《時間簡史》征服了全世界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。

斯蒂芬·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》(The Simpsons)和科幻劇集 《星際迷航:下一代》(Star Trek:The Next Generation)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,不甘落后,這就是為什么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,霍金將量子力學應用于解釋黑洞現象,在之后的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。量子力學的理論范疇不能夠解釋這一個過程是如何進行?為什么會這樣?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甚至是大于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,英國著名科學家斯蒂芬·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》(Information Preservation and Weather Forecasting For Black Holes)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”,不過“灰洞”的確存在。這是為了解決“防火墻”問題于新理論中設定“黑洞不存在”,其并非真不存在。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。

霍金的“灰洞”理論認為,物質和能量在被黑洞困住一段時間以后,又會被重新釋放到宇宙中。他在論文中承認,自己最初有關視界的認識是有缺陷的,光線其實是可以穿越視界的。當光線逃離黑洞核心時,它的運動就像人在跑步機上奔跑一樣,慢慢地通過向外輻射而收縮。“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。”霍金同時指出,對于這種逃離過程的解釋需要一個能夠將重力和其他基本力成功融合的理論。在過去近一百年間,物理學界沒有人曾試圖解釋這一過程。

對于霍金的“灰洞”理論,一些科學家表示認可,也有人持懷疑態度。美國卡夫立理論物理研究所的理論物理學家約瑟夫·波爾欽斯基(Joseph Polchinski)指出,根據愛因斯坦的引力理論,黑洞的邊界是存在的,只是它與宇宙其他部分的區別并不明顯。其實,早在2004年霍金就曾做出過類似表示。當年7月21日,霍金在“第17屆國際廣義相對論和萬有引力大會”上指出,黑洞并非如他和其他大多數物理學家以前認為的那樣,對其周遭的一切“完全吞噬”,事實上被吸入黑洞深處的物質的某些信息可能會在某個時候釋放出來。

1973年,霍金稱自己通過計算得出結論,黑洞在形成過程中其質量減少的同時,還不斷在以能量的形式向外界發出輻射。這就是著名的霍金輻射理論,該理論提到的黑洞輻射中并不包括黑洞內部物質的任何信息,一旦這個黑洞濃縮并蒸發消失后,其中的所有信息就都隨之消失了,這便是所謂的“黑洞悖論”。這種說法與量子力學的相關理論出現相互矛盾之處。因為現代量子物理學認定這種物質信息是永遠不會完全消失的。

30多年來,霍金試圖以各種推測來解釋這一自相矛盾的觀點。霍金曾表示,黑洞中量子運動是一種特殊情況,由于黑洞中的引力非常強烈,量子力學在此時已經不再適用了。霍金的這種說法并沒有讓科學界眾多持懷疑態度學者信服。現在看來,霍金終于給了這個當年自相矛盾的觀點一個更具有說服力的答案。霍金稱,黑洞從來都不會完全關閉自身——霍金輻射,它們在一段漫長的時間里逐步向外界輻射出越來越多的熱量,隨后黑洞將最終開放自己并釋放出其中包含的物質信息。

2016年8月16日,海法以色列理工學院的教授杰夫斯坦豪爾(Jeff Steinhauer)在出版的《自然物理學》雜志中一篇論文上證明了霍金輻射的量子效應。他制造一種聲音黑洞而非光黑洞,使用的是帶聲音粒子即聲子“視界”的長管。2014年斯坦豪爾教授發現,視界上隨機產生了聲子。在他最新的結果中,斯坦豪爾證明這些聲子是一對相關聲子中的一個,從而證明了霍金輻射的量子效應。

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