史蒂芬霍金的主要成就
史蒂芬霍金的主要成就
霍金21歲時患上肌肉萎縮性側索硬化症（盧伽雷氏症），全身癱瘓，不能言語，手部只有三根手指可以活動。下面，小編為大家分享史蒂芬霍金的主要成就，希望對大家有所幫助！
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》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·霍金的研究為今天我們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。霍金在《大設計》的開篇中說到“哲學已死”就是這個意思。
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”。
最新的科學突破是霍金的同事，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”，這理論指出所有粒子和自然力量，其實都是在震盪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，這個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……
為數眾多的世界各地科學家正在太空和地球做相關的實驗來證明弦論以及從實驗來證明從而支援霍金的黑洞理論和量子理論。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，在日前發表的一篇論文中承認，“黑洞是不存在的”，不過“灰洞”的確存在。在這篇名為《黑洞的資訊儲存與氣象預報》（Information Preservation and Weather Forecasting For Black Holes）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”，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透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。
霍金的最新“灰洞”理論認為，物質和能量在被黑洞困住一段時間以後，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，慢慢地透過向外輻射而收縮。“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，能量和資訊是可以從黑洞中逃離出來的。”霍金同時指出，對於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。
對於霍金的“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別並不明顯。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，黑洞並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資訊可能會在某個時候釋放出來。
1973年，霍金稱自己透過計算得出結論，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並不包括黑洞內部物質的任何資訊，一旦這個黑洞濃縮並蒸發消失後，其中的所有資訊就都隨之消失了，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資訊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，由於黑洞中的引力非常強烈，量子力學在此時已經不再適用了。霍金的這種說法並沒有讓科學界眾多持懷疑態度學者信服。現在看來，霍金終於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裡逐步向外界輻射出越來越多的熱量，隨後黑洞將最終開放自己並釋放出其中包含的物質資訊。
2016年8月16日，海法以色列理工學院的教授傑夫斯坦豪爾（Jeff Steinhauer）在出版的《自然物理學》雜誌中一篇論文上證明了霍金輻射的量子效應。他製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。