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数学与人工智能


据英国天空新闻等多家媒体3月14日消息,史蒂芬·霍金去世,享年76岁。

或许大多人都和大话君一样,对于霍金的了解只是基于学校课本上的简短介绍,但是我相信,对自然科学稍感兴趣的同学,绝对会对他印象深刻。惊讶的不仅是他全身瘫痪,不能言语,只有三根手指可以动,更令人感叹的,是他那仅有的“先知”一般的大脑,对宇宙科学的大胆探索和预测,一次次刷新着人类的宇宙观。“宇宙之王”的称号,当之无愧。

霍金简介

斯蒂芬·威廉·霍金(StephenWilliamHawking),年1月8日出生于英国牛津。出生当天正好是伽利略逝世年忌日。

霍金毕业于牛津大学(UniversityofOxford)和剑桥大学(UniversityofCambridge),并获剑桥大学博士学位。

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,可他一直坚强地活了下来。

年,23岁时他取得了博士学位留在剑桥大学进行研究工作。

科学方面

霍金的研究领域是引力与黑洞,他主要有两个贡献:奇点定理()与霍金辐射()。霍金的主要工作都作于上世纪60年代末70年代初黑洞研究大发展时期,霍金(与G.Ellis)的专著《时空的大尺度结构》()也成书于这一时期。霍金的早期工作是当时引力与黑洞领域非常重要的进展,对这一领域也起到了非常大的促进作用,但是还谈不上最重大(更谈不上伟大)。相较于前面提到的两个贡献,霍金被引用最多的工作可能是“贝肯斯坦-霍金熵”公式,但很可惜,这个工作不是霍金先做出来的。

而从70年代到现在30多年时间里,引力与黑洞领域研究取得了长足的进展。霍金的贡献可以位列其中,但是并不是唯一和最重大的。另一个例子是宇宙学。虽然公众对霍金的印象是霍金在研究宇宙,但是有趣的是,如今专业的宇宙学研究论文里几乎不会出现霍金的名字。至于霍金的《时空的大尺度结构》,虽然这本书在引力研究领域名气很大,但是今天做宇宙学研究的人可能大部分都没看过,因为他们有别的合适得多的参考书籍。

作为一位70岁的老人(霍金生于),霍金仍然在搞科研。但是和所有已经功成名就的大科学家一样,科研基本上止于姿态,对主流科学界基本没有什么影响。

奇点定理:RogerPenrose(彭罗斯,似乎更牛)一起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。

霍金辐射:受Bekenstein熵的启发下,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。这是广义相对论和量子力学相结合的第一个典范,具有特殊的重要性。

霍金的主要工作都作于上世纪60年代末70年代初黑洞研究大发展时期,他的早期工作对引力与黑洞领域起到了非常大的促进作用。其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。

公众对霍金的印象是一个宇宙科学家,他的研究对象是宇宙,但其实他对观测天文并不感兴趣,只有几次用望远镜观测过。他的研究方式主要是通过猜想和理论相结合做出预言性结论(这或许是令很多人不能信服的原因吧)。

霍金认为他一生的贡献是,在经典物理的框架里,证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性,黑洞越变越大;但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因辐射而越变越小,大爆炸的奇点不但被量子效应所抹平,而且整个宇宙正是起始于此。

科普方面

霍金作为当代理论物理的代言人,对于在公众面前宣传理论物理作用是极大的。这一影响力应该无人能出其左右。

当然,霍金在学术界的名气是与其贡献相称的。同行们将霍金视为上世纪70年代以来在引力和黑洞领域作出杰出贡献的众多学者之一。而并没有把他摆在诸如牛顿、爱因斯坦,等人之上。但是,他在公众面前的名气令人匪夷所思。其一方面来自其研究领域的普遍吸引力——你很难找到比诸如时空、宇宙这样更吸引大众的主题了,何况研究领域涉及到拿爱因斯坦这样的大牛。传言,也因为剑桥大学霍金团队以及出版商的运作,将他包装成了“伟大”的科学明星。

其代表作《时间简史》(),探索着宇宙的起源,凭借丰富的想象,精妙的构思,字字珠玑,阐释宇宙未来之变,神奇而美妙。这本书至今累计发行量已达万册,被译成近40种语言。

霍金在学术界的名气是与其贡献相称的。他的理性的同行们将霍金视为上世纪70年代以来在引力和黑洞领域作出杰出贡献的众多学者之一,而并没有把他摆在诸如牛顿、爱因斯坦,甚至费曼、杨振宁的位置上。至于霍金在公众面前的名气则多少有些匪夷所思。其一方面来自其研究领域的普遍吸引力——你很难找到比诸如时空、宇宙这样更吸引大众的主题了,何况还可以拿爱因斯坦打广告;一定程度上也是剑桥大学霍金团队以及出版商的运作,否则你很难理解为何一个科普作家被包装成了“伟大”的科学明星。

《果壳中的宇宙》是霍金继《时间简史》后最重要的著作。霍金在书中,再次把我们带到理论物理的最前沿,用通俗的语言向我们解释宇宙的原理,谁也无法想象果核与宇宙的联系,而霍金正向我们生动,形象地讲述这些神奇。和《时间简史》一起成为全世界最畅销的科普著作之列,影响力可见一斑!

霍金在科学上的成就和杨振宁、温伯格、施温格、费曼有差距,除了健康因素外(当然这个因素非常重要),很大程度是因为,比他们晚了一代。

你看杨振宁他们比海森堡狄拉克晚了一代,海森堡狄拉克们又比爱因斯坦和波尔晚了一代。「一代不如一代」。

我相信,如果霍金没有得那个怪病,而且生在相对论和量子力学诞生的年代的话,他会出现在索尔维会议的那张照片上。

当然啦,作为一位大半生困在轮椅上人,霍金至今仍然在坚持科研和写作,身残志坚,与命运抗争,这种精神绝对称得上伟大。

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长按







































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