沒能等到2020年的諾貝爾獎,但霍金如同掉落黑洞,信息永存
所謂“奇點”,在物理上是存在而又不存在的壹個極小點,是廣義相對論的壹個預測結果。這是空間和時間具有無限曲率的壹點,空間和時間在該處完結。由於宇宙處於不斷膨脹中,所以如果倒退宇宙進化過程,那麽宇宙最初必然是起源壹個奇點。目前任何的物理理論(包括奇點定理)都在奇點附近失效,所以無法描述奇點附近會發生什麽。宇宙起源於奇點的“大爆炸”,這是目前宇宙起源論的最主流說法。
“霍金輻射”則是霍金另壹個主要貢獻,運用彎曲時空背景下的量子場論方法,證明黑洞像熱力學黑體壹樣對外輻射。其主要內容是指光子變成的兩個正反虛粒子,在靠近黑洞視界時候,可能會有壹個掉落黑洞視界之內,而沒有掉落的那顆在宇宙中失去了湮滅的夥伴,可以從虛粒子轉化為實粒子,從而長留宇宙。虛粒子轉化實粒子的質量來自黑洞,從因此宏觀看來就相當於黑洞蒸散。有了霍金的理論,不但可以解釋了“黑洞熵”的難題,而且也可以說明黑洞的質量有可能會減小,符合“能量守恒”定律。
當然,霍金不僅僅是在學術研究上的貢獻,在科普上霍金的貢獻可謂前無古人。作為天文物理學的“代言人”,霍金讓很多的人喜歡上了物理的研究,讓更多的人了解了現代物理理論。1988年發行的《時間簡史》,至今全球銷售量達到2500萬冊,翻譯為40多種語言,創下世界紀錄,長期雄踞科學類暢銷書的榜首。
然而上天是無情的,不知道是否因為霍金發現了太多天機,他的遭遇確實非常坎坷,甚至連話都無法說,上天不讓他“泄露天機”。
早在1963年的時候,年僅21歲的霍金就患上了盧伽雷氏癥(肌肉萎縮性側索硬化癥),全身僵化癱瘓,不能言語,僅3個手指可以動。當然,這個過程不是壹下子的,而是慢慢發展的。壹開始只是手腳不靈活,需要拄著拐杖走,到後面就只能坐輪椅了,但是還能手還能控制輪椅。直到70年代末,霍金說話才開始模糊不清,1985年因患肺炎做了穿氣管手術,從此徹底被剝奪了嘴巴說話的權利,只能靠語音合成器發出聲音。期間,霍金還生下了3個兒女,幸運的是三個兒女都沒有遺傳霍金的疾病,都能 健康 長大。
不過霍金面對疾病並沒有妥協投降,而是與病魔抗爭了幾十年,霍金主要的研究貢獻都是在患病後創立的。與壹般的天文學家不同,霍金幾乎不進行天文觀測(壹生只進行過數次),他主要是靠直覺和驚人的大腦推理出來的!比如聞名世界的“霍金輻射”就是他睡覺時候突然來了靈感而創造出來的,當然,從靈感到完整理論,霍金花了整整三年時間。
霍金雖然聲名赫赫,獲得過很多榮譽和勛章,但是沒有獲得過諾貝爾獎。其中重要的壹個原因就是霍金的貢獻都是理論,而且目前還未能實證證明,而諾貝爾獎的壹個基本條件就是“實證”。只要未能實證的,都可能存在錯誤的機率,所以諾貝爾獎是不允許這種“可能”存在的。
愛因斯坦獲得諾貝爾獎的原因是發現光電效應,而不是創立相對論,就是因為相對論目前的實證還未足夠。霍金最著名的“霍金輻射”確實是諾貝爾獎級的發現,完美解決很多物理上的困擾問題,但是迄今為止人類未能發現“霍金輻射”(太難辨別了),所以壹直未能得到諾貝爾獎。
2020年諾貝爾物理獎在10月6日揭曉,獲獎的三位研究都與黑洞相關。其中獲得壹半諾貝爾獎的羅傑·彭羅斯(Roger·Penrose)已經89歲,和霍金不僅是對手,更是老搭檔了,其中兩人合作完美地證明了“奇點定理”,從此再也沒人懷疑奇點的存在,轉而開始研究奇點的性質。
本次諾貝爾獎中羅傑·彭羅斯獲獎理由是發現黑洞形成是廣義相對論的壹個預言,他證明黑洞的形成是壹個穩定的過程,並認為黑洞的中心隱藏著壹個奇點,所有已知自然法則在這裏都不再適用。由此可見,彭羅斯的獲獎原因與黑洞及奇點有關,如果霍金能多活幾年,獲得諾貝爾獎的機率還是挺高的。
沒有獲得諾貝爾獎也不重要了,斯人已往。霍金先生在2018年3月14日去世,在他去世後13個月,人類首張黑洞照片公布,遺憾的是霍金先生沒有看到。不過沒有關系,如同掉落黑洞的物質信息不會消失壹樣,偉大的霍金先生也會信息永存,精神永存!