霍金的成就有哪些?霍金和杨振宁两个人谁在科学领域成就更
发布时间: 2023-07-18

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霍金的成就有哪些

1、奇性定理

指在现在的宇宙膨胀相的开端,时空被高度地畸变,并且具有很小的曲率半径。

霍金70年代研究爱因斯坦的引力理论,他发现在很一般的条件下,空间和时间一定存在奇点,时空似乎被无限弯曲。不过当时还不清楚奇点是否真实存在。伦敦伯克贝克学院的罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)证实,奇点确实会在黑洞中形成。

后来,彭罗斯和霍金将同样的想法应用到整个宇宙中,并表明爱因斯坦的理论预测我们在遥远过去的奇点,这就是宇宙大爆炸。霍金与彭罗斯一起证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。

2、黑洞理论

1974年,霍金提出黑洞蒸发的概念,认为在黑洞周围,在虚粒子产生的相对瞬间,会出现四种可能性:直接湮灭、双双落入黑洞、正粒子落入黑洞而负粒子逃脱、负粒子落入黑洞而正粒子逃脱,而且最后一种可能性最低。霍金据此进一步提出了微型黑洞(也称为原初黑洞)的概念。

史蒂芬·霍金于2014年1月26日的论据:爱因斯坦的重力方程式的两种奇点的解,分别是黑洞跟白洞。不过理论上黑洞应该是一种“有进没出”的天体,而白洞则只能出而不能进。然而黑洞却有粒子的辐射,所以不再适合称其名为黑洞,而应该改其名为“灰洞”,先前认为黑洞可以毁灭信息情报的看法,是他“最大的失误”。

3、无边界宇宙理论

霍金在80年代初,创立了量子宇宙学的无边界学说。他认为,时空是有限而无界的,宇宙不但是自洽的,而且是自足的,它不需要上帝在宇宙初始时的第一推动。

无边界宇宙理论还把上帝从“造物主”中摒除出去,他认为,时空是有限而无界的,宇宙不但是自洽的,而且是自足的,它不需要上帝在宇宙初始时的第一推动。宇宙的演化甚至创生都单独地由物理定律所决定,这样就把上帝从宇宙的事物中完全摒除出去,后来宇宙背景辐射探测者对太空背景温度起伏的观察证实了这个预言,也证明了世界上是无神论的说法。

4、霍金辐射霍金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,从而提出了霍金辐射。

在“真空”的宇宙中,根据海森堡不确定性原理,会在瞬间凭空产生一对正反虚粒子,然后瞬间消失,以符合能量守恒。在黑洞视界之外也不例外。斯蒂芬·威廉·霍金推想,如果在黑洞外产生的虚粒子对,其中一个被吸引进去,而另一个逃逸的情况。

如果是这样,那个逃逸的粒子获得了能量,也不需要跟其相反的粒子湮灭,可以逃逸到无限远。在外界看就像黑洞发射粒子一样。这个猜想中的辐射被命名为“霍金辐射”。由于它是向外带去能量,所以它是吸收了一部分黑洞的能量,黑洞的质量也会渐渐变小,消失;它也向外带去信息,所以不违反信息定律。

5、宇宙波函数霍金与Jim Hartle合作时,共同提出了“宇宙波函数”,“宇宙波函数”从理论上讲,可以用来计算我们所看到的宇宙特性。

霍金和杨振宁两个人谁在科学领域成就更大

首先,这两个人都很伟大,至于成就,杨振宁是要更大一些的。

霍金

先说说霍金,霍金的最大成就在于霍金辐射。这些成果说实在的,太宏大了,根本观测不到啊。尤其霍金辐射,是说黑洞也会蒸发,可问题是我们2016年才好不容易观测到了黑洞的存在,而要观测到黑洞蒸发简直是太难太难了。但如果能观测到,霍金跻身到顶级物理学家的行列内还是有可能的。这也是为什么诺奖没有给霍金的原因,因为还没有办法证实。

杨振宁

杨振宁和霍金是完全不一样的,杨振宁拿诺奖的宇称不守恒其实还不算是他最杰出的科学成就,但是能拿在于吴健雄的实验确实太给力了,直接就给证实了。而杨振宁更大的成就在于杨米尔斯理论,这个理论其实有点类似于一个骨架,给后面研究粒子的人提供了研究方向,所以杨振宁这方面的成就其实有点类似于开宗立派的味道,所以是妥妥的顶级物理学家的行列。但他也止步于此,有人说他可以和牛顿、爱因斯坦齐名,其实这有点过了的,因为他和杨米尔斯只是完成了骨架,实际上理论有很多未完善的地方,后来有很多数学家和物理学家都加入进来进行完善,至今还在努力当中。而牛顿和爱因斯坦就完全不一样了,他们几乎是凭一人之力就完成了从0到1,再从1到100的过程。不过之所以杨振宁不能像牛顿、爱因斯坦那样也是有原因的,因为现代物理实在太艰深,很难凭借一个人完成一向如此浩大的理论。不过说杨振宁是爱因斯坦和量子学派那帮奠基人之后组伟大的科学家之一,这点是毫无疑问的。

综上,杨振宁的成就肯定要远大于霍金。但是霍金的学术成就在未来可能是会被肯定,而地位也会被提高。但是即使是那样,也很难超越杨振宁。

霍金一生对人类影响最大的成就是什么他为什么没有获得过诺贝尔奖

霍金的成就非常多,包括科学研究上的、科学普及上的以及鼓舞人心上的,而这三者是按照递增的顺序排序。也就是说,影响最大的成就,是他作为一个身残志坚、仰望星空的形象,对人类意志力和好奇心的巨大鼓励。不是说他在科研和科普上的成就小,只是跟这项成就比起来,不是一个量级的。当然,鼓舞人心方面的成就,是以科研和科普的成就为基础的。

斯蒂芬·霍金

在这个前提下,我们来回答第二个问题:为什么霍金没有得诺贝尔奖?

基本的原因其实就是:霍金的科研成果中,没有符合诺贝尔奖标准的。是的,就这么简单。

要解释清楚这一点,就需要知道霍金的科研成果到底是什么了。

霍金的研究领域是宇宙学,在这个领域中他有许多成果。而如果要在其中挑出最重要的一个,那应该就是“霍金辐射”。

我们知道,广义相对论预言了一种天体,叫做“黑洞”。黑洞的质量是如此之大,在它周围的引力是如此之强,以至于连光都跑不出去,其他比光慢的物质自然就更跑不出去了。黑洞外部的物质,倒是有可能被黑洞吸进去。由此可见,黑洞就像传说中的貔貅一样只进不出,可以说是“绝对的黑”。

在日常生活中,大家都经常用生态黑洞、财务黑洞这样的说法,可见黑洞这个概念是多么深入人心了。作为一个现代科学术语,黑洞真是创造了一个传播学上的奇迹。

但是,霍金却提出:黑洞并不是只进不出的,黑洞不是绝对的黑!

他的道理是这样的:传统上对黑洞的研究,都只考虑了广义相对论。但当你加上另一个跟广义相对论并列的基础物理学理论量子力学的时候,你就会发现,在空间的任何地方,都有许多的粒子和反粒子的对在瞬间产生,又瞬间湮灭。看似真空的东西,其实是暗流汹涌,无数粒子反粒子方生方灭,流动不息。

好,也许现在黑洞把边界上一个瞬间产生的粒子吸进去了。与此同时,原本应该跟那个粒子湮灭的反粒子现在就不会湮灭了,它作为一个持续存在的真实的粒子出现在了黑洞的外部。从外界观察者的视角看来,就相当于黑洞发射出了一个反粒子!

按照这个理论,黑洞确实会发出物质。这种效应,就叫做霍金辐射。黑洞并不是必然会长大的,也可能越变越小,最后消失。这对人们的思想观念,确实是个很大的震撼!

大部分科学家都相信霍金辐射是正确的。这么了不起的理论,为什么没有得诺贝尔奖呢?因为它还没有被实验证实。验证霍金辐射的难度太大了,不知道在可预见的将来能不能实现。

诺贝尔奖的评选非常慎重,一定要选那些经过验证、得到公认的成果。这就是为什么屠呦呦要在发现青蒿素几十年后才得奖,因为要等到青蒿素大规模使用、成为世界首选的抗疟疾特效药之后。即使这么慎重,还不时有发错的,诺贝尔奖委员会也是压力山大。

事实上,有时记者问霍金为什么没有得诺贝尔奖,他的回答就是:因为我的黑洞蒸发(也就是霍金辐射)还没有被观测或者实验所证实。

不过

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