斯蒂芬霍金对科学最大的贡献是什么?

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毫无疑问,霍金在科学方面做出的贡献已成为值得人们铭记的遗产。


2010年的斯蒂芬•霍金(网络图片,提供者弗雷德里克•布朗)

著名物理学家斯蒂芬•霍金成功挑战了引力的极限,大大深化了我们对黑洞、宇宙学和量子引力的理解。并且,他在科普方面的贡献又吸引着后人不断巩固和发扬他的研究成果。

霍金在上个世纪60年代开始了他的研究生涯,但是没过多久就确诊了肌肉萎缩症,从此他的人生不得不坐在轮椅上。同时由于丧失了正常发声能力,改为依赖技术实现交流沟通。虽然我们很难对霍金40余年学术生涯中发表的200多篇论文进行简单的概括,但是很明显,他最喜欢研究的是“极端条件下的引力性质”。


这起始于对奇点本质的研究。霍金利用了数学和物理学家罗杰•彭罗斯证实广义相对论中奇点存在的研究成果,将其扩展到整个宇宙层面。霍金证实了在宇宙演化模型中,大爆炸起始于一个具有无限密度的奇点。

之后,霍金开始对黑洞进行深入的研究,于是他得到了那个惊人的结论 – 黑洞不黑!通过把广义相对论和量子力学进行结合,霍金发现黑洞对外存在辐射,这意味着黑洞最终将会蒸发和消失。


人类对黑洞的第一张实拍图像,图片来自网络

霍金对这个观点进行扩展,形成了一套有关黑洞的热力学定律(和普通的热力学定律类似,但是仅适用于黑洞),其揭示了热量、能量和熵的本质与引力本质之间存在深刻的联系。

在宇宙学领域,霍金大大加深了我们对宇宙膨胀机制的理解。虽然阿兰•古斯最先提出“早期宇

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