传奇的一生

科学界哀悼物理学家和科学偶像斯蒂芬·霍金的逝世

斯蒂芬·霍金,20世纪最具影响力的物理学家之一,也许也是当代科学界最受赞誉的偶像,享年76岁去世。剑桥大学证实,这位物理学家于3月14日凌晨在英国剑桥的家中去世。自20岁出头起,霍金就患有肌萎缩侧索硬化症 (ALS),这是一种运动神经元死亡的疾病,导致大脑无法控制肌肉。据报道,霍金的健康状况一直在恶化;就在一年多前,他在罗马旅行期间住院。

他的去世引发了来自世界各地科学家的悼念。纽约市海登天文馆馆长、天体物理学家尼尔·德格拉斯·泰森在 Twitter 上写道:“他的逝世留下了一个知识真空。但这并非空无一物。将其视为一种弥漫于时空结构中的真空能量,难以衡量。”

霍金在剑桥大学的前学生之一,理论物理学家拉斐尔·布索告诉自然杂志,他的老师是一位杰出的物理学家,也擅长向公众传播科学。“这是两种截然不同的技能。斯蒂芬在这两方面都很出色,”布索评论道。


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布索现在在加州大学伯克利分校,他回忆起自己是如何学会摆脱敬畏,在霍金周围放松下来的。“斯蒂芬是一个快乐而轻松的人,不应因过度尊重和繁琐的互动而感到负担,”他说。

这位英国物理学家于 1942 年出生于牛津。他在 21 岁时被诊断出患有 ALS,当时他正在剑桥大学攻读宇宙学博士学位。霍金在去年 75 岁生日庆典的演讲中回忆说,有一天他和母亲去滑冰时,他第一次意识到有些不对劲。“我摔倒了,很难站起来,”他告诉听众。“起初我变得沮丧。我的病情似乎正在迅速恶化。”

尽管医生最初只给了他几年的寿命,但他的病情进展比预期的要慢。他在几十年里继续活跃于学术界,既是理论物理学家,又是科学普及者。尽管如此,霍金逐渐丧失了大部分肌肉的功能,在他生命的最后三十年里,几乎完全通过语音合成器进行交流。

多年来,霍金成为当代科学界最知名的名字之一。他的著作,尤其是《时间简史》,成为了轰动一时的畅销书。他很喜欢在电视剧中客串演出,例如《星际迷航:下一代》、《辛普森一家》和《生活大爆炸》。

但在科学上,他的名字与黑洞物理学联系最为密切,他在黑洞仍被认为是阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论中纯粹的数学奇特事物时就开始研究它们。在 1970 年代初期,他开始研究量子物理学可以揭示关于事件视界(黑洞的有去无回的表面)的什么信息。霍金计算出这个表面应该缓慢地辐射(很快被称为霍金辐射),这震惊了物理学界。黑洞并非真正是黑色的。

他推断,这种辐射最终应导致黑洞缩小并消失。更令研究人员震惊的是,霍金辐射应该会从宇宙中抹去信息,这与量子理论的一些基本原则明显矛盾,正如霍金在 1976 年指出的那样。

也许是因为他的大部分工作本质上都是推测性的,并且难以通过实验进行检验,霍金从未获得诺贝尔奖。2016 年,当以色列理工学院的物理学家杰夫·斯坦豪尔宣布他发现了霍金辐射的确凿证据时,一些人想知道他是否最终可能会获得诺贝尔奖——不是在真正的黑洞中,而是在由极冷原子制成的实验室模拟物中。然而,一些专家仍然认为这些结果尚无定论,许多人说它们与真实黑洞的相关性尚不确定。

对霍金的一些发现进行更直接的检验可能来自对天体物理黑洞通过引力波的研究,这项研究由美国激光干涉引力波天文台 (LIGO) 发起。霍金和其他人将黑洞事件视界的表面积与其熵联系起来,熵是无序程度的度量。在 2016 年接受自然新闻团队关于 LIGO 首次探测到来自合并黑洞的引力波的采访时,霍金表示,他希望未来的探测能够足够灵敏,以证实他在 1970 年代做出的一个预测:合并后的黑洞的表面积应大于原始物体的表面积之和——正如熵所预期的那样,熵永远不会减少。“我希望他们测试我的面积定理,”他说。

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