霍金如何改变人类宇宙观

年3月14日,著名物理学斯蒂芬·霍金家在英国剑桥的家中安静辞世,享年76岁。许多人怀念霍金,是因为它代表着一种文化力量,这位杰出的思想家撰写了《时间简史》,在电影《星际迷航:下一代》、《辛普森一家》和《生活大爆炸》中都有本色出演,是超过15部纪录片和传记的主角,出版了十余本热门书籍,其中还有一套和女儿露西共同撰写的童书《乔治的宇宙秘密钥匙》。这本书是描述一个小男孩乔治与完全反对科学的父母进行斗智斗勇的虚构故事。开始时他和邻居,一个有电脑的物理学家做朋友。这台计算机是世界上最强大的,使用它可以通过门户网站看见和进入外太空。当然,书中大部分内容是给孩子讲解科学概念的,例如黑洞和生命的起源等。这本书是乔治冒险三部曲中的第一部。在年出版的本系列第二部儿童科普书被命名为《乔治的宇宙寻宝记》。无疑,霍金在哪一方面都是成功的,除了他的身体。

在霍金成功的光环之下,疾病悄然而至。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,可他一直坚强的活了下来。他被禁锢在轮椅上,只有三根手指和两只眼睛可以活动,疾病已经使他的身体严重变形,他的生命绝大多数时光都在轮椅上度过。除了励志人生和对流行文化的酷爱,霍金作为20世纪下半叶最重要的物理学家而为人所铭记。霍金对黑洞、量子力学和宇宙起源的研究探索进一步发展了爱因斯坦、沃纳·海森堡等前辈思想家的理论,为宇宙活动提供了迄今最全面的理论解释。年出版的一本传记中霍金说过:“我的目标很简单,就是要全面了解宇宙,了解为什么它会是这个样子,以及它究竟为什么存在。”

在这里,让我们回顾一下霍金关于生命,关于宇宙,关于万事万物最重要的几个理论。

大爆炸之前

年正在剑桥大学学习物理的霍金提交了有关宇宙起源的博士论文,那是他第一次分享自己对宇宙的认识。当时科学家已经知道宇宙正处在膨胀之中,可他们并不知道原因。霍金首次描述了我们今天所说的“大爆炸”:在时间的起点上,宇宙诞生了,起初只是时空中体积无穷小,密度极其高的一点,霍金称为“奇点”。

霍金说,不断膨胀的整个宇宙,正是从这一点开始喷薄而出,由此有了我们今天所知道的,种种世间定律和物理定律。

“在我们的过去有一个奇点,从某种意义上说是它构成了宇宙的开端。”霍金最终将这句话写进了他的第一本著作《时空的大尺度结构》的前言中。

从剑桥大学毕业后的几年中,霍金尝试从数学角度描述宇宙的起点,借助源自爱因斯坦广义相对论的一个复杂模型,霍金和同事罗杰·彭罗斯创立了最早的奇性定理,以描述时空中起点存在所需的宇宙环境。

远离黑洞

霍金对那些物理学研究不到的地方有着异乎寻常的兴趣。他著名的黑洞研究即属此类。黑洞是由恒星内向塌缩形成的漩涡,其内引力极大,即使光也无法从中逃脱。

在剑桥大学天文研究所工作期间,霍金开始从热力学角度研究黑洞。年他和几个同事合作发表了一篇论文,详细阐述黑洞力学四定律,用一连串复杂的方程描述,描述了这种神秘天体扭曲状态下的物理现象。霍金继续研究黑洞,很快迎来让他大为出名的顿悟时刻。

当时人们认为没有任何东西可以逃脱黑洞的强大引力。年霍金证明,在某些情况下,黑洞其实会产生并喷射亚原子离子,并最终走向消亡,在剧烈的能量爆发中爆炸。换句话说,黑洞其实并非全黑。

万物理论

在年发表的题目为《黑洞爆炸?》的论文里,霍金描述了黑洞辐射能量的现象,这种现象后来被称为霍金辐射。

霍金辐射的发现,改变了研究者对宇宙的认知,黑洞辐射研究者尝试将万有定律,热力学定律,量子力学定律和相对论结合起来,表明存在所谓的万物理论,一种单一、统一能够描述宇宙活动的物理学理论。

“黑洞辐射,带来一些重要的谜团,我们还在非常努力地去试图弄明白答案。”著名理论物理学家肖恩·卡罗尔告诉《新科学家》,他在加州理工学院工作,可以说,要想实现量子力学和引力的最终统一,霍金辐射是我们所掌握的最重要的线索,也是当今物理学的最大挑战。

之后45年,霍金仍不断的发表论文,但在事业的后半段,最让霍金出名的是他作为科学传播者时所做的工作。近代人工智能兴起,他对人类的未来忧心忡忡。他曾多次表示,人工智能技术应谨慎发展,否则人类智慧或将被其超越。

年12月,霍金承认人工智能的初步发展已证明了其有用性,但他担心这类技术最终会发展出与人类智慧相当甚至超越人类的机器,“到时它可能以不断加快的速度重新设计自己。而人类则受制于生物进化速度,无法与其竞争,最终被超越。”

事实上,霍金并不否认人工智能为人类生活带来的便利,他本人也是此类科技的受益者之一。由于患有运动神经元疾病,霍金需要利用一台机器与外界交流。受智能手机输入法启发,美英两家科技公司合作,为霍金量身定制了一款打字软件,使这位科学家“说话”的速度提升了一倍。这种软件利用基础的人工智能技术,可“猜测”使用者的思维,推荐下一个可能用到的字词。

他发声反对战争,他坚持要求美国总统以及在内的领导人,以更严肃的态度应对气候变化带来的威胁,他的这些举动倍引人注目。

然而霍金最不朽的名言也许是,阐述交流本身重要性的一段话.

霍金说:“人类最伟大的成就是在交谈中逐渐形成的,而最大的失败源自交谈的缺失。事情不必非得如此,我们最宏大的愿望在未来也可能变成现实,凭借我们所掌握的技术,未来将有无限可能,唯一需要做的就是确保我们的交流。”

霍金的身体从我们的蓝色地球上消失了,他去了他一直向往的宇宙。斯蒂芬·霍金先生,祝您旅途愉快!




转载请注明:http://www.quanjux.com/wsfl/11482.html