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霍金為何得不了諾獎?他在物理學上的真實水平到底如何?

2024-08-10科學

每次說起在物理學領域做出突出貢獻的人,大家常常會想到這麽幾位,牛頓、愛因史坦還有霍金。

在這當中啊,離咱們這代人 的物理學家得數霍金了,他活著的時候一直活躍在大眾眼前,所以很多人對霍金更熟悉。

【霍金的科學造詣】

霍金全名是史帝芬·威廉·霍金,他在 1942 年 1 月 8 日出生。要知道,霍金出生的這天正好是被譽為「現代物理學之父」的伽利略逝世 300 周年的日子,「天才」的降臨往往有好多巧合。

霍金這一生啊,可不是順順當當的,簡直是坎坷得不行。他 21 歲的時候就得了盧伽雷氏癥,這病又叫肌肉萎縮性側索硬化癥,得了這病身體會慢慢癱掉,到最後連說話的本事都沒了。正因如此,咱們在媒體的報道裏看到的霍金,一直都是坐在輪椅上的。

要是大家去了解一下霍金的家庭情況,就能知道「天才」的成長跟家庭背景有著緊密聯系。他爸他媽都從牛津大學畢業,在各自的研究領域都是專家。不得不說,深厚的家學對霍金的成長特別關鍵。那霍金在物理學方面到底有著啥樣的天賦呢?

第一個了不起的成果,那就是霍金放射線,也被叫做黑洞放射線。這一理論是他在 1973 年弄出來的,他研究黑洞周圍的量子效應,發現黑洞會一直往外發放射線,而且這種放射線能讓黑洞的品質逐漸變小,最後沒了。不過這個過程超級漫長,人類很難直接瞅見。

不過啊,霍金放射線說到底就是他自己依照量子效應理論推測出來的一種假說,到現在都還沒完全被證實呢。科學家覺得,等以後觀測科學不停地發展,咱們或許能有機會證實這個假說,實實在在觀測到所說的「霍金放射線」。

第二個成就就是大名鼎鼎的「奇異點定理」,這個定理是霍金跟羅傑·潘洛斯一同證明的,羅傑·潘洛斯恰是 2020 年諾貝爾物理學獎的得主。起初的奇異點定理其實是潘洛斯提出來的,然而霍金大致弄明白後,就把研究的方向放到了這一理論上,最後把這一定理推廣到了宇宙大霹靂模型和大塌縮模型裏。

霍金證明了宇宙大霹靂存在一個「初始的奇異點」,大塌縮還有「終極奇異點」,這意味著宇宙並非「無限無源」,而是有開頭有結尾的。他的博士論文裏,有對潘洛斯奇異點定理的改進完善,占了不少篇幅,要是大家感興趣可以去瞧瞧。所以,霍金在奇異點定理的發展上有重要貢獻,這能算是他的一項成就。

最後,得說說「無邊界宇宙模型」的提出。打從人類曉得自身在宇宙裏不過是滄海一粟開始,就不停地想象宇宙到底啥樣,依據不同的宇宙理論構建了好多宇宙模型。霍金作為搞宇宙學研究的一份子,也依照自己的理論,弄出了獨有的無邊界宇宙模型。

霍金提出的無邊界宇宙模型設想是這樣的:「宇宙的邊界條件在於它不存在邊界,只有當宇宙處於這種無邊界的狀態時,科學定律自身才能夠明確每種可能歷史的機率。」

所以呀,霍金的無邊界宇宙模型不光解決了之前大霹靂宇宙模型碰到的「奇異點疑難」,還生動地給咱們呈現了宇宙演化的大概情形。換句話講,宇宙的爆炸跟塌縮都是在超密的狀態中展開的,在這種狀況下時間是連續的,咱們很難發覺。

另外,無邊界宇宙模型的構建具有很突出的哲學意義。霍金這個無神論的堅定支持者覺得,宇宙本身就能自給自足,既沒邊界也沒邊緣,所以,像上帝或者造物主這類,根本就沒地方藏,也沒必要存在,宇宙用不著任何「神」來開啟。

以上說的就是霍金在物理學領域取得的成果,很容易就能發現,好多理論都有開創性的價值,特別是霍金放射線的提出。所以霍金在世的時候,常常被人稱為「活著的愛因史坦」或者「宇宙之王」,這也沒啥奇怪的,可成就這麽高的霍金咋就沒拿到諾獎呢?

【未能獲獎的原因】

諾貝爾獎估計是大夥最熟知的一個獎啦,好多學科的研究人員都把拿到諾貝爾獎當作自己事業打拼的終極追求,這就足以表明這個獎的份量相當重。照理講,霍金提出了那麽多特別有開創性而且意義重大的理論,按理早就該獲得諾貝爾獎了,然而一直到他 2018 年離世的時候,也沒得到這個獎。

瞅瞅霍金拿到過的那些獎,像愛因史坦獎章、沃爾夫物理獎、科普利獎之類的,這些獎毫無疑問表明霍金是有能耐和本事的。可諾貝爾物理學獎卻始終沒給到霍金,這到底是咋回事呢?

其實這既不是歧視,也不是政治方面的緣故,更不是否定霍金在物理學上的成就,而是諾貝爾獎的評定標準造成的。要知道,諾貝爾獎的評定標準裏,有極為關鍵的一條,那就是科學家提出的理論得被證實,還得經過實驗驗證。咱們上文介紹霍金成就的時候說過,霍金放射線到現在都沒被觀測到,仍然處於假說階段。

諾貝爾物理學獎評定委員會秘書安德斯·巴拉尼稱:「老是有人問我,為啥霍金沒獲獎。他的研究成果的確很棒,然而我們還不確定這成果在自然界中是不是適用。」

所以呀,在自己那果殼裏堪稱宇宙之王的霍金,雖說他的理論挺有前瞻性,可遺憾的是,大部份都沒經過實驗來證實。對於霍金本人來講,諾貝爾物理學獎想必也不是那麽要緊啦,畢竟他早就在自己的「世界」裏看清了宇宙的模樣。

【霍金為什麽這麽有名?】

霍金可以說是挺「親民」的科學家,由於大眾對復雜又深奧的物理學和宇宙學基本上都不太懂,就算明白有些理論的提出很關鍵,可也難以透徹明白,畢竟那些專業性的名詞在普通人眼裏就跟看天書一樣。

霍金充當了一個「出色的科普解說員」,憑借自身豐富的宇宙知識,盡力用平實的話語,給大眾呈現我們所在的神秘宇宙。他的【時間簡史】和【果殼裏的宇宙】這兩部著作,曾是暢銷書,引發了全民「看科學、學科學」的熱潮。

其次,霍金那身殘誌堅的勁頭特別讓人感動。他坐在輪椅上,話都說不了,全身就幾根手指能動,可這也壓根兒攔不住他「自由的靈魂和思想」。像他這種不被自身狀況限制和壓垮的人,毫無疑問是值得尊敬的。

好比【哈姆雷特】裏說的「就算把我關在一個果殼中,我也會把自己當成一個有著無限空間的君王。」霍金呢,身體被束縛在輪椅上,可這也沒能攔住他給大眾講他眼中的宇宙。

【霍金的宇宙觀】

在科學家看來,世界和宇宙特別復雜,所以當他們研究碰到難題時,常常會「自我懷疑」,這時候科學和神學就在他們腦海裏相互較勁兒。從歷史上來看,有挺多科學家最後被自己的研究成果跟現實的矛盾給整垮了,到了晚年就信神學了。

霍金絕對不會這樣,從他的言行和表達的想法能知道,他堅信這個宇宙肯定是「科學」的。咱們有好多不明白的,就是自身實力不足。等時機到了,人類肯定能找出宇宙背後隱藏的科學規律。換句話說,霍金覺得宇宙雖然廣闊又繁雜,人類跟它一位元別渺小,可咱們還是有認識宇宙的能力。

就因為這個,霍金曾經講過:「咱們能看到,盡管不確定性原理給咱們所有的預言準確性都設了限制,可它能把發生在時空奇異點處那種根本的不可預言性給排除掉。」