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霍金为何得不了诺奖?他在物理学上的真实水平到底如何?

2024-08-10科学

每次说起在物理学领域做出突出贡献的人,大家常常会想到这么几位,牛顿、爱因斯坦还有霍金。

在这当中啊,离咱们这代人 的物理学家得数霍金了,他活着的时候一直活跃在大众眼前,所以很多人对霍金更熟悉。

【霍金的科学造诣】

霍金全名是斯蒂芬·威廉·霍金,他在 1942 年 1 月 8 日出生。要知道,霍金出生的这天正好是被誉为「现代物理学之父」的伽利略逝世 300 周年的日子,「天才」的降临往往有好多巧合。

霍金这一生啊,可不是顺顺当当的,简直是坎坷得不行。他 21 岁的时候就得了卢伽雷氏症,这病又叫肌肉萎缩性侧索硬化症,得了这病身体会慢慢瘫掉,到最后连说话的本事都没了。正因如此,咱们在媒体的报道里看到的霍金,一直都是坐在轮椅上的。

要是大家去了解一下霍金的家庭情况,就能知道「天才」的成长跟家庭背景有着紧密联系。他爸他妈都从牛津大学毕业,在各自的研究领域都是专家。不得不说,深厚的家学对霍金的成长特别关键。那霍金在物理学方面到底有着啥样的天赋呢?

第一个了不起的成果,那就是霍金辐射,也被叫做黑洞辐射。这一理论是他在 1973 年弄出来的,他研究黑洞周围的量子效应,发现黑洞会一直往外发辐射,而且这种辐射能让黑洞的质量逐渐变小,最后没了。不过这个过程超级漫长,人类很难直接瞅见。

不过啊,霍金辐射说到底就是他自己依照量子效应理论推测出来的一种假说,到现在都还没完全被证实呢。科学家觉得,等以后观测科学不停地发展,咱们或许能有机会证实这个假说,实实在在观测到所说的「霍金辐射」。

第二个成就就是大名鼎鼎的「奇点定理」,这个定理是霍金跟罗杰·彭罗斯一同证明的,罗杰·彭罗斯恰是 2020 年诺贝尔物理学奖的得主。起初的奇点定理其实是彭罗斯提出来的,然而霍金大致弄明白后,就把研究的方向放到了这一理论上,最后把这一定理推广到了宇宙大爆炸模型和大坍缩模型里。

霍金证明了宇宙大爆炸存在一个「初始的奇点」,大坍缩还有「终极奇点」,这意味着宇宙并非「无限无源」,而是有开头有结尾的。他的博士论文里,有对彭罗斯奇点定理的改进完善,占了不少篇幅,要是大家感兴趣可以去瞧瞧。所以,霍金在奇点定理的发展上有重要贡献,这能算是他的一项成就。

最后,得说说「无边界宇宙模型」的提出。打从人类晓得自身在宇宙里不过是沧海一粟开始,就不停地想象宇宙到底啥样,依据不同的宇宙理论构建了好多宇宙模型。霍金作为搞宇宙学研究的一份子,也依照自己的理论,弄出了独有的无边界宇宙模型。

霍金提出的无边界宇宙模型设想是这样的:「宇宙的边界条件在于它不存在边界,只有当宇宙处于这种无边界的状态时,科学定律自身才能够明确每种可能历史的概率。」

所以呀,霍金的无边界宇宙模型不光解决了之前大爆炸宇宙模型碰到的「奇点疑难」,还生动地给咱们呈现了宇宙演化的大概情形。换句话讲,宇宙的爆炸跟坍缩都是在超密的状态中展开的,在这种状况下时间是连续的,咱们很难发觉。

另外,无边界宇宙模型的构建具有很突出的哲学意义。霍金这个无神论的坚定支持者觉得,宇宙本身就能自给自足,既没边界也没边缘,所以,像上帝或者造物主这类,根本就没地方藏,也没必要存在,宇宙用不着任何「神」来开启。

以上说的就是霍金在物理学领域取得的成果,很容易就能发现,好多理论都有开创性的价值,特别是霍金辐射的提出。所以霍金在世的时候,常常被人称为「活着的爱因斯坦」或者「宇宙之王」,这也没啥奇怪的,可成就这么高的霍金咋就没拿到诺奖呢?

【未能获奖的原因】

诺贝尔奖估计是大伙最熟知的一个奖啦,好多学科的研究人员都把拿到诺贝尔奖当作自己事业打拼的终极追求,这就足以表明这个奖的份量相当重。照理讲,霍金提出了那么多特别有开创性而且意义重大的理论,按理早就该获得诺贝尔奖了,然而一直到他 2018 年离世的时候,也没得到这个奖。

瞅瞅霍金拿到过的那些奖,像爱因斯坦奖章、沃尔夫物理奖、科普利奖之类的,这些奖毫无疑问表明霍金是有能耐和本事的。可诺贝尔物理学奖却始终没给到霍金,这到底是咋回事呢?

其实这既不是歧视,也不是政治方面的缘故,更不是否定霍金在物理学上的成就,而是诺贝尔奖的评定标准造成的。要知道,诺贝尔奖的评定标准里,有极为关键的一条,那就是科学家提出的理论得被证实,还得经过实验验证。咱们上文介绍霍金成就的时候说过,霍金辐射到现在都没被观测到,仍然处于假说阶段。

诺贝尔物理学奖评定委员会秘书安德斯·巴拉尼称:「老是有人问我,为啥霍金没获奖。他的研究成果的确很棒,然而我们还不确定这成果在自然界中是不是适用。」

所以呀,在自己那果壳里堪称宇宙之王的霍金,虽说他的理论挺有前瞻性,可遗憾的是,大部分都没经过实验来证实。对于霍金本人来讲,诺贝尔物理学奖想必也不是那么要紧啦,毕竟他早就在自己的「世界」里看清了宇宙的模样。

【霍金为什么这么有名?】

霍金可以说是挺「亲民」的科学家,由于大众对复杂又深奥的物理学和宇宙学基本上都不太懂,就算明白有些理论的提出很关键,可也难以透彻明白,毕竟那些专业性的名词在普通人眼里就跟看天书一样。

霍金充当了一个「出色的科普解说员」,凭借自身丰富的宇宙知识,尽力用平实的话语,给大众呈现我们所在的神秘宇宙。他的【时间简史】和【果壳里的宇宙】这两部著作,曾是畅销书,引发了全民「看科学、学科学」的热潮。

其次,霍金那身残志坚的劲头特别让人感动。他坐在轮椅上,话都说不了,全身就几根手指能动,可这也压根儿拦不住他「自由的灵魂和思想」。像他这种不被自身状况限制和压垮的人,毫无疑问是值得尊敬的。

好比【哈姆雷特】里说的「就算把我关在一个果壳中,我也会把自己当成一个有着无限空间的君王。」霍金呢,身体被束缚在轮椅上,可这也没能拦住他给大众讲他眼中的宇宙。

【霍金的宇宙观】

在科学家看来,世界和宇宙特别复杂,所以当他们研究碰到难题时,常常会「自我怀疑」,这时候科学和神学就在他们脑海里相互较劲儿。从历史上来看,有挺多科学家最后被自己的研究成果跟现实的矛盾给整垮了,到了晚年就信神学了。

霍金绝对不会这样,从他的言行和表达的想法能知道,他坚信这个宇宙肯定是「科学」的。咱们有好多不明白的,就是自身实力不足。等时机到了,人类肯定能找出宇宙背后隐藏的科学规律。换句话说,霍金觉得宇宙虽然广阔又繁杂,人类跟它一比特别渺小,可咱们还是有认识宇宙的能力。

就因为这个,霍金曾经讲过:「咱们能看到,尽管不确定性原理给咱们所有的预言准确性都设了限制,可它能把发生在时空奇点处那种根本的不可预言性给排除掉。」