2018高考作文素材:霍金的主要成就

作者: 来源: 本站 时间: 2018-03-20 阅读:

  霍金,英国剑桥大学著名物理学家。代表作品有《时间简史》、《果壳中的》、《大设计》等。

  第一,奇性。爱因斯坦创立的广义被科学界为最美丽的科学理论。但是霍金和彭罗斯一道证明了广义是不完备的。他们指出,如果广义是普遍有效的,而间的物质分布满足非常一般的条件,那么时空中一定存在一些奇点。在奇点处经典物理的定律失效。人们通常谈论的奇点是产生元初的大爆炸奇点和黑洞中的奇点。爱因斯坦早先否认过奇点的存在,他甚至还写过论文以论证黑洞(那时还没有这个生动的称呼)的不可能性。霍金和彭罗斯的奇性表明了对引力的量子化是不可避免的。

  第二,黑洞理论。人们知道,在经典引力论的框架里,黑洞只能物质,而不能吐出物质。黑洞的表面(视界)犹如的入口,是一个有去无返的单向膜。霍金曾经证明视界的面积减的。1974年霍金发表了《黑洞在爆炸吗?》一文。这是20世纪引力物理在爱因斯坦之后的最伟大论文。在论文中,他把量子理论效应引进了黑洞研究,证明了从黑洞视界附近会蒸发出各种粒子,这种粒子的谱犹自黑体的辐射。随之黑洞质量降低,温度就会升高,最终导致黑洞的爆炸。在这被称为霍金辐射的场景中,量子理论、引力理论和统计物理得到了完美的统一。黑洞理论是科学史上非常罕见的例子,它首先在数学形式上被详尽的研究,后来才在天文学的许多观测上了它的普遍存在。现在,人们的共识是,每个星系的中心都是一颗极其巨大的黑洞。

  第三,界理论。霍金在80年代初,创立了量子学的界学说。他认为,时空是有限而的,不但是自洽的,而且是自足的,它不需要在初始时的第一推动。的演化甚至创生都单独地由物理定律所决定。这样就把从的事物中完全摒除出去。便成了无所事事的“造物主”,它再也无力去创造奇迹。亚里士多德、奥古斯丁、牛顿等人曾在中为的那个关于“第一推动”的,完全是虚幻的。量子学的主要预言之一是关于结构的起源。若干年前,背景辐射探测者对太空背景温度起伏的观察了这个预言。

  

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