物理吧 关注:1,081,635贴子:5,208,156

正本清源:霍金的成就以及所谓的“问题”

只看楼主收藏回复

霍金已经去世6年了,最近又被某些自媒体翻出来热炒。除了某些“问题”之外,还宣扬说他实际上只是个科普作家,没什么科学成就。下面就让我们整理一下霍金的真实的科学成就,看看他到底是什么水平。


IP属地:北京1楼2024-01-08 08:26回复
    霍金去世后,加州理工的物理学家John Preskill为他写了讣词,发表在《科学》杂志上。我们就从这篇讣词里看看他的成就。
    讣词将他的成就分为两部分:经典引力阶段和量子引力阶段。注意这里的“经典引力”指的不是牛顿引力,而是广义相对论。在经典引力阶段,霍金证明了宇宙按时间回溯时必然会到达奇点,时间存在起点。换句话说,他利用广义相对论从理论上推导出了大爆炸必然存在。此外,霍金极大地推进了黑洞的研究,特别是对黑洞和热力学的深入研究。
    在量子引力阶段,霍金在1974年的研究震撼了科学界(Stephen's pivot from classical to quantum gravity was precipitated by his greatest scientific achievement, which shook the world of physics in 1974)。自从爱因斯坦的相对论推出黑洞的存在之后,科学家认为没有任何东西可以离开黑洞。但是霍金利用量子力学理论,成功证明了黑洞也会散发辐射,这就是霍金辐射。霍金的研究为量子理论、相对论、信息理论之间建立了深刻的联系,到现在依旧指导着量子引力理论的研究。


    IP属地:北京2楼2024-01-08 08:39
    收起回复
      可能很多人不清楚霍金研究的重要性。类比一下,霍金的黑洞辐射理论相当于波尔的原子轨道理论。波尔利用经典力学和电磁学建立了第一个原子轨道模型,并成功解释了氢原子光谱。虽然后来我们有了更完善的薛定谔方程,狄拉克方程,乃至于标准模型,但波尔的第一步非常关键。霍金的黑洞辐射理论也是利用“经典的”量子力学和广义相对论,这为量子理论和广义相对论搭了一座桥梁,更精妙的是该理论还将热力学第二定律牵扯进来,而热力学第二定律和时间的本质密切相关。这个理论最大的贡献并不是“黑洞也有辐射”,而是走向真正的大统一的量子引力理论的第一步,而且还暗示了这个大统一理论也有可能解释时间的本质。
      所以霍金就是20世纪的顶级物理学家。也许有人会拿他和杨振宁比,我只能说:两人都是20世纪的顶级物理学家,而且大部分人对杨振宁的科学成就的理解也一样少。人们只知道“宇称不守恒”,却不知道“杨-米尔斯理论”,而这个理论是电弱统一理论,以及随后的标准模型的基石。


      IP属地:北京3楼2024-01-08 08:48
      收起回复
        有人会问:“既然霍金这么厉害,为什么他没有获得诺贝尔奖?”这是因为诺贝尔奖只颁发给经过验证的成果,因此实验物理学家获奖的数量要远高于理论物理学家。就连爱因斯坦获奖的原因也是“对光电效应的解释”而非相对论。霍金在黑洞理论方面作出重要贡献,但这恰恰是极难验证。一直到霍金去世,尽管科学家们普遍认可黑洞的存在,但从严格意义上只能说“可能”,所以天鹅座X-1“很可能”是黑洞,银心是“大质量密集物质聚集区”,“很大概率是黑洞”。黑洞吸积盘理论早已成功解释了各种类星体、蝎虎座BL型天体、西佛星系等活跃星系核现象,但核心关键的黑洞依然只是“可能”。
        那么什么时候科学家确认了黑洞的存在呢?2019年。那年EHT项目拍到了黑洞的直接照片。此时霍金已经去世一年了。2020年,罗杰·彭罗斯因为对黑洞理论的贡献而获得诺贝尔奖,成为少数获奖的理论物理学家。而黑洞理论,特别是奇点理论正是彭罗斯和霍金在70年代发表的一系列论文所完善的,这一系列理论合称彭罗斯-霍金奇点定理。那么霍金如果没死,是否能赶上2020年的诺贝尔奖呢?历史没有如果。


        IP属地:北京4楼2024-01-08 09:00
        收起回复
          结论:霍金是20世纪的顶级物理学家之一,虽然不及爱因斯坦,但“顶级物理学家”则是名至实归。


          IP属地:北京5楼2024-01-08 09:04
          收起回复
            下面说说最近流传的所谓“问题”,这其实已经是陈年老谣了,没想到现在还需要辟谣。pathetic
            先从这张照片说起,从这张照片能看出什么,霍金被美女左拥右抱?那么我们看看照片上的人都是谁吧。
            右起第一位的漂亮女士,她叫Lisa Randall,哈佛物理学教授,粒子物理学和宇宙学领域的权威。长得漂亮不代表她就是花瓶。第二位男士是Kip Thorne,物理学家,诺贝尔奖得主;第三位是David Gross,美国科学院院士,诺贝尔奖得主。第四位是霍金。最左边的女士不清楚,不过看年龄也知道不是什么“萝莉”。


            IP属地:北京6楼2024-01-08 09:09
            收起回复
              接下来是法庭文件。网上流传的所谓“霍金喜欢看没穿衣服的侏儒在太高的黑板上解复杂的方程”,其实是X上的一位用户恶搞的,他在原文上面明确标了是玩梗(meme)。
              真实的法庭文件确实有两处提到了霍金,也只有这两处。这些法庭文件是一位女方指控爱泼斯坦的。第一处提到霍金的地方是:辩方律师要求女方提供她提到的相关人士的照片,这些人士中包括霍金。第二处则是爱泼斯坦发给另一位相关人的邮件,要求对方寻找证据来证明女方的指控是错误的,其中最强烈的指控是“克林顿参加了晚宴”,以及“新版的霍金参加了**”。
              所以法庭文件说明了什么呢?说明当时女士的指控中提到了霍金,而辩方则去寻找证据证明她说的并非真实。后来辩方通过FBI的记录证明了克林顿从未去过那个岛,至于霍金的部分则再无下文。霍金已经去世,爱泼斯坦自杀,庭审中止,没有人再会花费时间精力证明或证否原告方的说法是否属实。
              当然,在自媒体的嘴里,“可能有”就是“一定有”,“没有的话怎么会出现呢”?这让我想起一句话:“飞子云与张宪书虽不明,其事体莫须有。”看来一千年后,秦桧依然有大把的徒子徒孙。


              IP属地:北京7楼2024-01-08 09:24
              收起回复
                谢谢


                IP属地:辽宁来自iPhone客户端8楼2024-01-08 09:47
                回复
                  很显然左左们反智运动的一环


                  IP属地:河南9楼2024-01-08 10:04
                  收起回复
                    霍金辐射目前依然没有实例证明吧


                    IP属地:广东来自Android客户端10楼2024-01-08 10:35
                    收起回复
                      可惜玩梗的人大多会对这些视而不见,他们只是想玩梗,真相对他们来说并不重要


                      IP属地:北京来自iPhone客户端11楼2024-01-08 10:42
                      收起回复
                        who cares


                        IP属地:上海来自iPhone客户端12楼2024-01-08 10:42
                        收起回复
                          只能说算是“网红”(无贬义)科学家的必经之路吧,袁隆平和杨振宁也都遭受了无数的流言攻击。


                          IP属地:河南来自Android客户端13楼2024-01-08 10:46
                          收起回复
                            肯定他的学术成果和拿他开玩笑又不矛盾


                            IP属地:山东来自Android客户端14楼2024-01-08 10:51
                            收起回复
                              网友的水平看不懂霍金的成就


                              IP属地:河南来自Android客户端15楼2024-01-08 10:57
                              收起回复