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霍金的主要代表作品有:《时间简史》《果壳中的宇宙》《大设计》《我的简史》
1、《时间简史》是英国物理学家斯蒂芬·霍金创作的科学著作,首次出版于1988年。全书共十二章,讲的全都是关于宇宙本性的最前沿知识,包括:我们的宇宙图像、空间和时间、膨胀的宇宙、不确定性原理、黑洞、宇宙的起源和命运等内容,深入浅出地介绍了遥远星系、黑洞、粒子、反物质等知识,并对宇宙的起源、空间和时间以及相对论等古老命题进行了阐述。
在该书里,霍金探究了已有宇宙理论中存在的未解决的冲突,并指出了把量子力学、热动力学和广义相对论统一起来存在的问题,该书的定位是让那些对宇宙学有兴趣的普通读者了解他的理论和其中的数学原理。
2、《果壳中的宇宙》(《the Universe in a Nutshell》)是2002年由吴忠超翻译,湖南科学技术出版社出版的图书,原作者史蒂芬·霍金。该图书曾获得安万特科学图书奖。该书围绕主题是宇宙学,涉及广义相对论、量子论、黑洞、暴胀、时间旅行、弦论、超引力等诸多前沿概念。
3、《大设计》是2011年湖南科学技术出版社出版的图书,作者是斯蒂芬·霍金。霍金的《时间简史》是他1988年之前对理论物理与宇宙学的总结。如今历史车轮又转过了20多年,人类对宇宙有了新的发现和理解,他自己对宇宙和统一理论也有了许多新的思考,对于未来的发展有许多预言和展望。
4、《我的简史》是2014年7月湖南科学技术出版社出版的图书,作者是史蒂芬·霍金的。该书讲述了他从战后伦敦的男孩成长为国际光辉灿烂的学术巨星的岁月。
和《时间简史》只纳入爱因斯坦的质能等效公式一样,该书仅纳入了一个公式,即霍金的黑洞熵公式:在普朗克单位下,黑洞的熵等于黑洞视界面积的四分之一;在通常单位下,这个公式显示出光速、万有引力常数、普朗克常数和玻尔兹曼常数。这体现出引力论、量子论和热物理在霍金黑洞辐射的场景中得到了统一。 ? 该书由湖南科学技术出版社出版的中文版本入选“2014中国好书”引进版好书榜。
扩展资料:
史蒂芬·威廉·霍金是本世纪享有国际盛誉的伟人之一,剑桥大学数学及理论物理学系教授,当代最重要的广义相对论和宇宙论家。荣获英国剑桥大学卢卡斯数学教席,这是自然科学史上继牛顿和狄拉克之后荣誉最高的教席。
20世纪70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。凭一本薄薄的《时间简史》征服了全世界3000万读者。黑洞理论使量子论和热力学在“霍金辐射”中得到完美统一,而他在20世纪80年代提出的无边界设想的量子宇宙论,解决了困扰科学界几百年的“第一推动”问题。
参考资料:
史蒂芬·威廉·霍金 的主要著作有哪些?
2018年3月14日,著名物理学家史蒂芬霍金在英国剑桥逝世,享年76岁。霍金在宇宙学和黑洞研究中做出过重要贡献,他提出的以他名字命名的霍金辐射以及他和罗杰彭罗斯共同提出的奇点定理都极大地加深了我们对宇宙的认识。他的科学成就和人生经历在他去世之后已经被媒体连篇累牍地报道,此处不再赘述。
霍金逝世引发的关注显然大大超出了科学的范畴。受到公众如此瞩目,霍金堪称科学界第一人,而且是独一无二的。单就关注度而言,与霍金相比,“第二人”一定是黯然失色的。因此,我们在追思和缅怀这位科学大师的同时,也不禁要问,是什么造就了独一无二的霍金。我认为,三个关键词值得格外关注——它们共同构成了我们眼中的霍金,不管这是不是真实的霍金。
毫无疑问,霍金的身份是一位科学家。具体来说,他是一位研究黑洞的物理学家。离开科学上的成就,他一定不会受到这般关注。不过,虽然不计其数的科学家为人类探索未知、认识世界作出贡献,但不同领域的科学家的社会影响力确实有很大差异。在近代科学的历史中,如果论及对科学和社会的影响,大部分人会同意三位物理学家——牛顿、爱因斯坦和伽利略的影响最大。他们不仅前赴后继构建出物理学大厦,更深刻改变了我们认识世界的方式。
可以与之参照的是,21世纪以来,公众关注度最高的两项诺贝尔科学奖成果应该是希格斯玻色子的发现和LIGO发现引力波。这两项研究的尺度都远远超过我们身边的世界,但这种陌生感和新鲜感恰恰最能激发公众的兴趣。
坐在轮椅上的霍金,这个经典形象已经深入人心,今天很少有人见过霍金健康时的模样。21岁时,他被诊断患有肌肉萎缩性侧索硬化症(ALS),俗称渐冻症,医生诊断他只能再活2年。但是,他却再活了55年,这本身就是生命的奇迹。43岁时,他因肺炎做手术,说话的能力又被彻底剥夺,此后他只能通过语音合成器做演讲和问答。
罹患疾病是霍金的不幸,但也同时成就了他的伟大。英国皇家学会前主席、天体物理学家马丁里斯这样评论霍金:“我们称颂他,称颂他杰出的学术成就,称颂他最受欢迎的著作《时间简史》。而在这一切之上,赞颂他战胜躯体这副囚牢的壮举。”
霍金的学术成就有目共睹,但我们不能否认,而且就连霍金自己也不否认,他的疾病使他区别于其他科学家。视觉上的直观区别,使我们在面对霍金时,无一例外都会提到他面对疾病的顽强精神和永不放弃的求知精神。
一个与霍金有些类似的例子是约翰纳什,他曾经在近30年的时间里饱受精神分裂症的折磨,但最终从疾病中恢复并因为博弈论研究而获得1994年诺贝尔经济学家。我们提到纳什,也都会提及这段患病经历。两人还有一个相似点,即两人都有一部著名的自传式**:霍金是《万物理论》,纳什是《美丽心灵》。
黑洞、疾病和剑桥加在一起,让霍金变得独一无二。史蒂芬温伯格是诺贝尔物理学奖得主,在宇宙学和粒子物理学都有重要成就,也写过《最初三分钟》《终极理论之梦》这样内容不逊色于《时间简史》的科普书,但公众对他却十分陌生。很多人认为,爱德华威滕是爱因斯坦之后最伟大的理论物理学家,同时他研究作为大统一理论可能候选的超弦理论,作为追求统一理论的爱因斯坦的继承者似乎更为合适,但他的声名同样只是显赫于学界。
《时间简史》成为超级畅销书(有40个语言的版本,销量超过1000万册),营销当然起到至关重要的作用,但是这些营销策略在其他同样优秀的科普书上面起不到类似的作用,甚至效果悬殊。这说明《时间简史》的畅销现象是霍金独一无二的个人特质带来的结果,而不是原因,而这本书的畅销反过来又进一步奠定霍金“明星科学家”的形象。
霍金已逝,身上的符号也随之消散,他不再是黑洞的探寻者,不再是轮椅上的囚徒,也不再是剑桥精神的传承者。但霍金永在,受他激励的人仍走在探索未知的道路上,他身上闪烁的理想主义和英雄主义的光芒不会熄灭。只要有人记得他的辐射方程,他就不死。
我们都是散落的星骸。我们知道,宇宙的元素组成了我们,使我们得以奇迹般地凝视宇宙,最后又消散于苍茫宇宙中。只不过,这一次我们发现,原来身为“宇宙之王”的霍金也不会例外。
史蒂芬霍金是对的:奇怪的新研究显示,黑洞可以蒸发
史蒂芬·威廉·霍金的主要著作有:
1、《时空的大尺度结构》(The large scale structure of space-time)
2、《时间简史》(A Brief History Of Time)
3、《黑洞、婴儿宇宙及其他》(Black Holes And Baby Universes And Other Essays)
4、《果壳中的宇宙》(The Universe In A Nutshell)
5、《在巨人的肩膀上》(On The Shoulders Of Giants. The Great Works of Physics And Astronomy)
6、《上帝创造整数》(God created the integers)
7、《乔治的神秘宇宙钥匙》(George's secret key to the Universe)
8、《乔治的宇宙寻宝之旅》(George's cosmic treasure hunt)
9、《乔治与大爆炸》(George and the Big Bang)
10、《大设计》(The Grand Design)、
11、《我的简史》(My brief history)
12、《时间简史续编》
13、《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》
14、《时空本性》
15、《未来的魅力》
16、《乔治开启宇宙的秘密钥匙》
扩展资料:
霍金的学术思想:
1、时光机
英国著名天体物理学家史蒂芬·威廉·霍金继承认外星人的存在后,又发表一个惊人论述:他声称带着人类飞入未来的时光机,在理论上是可行的,所需条件包括太空中的虫洞或速度接近光速的宇宙飞船。不过,霍金也警告,不要搭时光机回去看历史,因为“只有疯狂的科学家,才会想要回到过去‘颠倒因果’。”
物理学家霍金在拍摄的一部有关宇宙的纪录片时提到,人类其实能建造出接近光速的宇宙飞船,并且能够进入未来。霍金甚至说,自己是因为担心别人把他当成“怪人”,所以才不敢乱说话,也不愿意多谈有关时光机的东西,直到透过纪录片后才敢大方讨论。
至于时光机的关键点,霍金强调就是所谓的“四度空间”,科学家将其命名为“虫洞”。霍金强调,“虫洞”就在我们四周,只是小到肉眼无法看见,它们存在于空间与时间的裂缝中。
他指出,宇宙万物非平坦或固体状,贴近观察会发现一切物体均会出现小孔或皱纹,这就是基本的物理法则,而且适用于时间。时间也有细微的裂缝、皱纹及空隙,比分子、原子还细小的空间则被命名为“量子泡沫”,“虫洞”就存在于其中。
霍金指出,理论上时光隧道或“虫洞”不只能带着人类前往其他行星,如果虫洞两端位于同一位置,且以时间而非距离间隔,那么宇宙飞船即可飞入,飞出后仍然接近地球,只是进入所谓“遥远的过去”。因为在4度空间中,10分钟也许是n小时。不过霍金警告,不要搭时光机回去看历史。
史蒂芬·威廉·霍金表示,如果科学家能够建造速度接近光速的宇宙飞船,那么宇宙飞船必然会因为不能违反光速是最大速限的法则,而导致舱内的时间变慢,那么飞行一个星期就等于是地面上的100年,也就相当于飞进未来。
霍金举人造卫星为例,指卫星在轨道运行时,由于受地球重力影响较小,卫星上的时间比地上时间稍快。由此,霍金就设想出一艘大型极速宇宙船,可在1秒内加速至时速9.7万公里,6年内加速至光速的99.99%,比史上最快的宇宙船阿波罗10号快2000倍。船上的乘客就是变相飞向未来,作出名副其实的时间旅行。
即使是在太空中,万物也都有时间的长度,在时间中漫游,意味着穿越该“4度空间”。
霍金举例指出,开车直线行进等于是在“1度空间”中行进,而左转或右转等于加上“2度空间”,至于在曲折蜿蜒的山路上下行进,就等于进入“3度空间”。穿越时光隧道就是进入“4度空间”。
2、外星人论
斯蒂芬·霍金在美国探索频道2010年4月25日播出的纪录片《跟随斯蒂芬·霍金进入宇宙》中说,外星人存在的可能性很大,但人类不应主动寻找他们,应尽一切努力避免与他们接触,从而避免黑暗森林打击!(刘慈欣三体中所提到的理论)
霍金认为,鉴于外星人可能将地球资源洗劫一空然后扬长而去,人类主动寻求与他们接触“有些太冒险”。“如果外星人拜访我们,我认为结果可能与克里斯托弗·哥伦布当年踏足美洲大陆类似。那对当地印第安人来说不是什么好事。”
3、星际移民
霍金在2010年8月接受美国知识分子视频共享网站BigThink访谈时,再曝惊人言论,称地球200年内会毁灭,而人类要想继续存活只有一条路:移民外星球。
霍金表示,人类如果想一直延续下去,就必须移民火星或其他的星球,而地球迟早会灭亡。霍金说:“人类已经步入越来越危险的时期,我们已经历了多次事关生死的事件。由于人类基因中携带的‘自私、贪婪’的遗传密码,人类正在一点点掠夺地球资源,人类不能把所有的鸡蛋都放在一个篮子里,所以不能将赌注放在一个星球上。”
4、学术赌注
霍金喜欢就一些科学命题,与其他学者开赌,一时成为科学界美谈。
(1)能否发现希格斯玻色子
霍金跟美国密歇根大学的戈登教授打了个赌:CERN不会发现希格斯玻色子。
希格斯玻色子是英国著名物理学家希格斯与其他同事经过漫长年代的潜心研究,等待了48年,才发现了希格斯玻色子,也称为“上帝粒子”。
(2)黑洞是否存在
集一生精力研究黑洞的霍金,曾担心黑洞可能只是理论上的概念,而现实中根本不存在。他为免到时自己变得一无所有,1975年他与另一名物理学家索恩(Kip Thorne)开赌:究竟黑洞是否存在。
(3)裸奇点的存在
1991年,霍金又要求开赌,这次索恩与他站在同一阵线,对赌一方是物理学家裴士基(John Preskill)。当时的命题是,奇点应该被黑洞围绕,但没有被黑洞包围的“裸奇点”(naked singularities)是否存在。
霍金与索恩押注:裸奇点并不存在,随即与裴士基立下赌据,谁输了要向对方送上一件用来“遮蔽裸体”的T恤衫,写上适当的服输字眼。霍金于1997年修正他的理论,指出裸奇点有可能存在。
5、高维空间
根据90年代提出的M理论(超弦理论的一种),宇宙是十一维的,由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里,宇宙只是四维的(三维空间和一维时间),现代物理学则认为还有七维空间我们看不见。
科学家们对我们已认知的维与可能存在但未被认知的维之间的区别是如何解释的呢?他们打了一个比方:一只蚂蚁在一张纸上行走,它只能向右或向左,向前或向后走。对它来说高与低均无意义,这就是说,第3维的空间是存在的,没有被蚂蚁所认识。同样,我们的世界是由四维数据构成的(三个空间维,一个时间维),我们没有觉察到所有其他的维。
根据物理学家的看法还应该有7个维。尽管有这么多的维,这些维是看不见的,它们自身卷在了一起,被称为压缩的维。为了弄清这种看法,让我们再以蚂蚁为例展开我们的想象。我们可以设想一下,将蚂蚁在上面行走的那张纸卷起来,直到卷成一个圆筒形。
如果蚂蚁沿着纸壁走,最后它又会回到出发点,这就是压缩维的一个例子。如果能沿着著名的莫比乌斯带走,也会发生上述现象,当然,它是3维的,但如果沿着它走过,总是会回到出发点的。莫比乌斯带从维的角度讲是压缩的,按照物理学它有3个维,但谁在上面行走,都只能认知成一个维。
这就有点像左图上的人:上行或下行,但永远不会走到尽头。如果蚂蚁不是沿着纸筒弯曲的壁行走,它就永远不会返回到原出发点。这就是二维(或者说被我们所感知的那种维)的例子,沿着它一直走,就不可能返回到原来的出发点。
1974年,斯蒂芬·霍金做出了他最著名的预言之一:黑洞最终完全蒸发。
根据霍金的理论,黑洞不是完美的“黑色”,而是实际发射粒子。霍金相信,这种辐射最终会从黑洞中吸收足够的能量和质量,使黑洞消失。人们普遍认为这一理论是正确的,但一度认为几乎不可能证明。
是第一次,然而,物理学家已经证明了这种难以捉摸的霍金辐射——至少在实验室里是这样。虽然霍金辐射太弱,我们目前的仪器无法在太空中探测到,但物理学家现在已经看到这种辐射是黑色的用声波和宇宙中最冷、最奇怪的物质产生的洞模拟。[关于黑洞的9个想法会让你大吃一惊]
对粒子黑洞施加了如此强大的引力,以至于即使是以光速传播的光子也无法逃脱。虽然空间的真空通常被认为是空的,但量子力学的不确定性决定了真空中充满了在物质反物质对中存在和脱离的虚拟粒子。(反物质粒子的质量与其物质粒子的质量相同,但电荷相反。)
通常,当一对虚拟粒子出现后,它们立即相互湮灭。然而,在黑洞旁边,极端的重力反而将粒子拉开,一个粒子被黑洞吸收,另一个则射向太空。被吸收的粒子具有负能量,从而降低了黑洞的能量和质量。吞下足够多的这些虚拟粒子,黑洞最终蒸发。逃逸的粒子被称为霍金辐射。
这种辐射很弱,我们现在不可能在太空中观测到它,但是物理学家们想出了非常有创意的方法在实验室里测量它。
瀑布事件视界物理学家杰夫·斯坦豪尔和他在海法的以色列理工学院的同事们用一种叫做玻色-爱因斯坦凝聚体的极冷气体来模拟黑洞的事件视界,什么都逃不掉的无形边界。在一股流动的气体流中,他们放置了一个悬崖,形成了一个气体“瀑布”;当气体流过瀑布时,它将足够的势能转化为动能,使其流动速度快于声速。
代替了物质和反物质粒子,研究人员使用了成对的声子或量子声波,在气流中。斯坦豪尔在接受《生活科学》杂志采访时说,慢边的声子可以逆流而上,远离瀑布,而快边的声子则不能,被超音速气体的“黑洞”困住。
“就好像你试图逆流游泳,而水流的速度比你能游的要快。”你会觉得自己在前进,但你真的在后退。这就好比黑洞中的一个光子试图从黑洞中出来,却被引力拉错了方向。
霍金预言,发射粒子的辐射将处于波长和能量的连续光谱中。他还说,它可以用一个仅依赖于黑洞质量的单一温度来描述。巴黎苏德大学物理实验室的理论物理学家雷诺·帕伦塔尼在接受《现场科学》杂志采访时说,最近的实验证实了这两个在声波黑洞中的预测。Parentani也研究模拟黑洞,但从理论角度来看;他没有参与新的研究。”这是一个非常精确的实验。从实验的角度来看,杰夫[斯坦豪尔]是目前使用冷原子探测黑洞物理的世界领先专家这项研究是“一个漫长的过程中的一步”。特别是,这项研究没有显示声子对在量子水平上是相互关联的,这是霍金预测的另一个重要方面。
“这个故事将继续,”Parentani说
宇宙中12个最奇怪的物体史蒂芬霍金关于黑洞最遥远的想法物理学中最大的未解之谜最初发表在《生命科学》杂志上
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