版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

[科普中国]-3月14日,76岁霍金去世于爱因斯坦生日

科普中国-科普话强国
原创
栏目聚焦我国前沿科技领域取得的重大进展和标志性成果。
收藏

2018年3月14日,著名物理学家霍金去世,享年76岁。

坐在轮椅上,头朝右边倾斜,肩膀左低右高,无法写字,依赖翻书的机器,罹患肌萎缩侧索硬化症,这是霍金给人留下的印象。

斯蒂芬·霍金生前任英国剑桥大学教授,研究领域涉及黑洞辐射、宇宙论、广义相对论和量子物理学。他一直致力于探索宇宙奥秘,被誉为“宇宙之王”。

霍金的一生是传奇的,全身瘫痪,不能说话,唯一能动的地方只有两只眼睛和3根手指,其他地方根本不能动。医生曾诊断身患绝症的他只能活两年,可他一直坚强活了下来,写出了科普名著《时间简史》,证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发现象和无边界的霍金宇宙模型,让人类脑洞大开。

霍金十三、四岁时已下定决心要从事物理学和天文学的研究。十七岁那年,他考到了自然科学的奖学金,顺利入读牛津大学。学士毕业后他转到剑桥大学攻读博士,研究宇宙学。不久他发现自己患上了肌萎缩侧索硬化症。由于医生对此病束手无策,起初他打算放弃从事研究的理想,但后来病情恶化的速度减慢了,他便重拾心情,排除万难,从挫折中站起来,勇敢地面对这次的不幸,继续醉心研究。

七十年代,他和彭罗斯证明了知名的奇性定理,并在1988年共同获得沃尔夫物理奖。他还证明了黑洞的面积不会随时间减少。1973年,他发现黑洞辐射的温度和其质量成反比,即黑洞会因为辐射而变小,但温度却会升高,最终会发生爆炸而消失。

八十年代,他开始研究量子宇宙论。这时他的行动已经出现问题,后来由于得了肺炎而接受穿气管手术,使他从此再不能说话。再后来他全身瘫痪,要靠电动轮椅代替双脚,不但说话和写字要靠计算机和语言合成器帮忙,连阅读也要别人替他把每页纸摊平在桌上,让他驱动着轮椅逐页去看。

霍金将一生贡献于理论物理学的研究,被誉为当今杰出的科学家之一。他凭着坚毅不屈的意志,战胜了疾病,创造了一个奇迹,也证明了残疾并非成功的障碍。

霍金曾说:“我相信科学技术的发展和进步最终可以带人类冲出太阳系,到达宇宙中更遥远的地方。”

今天,他走了,留下了许多科技成果和他向人们传递出的是一种乐观向上的韧性、永不服输的勇气和敢于探索的热情。

1879年3月14日,爱因斯坦降生

白色蓬松的头发“不羁”地顶在头上,标志性的白胡子密密麻麻地贴在嘴唇上方,这是爱因斯坦给人们的第一印象。

提及爱因斯坦,大家都不会陌生。爱因斯坦全名阿尔伯特·爱因斯坦,1879年3月14日出生于德国符腾堡王国乌尔姆市,是一名犹太裔物理学家。爱因斯坦在物理学领域创造了难以超越的成就,将物理学成果提高到了一个新的高度。

对于我们今天来说,爱因斯坦的意义不只在于他是一位伟大的物理学家,更在于他是一个曾经生活过、爱过、思考过、获得过思想的乐趣的人。爱因斯坦一生求索,寻找他亲爱的难以捉摸的上帝的脉搏。时至今日,已经没有人会怀疑爱因斯坦的伟大。本世纪没有哪一位物理学家像他一样在二十世纪物理学最重要的两个领域都做出了开创性的贡献,他近乎单枪匹马地完成了狭义相对论和广义相对论,同时又与普朗克和玻尔共同奠定了量子力学的基础。因为有他的思考,整个物理学发生了巨大的改变,整个世界也随之而变---虽然不是所有的改变都是他愿意看到的(比如原子弹的诞生)。作为物理学家的爱因斯坦,他的贡献已部分地融入到我们生存的物质基底和文化背景;而作为思想者的爱因斯坦,他将为每一个热爱独立思想的人,源源不断地提供前进的精神力量。

爱因斯坦在1905年4月30日完成《分子大小的新测定》。爱因斯坦在和最亲密的朋友在喝茶交谈时,思索液体粘性与溶解的糖分子大小之间的关系。通过考虑大量的这种糖分子,爱因斯坦导出计算扩散速度的数学公式。这样,通过估算扩散系数和溶液的粘度就可以得出糖分子的大小。

《物体的惯性是否决定其内能》建立在狭义相对论基础上,表明质量和能量可互换。他在文中描述道:“物体质量是其内能的一个尺度”。爱因斯坦于1907年将内能概念重新表述为有史以来最著名的科学方程。方程E=mc2同样适用于动能。

《关于热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》提供了原子确实存在的证明。爱因斯坦在这篇论文中,创立了支配“布朗运动”的数学定律,推进了“布朗运动”和原子存在的观点。爱因斯坦认为,水分子的运动足够剧烈,从而能够推动悬浮的颗粒,使得颗粒的飘舞在显微镜下能够观察得到。

《论动体的电动力学》提出时空关系新理论,被称为“狭义相对论”,被认为是最具有划时代意义的理论革命。1905年,爱因斯坦重新肯定了该原理适合于所有物理学,并且确认光速为一个常数。在解决了相对性悖论的同时,文章还提出一个与人们常规直觉相违背的新的相对性原理,即无论观察者是坐在前廊的摇椅上,还是乘坐以接近光速飞升的未来太空船上,光速对他都保持不变。光速不变原理彻底摧毁了我们的绝对时空观。

通过狭义相对论的创立,爱因斯坦已经证明,空间和时间并非独立存在,而是形成了一种时空构造。

为了解释光电效应,1905年爱因斯坦在普朗克能量子假说的基础上提出了光量子假说。普朗克的量子假说提出后的几年内,并未引起人们的兴趣,爱因斯坦却看到了它的重要性。他赞成能量子假说,并从中得到了重要启示:在现有的物理理论中,物体是由一个一个原子组成的,是不连续的,而光(电磁波)却是连续的。在原子的不连续性和光波的连续性之间有深刻的矛盾。

爱因斯坦曾说:智慧并不产生于学历,而是来自对于知识的终身不懈的追求。

1879年的今天,他来了,带来了物理学的辉煌,带来了永不放弃探索的精神,带来了人生的启迪。

更多精彩!欢迎关注“科普中国-科技前沿大师谈”官方微信(kjqydst)。

内容资源由项目单位提供