傳奇的一生

科學界哀悼物理學家和科學偶像斯蒂芬·霍金的逝世

斯蒂芬·霍金,20世紀最具影響力的物理學家之一,也許也是當代科學界最受讚譽的偶像,享年76歲去世。劍橋大學證實,這位物理學家於3月14日凌晨在英國劍橋的家中去世。自20歲出頭起,霍金就患有肌萎縮側索硬化症 (ALS),這是一種運動神經元死亡的疾病,導致大腦無法控制肌肉。據報道,霍金的健康狀況一直在惡化;就在一年多前,他在羅馬旅行期間住院。

他的去世引發了來自世界各地科學家的悼念。紐約市海登天文館館長、天體物理學家尼爾·德格拉斯·泰森在 Twitter 上寫道:“他的逝世留下了一個知識真空。但這並非空無一物。將其視為一種瀰漫於時空結構中的真空能量,難以衡量。”

霍金在劍橋大學的前學生之一,理論物理學家拉斐爾·布索告訴自然雜誌,他的老師是一位傑出的物理學家,也擅長向公眾傳播科學。“這是兩種截然不同的技能。斯蒂芬在這兩方面都很出色,”布索評論道。


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布索現在在加州大學伯克利分校,他回憶起自己是如何學會擺脫敬畏,在霍金周圍放鬆下來的。“斯蒂芬是一個快樂而輕鬆的人,不應因過度尊重和繁瑣的互動而感到負擔,”他說。

這位英國物理學家於 1942 年出生於牛津。他在 21 歲時被診斷出患有 ALS,當時他正在劍橋大學攻讀宇宙學博士學位。霍金在去年 75 歲生日慶典的演講中回憶說,有一天他和母親去滑冰時,他第一次意識到有些不對勁。“我摔倒了,很難站起來,”他告訴聽眾。“起初我變得沮喪。我的病情似乎正在迅速惡化。”

儘管醫生最初只給了他幾年的壽命,但他的病情進展比預期的要慢。他在幾十年裡繼續活躍於學術界,既是理論物理學家,又是科學普及者。儘管如此,霍金逐漸喪失了大部分肌肉的功能,在他生命的最後三十年裡,幾乎完全透過語音合成器進行交流。

多年來,霍金成為當代科學界最知名的名字之一。他的著作,尤其是《時間簡史》,成為了轟動一時的暢銷書。他很喜歡在電視劇中客串演出,例如《星際迷航:下一代》、《辛普森一家》和《生活大爆炸》。

但在科學上,他的名字與黑洞物理學聯絡最為密切,他在黑洞仍被認為是阿爾伯特·愛因斯坦廣義相對論中純粹的數學奇特事物時就開始研究它們。在 1970 年代初期,他開始研究量子物理學可以揭示關於事件視界(黑洞的有去無回的表面)的什麼資訊。霍金計算出這個表面應該緩慢地輻射(很快被稱為霍金輻射),這震驚了物理學界。黑洞並非真正是黑色的。

他推斷,這種輻射最終應導致黑洞縮小並消失。更令研究人員震驚的是,霍金輻射應該會從宇宙中抹去資訊,這與量子理論的一些基本原則明顯矛盾,正如霍金在 1976 年指出的那樣。

也許是因為他的大部分工作本質上都是推測性的,並且難以透過實驗進行檢驗,霍金從未獲得諾貝爾獎。2016 年,當以色列理工學院的物理學家傑夫·斯坦豪爾宣佈他發現了霍金輻射的確鑿證據時,一些人想知道他是否最終可能會獲得諾貝爾獎——不是在真正的黑洞中,而是在由極冷原子製成的實驗室模擬物中。然而,一些專家仍然認為這些結果尚無定論,許多人說它們與真實黑洞的相關性尚不確定。

對霍金的一些發現進行更直接的檢驗可能來自對天體物理黑洞透過引力波的研究,這項研究由美國雷射干涉引力波天文臺 (LIGO) 發起。霍金和其他人將黑洞事件視界的表面積與其熵聯絡起來,熵是無序程度的度量。在 2016 年接受自然新聞團隊關於 LIGO 首次探測到來自合併黑洞的引力波的採訪時,霍金表示,他希望未來的探測能夠足夠靈敏,以證實他在 1970 年代做出的一個預測:合併後的黑洞的表面積應大於原始物體的表面積之和——正如熵所預期的那樣,熵永遠不會減少。“我希望他們測試我的面積定理,”他說。

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