往期阅读
当前版: 11版 上一版  下一版
上一篇    下一篇
放大 缩小 默认   

霍金的宇宙世界

  3月14日,英国著名物理学家史蒂芬·威廉·霍金在家中逝世,享年76岁。

  提到霍金,人们往往会想起他标志性的轮椅,以及那本畅销全球的《时间简史》。这位被誉为继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家,带领人类一次次探索宇宙未知的物理巨人,这一次转身拥抱星河,独自走向了宇宙。

  在霍金的主要研究领域——宇宙论和黑洞当中,他证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。

  宇宙起源

  2006年,霍金曾表示,爱因斯坦的广义相对论无法解释宇宙如何由大爆炸形成,如果把广义相对论和量子论相结合,就有可能解释宇宙是如何起始的,“这是回答我们为何在此,我们从何而来的宇宙学核心问题”。

  他和物理学家罗杰·彭罗斯一起证明了奇点定理,认为宇宙起源于一个时间和空间消失、物质密度无限大的奇点。

  在霍金想象中,宇宙起源有点像沸腾水中的“泡泡”。他认为,宇宙的开端,可能出现了许多“小泡泡”,然后再消失。“泡泡”膨胀的同时,会伴随着微观尺度的坍缩。一些坍缩的“泡泡”,由于不能维持足够长的时间,来不及发展出星系和恒星,更不用说智慧生命了。但一些“小泡泡”膨胀到一定尺度,就可以安全地逃离坍缩,继续以不断增大的速率膨胀,形成了我们今天看到的宇宙。

  黑洞理论

  1974年,霍金提出了著名的“霍金辐射”学说,该学说是霍金对天体物理学作出的最大贡献之一。

  霍金在该学说中指出,黑洞在特定条件下会放射出一种微小的放射物,最后所有的黑洞将随着时间的推移慢慢地蒸发掉。但是根据量子力学所描述的微观粒子的运动规律,黑洞及被其“吞噬”掉的物质是不会简单消失的。

  30多年来,霍金试图以各种推测来解释这些相矛盾的观点。他还曾提出,黑洞中有关量子力学的规律是不同的。

  经过长时间的研究后,霍金在2004年柏林的一次会议上提出,一些被黑洞吞没的物质随着时间的推移,慢慢地从黑洞中“流淌”出来。也就是说,黑洞既“破坏”也“建设”。

  人类未来

  2008年,霍金曾在美国乔治·华盛顿大学大胆预言,假如人类的历程再走100万年,“人类的足迹必将进入那些从未涉足过的宇宙空间”。

  霍金说,人类向外太空扩展将带来比发现新大陆的“地理大发现”更巨大的影响,彻底改变人类未来。他认为,人类将在30年内在月球上建立基地,以开展长期的宇宙探索活动;在200年至500年内,人类将发明新的推进系统,让在太阳系外的宇宙空间开展载人探索变得可能。

  “请(对宇宙)充满好奇,”他说,“我们必须为了人类继续走向太空。如果不逃离我们脆弱的星球,我们将无法再生存1000年。”

  这位身体无力却思想飞扬的科学家说,如果外星生命有足够智慧,以至于能向太空中发送信号,那么他们肯定也聪明到了可以制造破坏性核武器的地步了。他本人倾向于这样一种假设——宇宙间的原始生命是非常普遍的,但是智能生命却相当罕见。

  人工智能

  霍金坦承,人工智能的初步发展已证明了其有用性,但他担心这类技术最终会发展出与人类智慧相当甚至超越人类的机器。“到时它(机器)将可能以不断加快的速度重新设计自己,而人类则受制于生物进化速度,无法与其竞争,最终被超越。”

  2014年,霍金曾与另外几位科学家为英国《独立报》撰文,称人们目前对待人工智能的潜在威胁“不够认真”,“短期来看,人工智能产生何种影响取决于谁在控制它。而长期来看,这种影响将取决于我们还能否控制它。”如何趋利避害,是所有人需要考虑的问题。(本报综合媒体报道)

上一篇    下一篇
 
     标题导航
   第01版:一版要闻
   第02版:2018全国两会特别报道
   第03版:2018全国两会特别报道
   第04版:2018全国两会特别报道
   第05版:2018全国两会特别报道
   第06版:2018全国两会特别报道
   第07版:要闻
   第08版:草原足球
   第09版:经济涮锅
   第10版:小康图景
   第11版:科技
   第12版:生活
大数据引领内蒙古“智慧”快跑
霍金的宇宙世界
带你看懂“2017年度中国科学十大进展”