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| 斯蒂芬·威廉·霍金 | |
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斯蒂芬·威廉·霍金 | |
| 原文名 | StephenWilliamHawking |
| 出生 |
1942年1月8日 英國牛津 |
| 逝世 | 2018年11月3日（76歲） |
| 國籍 | 英國 |
| 職業 | 科學家 |
人物經歷
斯蒂芬•威廉•霍金（Stephen William Hawking），1942年1月8日出 生於英國牛津，出生當天正好是伽利略逝世300年忌日。父親法蘭克是畢業於牛津大學的熱帶病專家，母親伊莎貝爾1930年畢業於牛津研究哲學、政治和經濟。
1942年1月，納粹德軍幾乎夜夜不停地轟炸英國倫敦。這迫使霍金一家搬離海格特的家園遷到牛津避難。他們在霍金誕生後又回到了倫敦。童年時的霍金學業成績並不突出，但喜歡設計極為複雜的玩具。據說他曾用一些廢棄用品做出一台簡單的電腦。
1959年17歲的霍金入讀牛津大學的大學學院攻讀自然科學，用了很少時間而得到一等榮譽學位，隨後轉讀劍橋大學研究宇宙學。
1963年，21歲的他不幸被診斷患有肌肉萎縮性側索硬化症即運動神經細胞病。當時，醫生曾診斷身患絕症的他只能活兩年，可他一直堅強地活了下來。
1965年，23歲時他取得了博士學位留在劍橋大學進行研究工作。
1973年，他考察黑洞附近的量子效應，發現黑洞會像天體一樣發出輻射，其輻射的溫度和黑洞質量成反比，這樣黑洞就會因為輻射而慢慢變小，而溫度卻越變越高，最後以爆炸而告終。黑洞輻射或霍金輻射（包括de Sitter空間中的霍金輻射）的發現具有極其基本的意義，它將廣義相對論、量子場論和熱力學統一在一起，其為彎曲時空中的量子場論。1973年以後，他的研究轉向了量子引力論。雖然人們還沒有得到一個成功的理論，但是它的一些特徵已被發現。例如，空間－時間在普朗克尺度下不是平坦的，而是處於一種粉末的狀態。在量子引力中不存在純態，因果性受到破壞，因此使不可知性從經典統計物理學、量子統計物理提高到了量子引力的第三個層次。
1980年以後，霍金的興趣轉向了量子宇宙論，提出了能解決宇宙第一推動問題的無邊界條件。2004年7月，他承認了自己原來的「黑洞悖論」觀點是錯誤的。《時間簡史》的副題是從大爆炸到黑洞。史蒂芬•威廉•霍金認為他一生的貢獻是在經典物理的框架里，證明了黑洞和大爆炸奇點的不可避免性，黑洞越變越大，但在量子物理的框架里，他指出，黑洞因輻射而越變越小，大爆炸的奇點不斷被量子效應所抹平，而且整個宇宙空間正是起始於此。理論物理學的細節在未來的20年中還會有變化，但就觀念而言，已經相當完備了。
1985年，他因患肺炎做了穿氣管手術，被徹底剝奪了說話的能力，演講和問答只能通過語音合成器來完成。
1985年，第一次來到中國，到中國科技大學和北京師範大學訪問在科大水上講演廳做天體物理的學術報告。
1988年，霍金的科普著作《時間簡史：從大爆炸到黑洞》發行，從研究黑洞出發，探索了宇宙的起源和歸宿，該書被譯成40餘種文字，出版逾1000餘萬冊，但因書中內容極其艱深，在西方被戲稱為「讀不來的暢銷書」（Unread Bestseller），有學者曾指這種書之所以仍可以如此暢銷，是因為書本嘗試解答過去只有神學才能觸及的題材：時間有沒有開端，空間有沒有邊界。
2001年10月，又一部作品《果殼中的宇宙》 （The Universe in a Nutshell）出版發行。該書是《時間簡史》的姐妹篇，以相對簡化的手法及大量圖解，訴說宇宙起源。
2002年，第二次來中國，在北京、杭州作主題為《膜的新奇世界》（Brane New World）科普報告，向公眾闡釋他的關於天體演化的「M理論」。
霍金亦試圖通過通俗演講，將自己的思想與整個世界交流，除了常在英國及美國發表演說，他90年代曾兩次到訪日本。
霍金曾指，大眾會好奇一位殘障人士，為何會想到這麼多宇宙論，令他成了大眾媒體的寵兒。事實上，他在《星際迷航（Star Trek）》中的電視系列劇《星際迷航：下一代》中飾演過自己，與愛因斯坦及牛頓一起打橋牌；他亦曾在美國卡通片《辛普森一家》中「演出」，拯救劇中的女孩。其形象也在卡通片《飛出個未來》中的一集裡出現。卡通片《居家男人》中則有與其類似的角色（Steve）對其進行了滑稽的模仿。
2006年，他在香港透露正與女兒合撰寫一套類似於《哈利波特》、但主題是理論物理學而非魔法的小說。
2006年6月，第三次來中國，他帶來的仍然是自己關於宇宙學最新的研究，在香港科技大學體育館主持一個題為"宇宙的起源"的演講時，轟動一時，被戲稱為受到「搖滾巨星」級的接待。2006年6月19日上午，在人民大會堂向北京的公眾講述《宇宙的起源》。
2009年4月6日，霍金因病取消外訪，同月20日因病送院治理，情況欠佳。
2012年1月傳出因臉部肌肉惡性萎縮，已嚴重影響其表達能力，並有可能使他無法發出獨特的「電腦聲」。
2012年4月6日，他在熱播美劇《生活大爆炸》第五季第21集中，以斯蒂芬•霍金教授的身份本色出演，在劇中與主角謝爾頓同框的畫面被無數粉絲奉為經典。
2012年，霍金在趙曉凱收藏北京奧運火炬上蓋上了兩枚金色指紋，並題詞：「為了人類長期生存，為了世界和平，我們需要銷毀所有核武器」(to ensure the long term survival of the human race we need to disarm all nuclear warheads and promote world peace!)
2017年為英國BBC錄製紀錄片《探索新地球》。
主要成就
史蒂芬•威廉•霍金是本世紀享有國際盛譽的偉人之一，劍橋大學數學及理論物理學系教授，當代最重要的廣義相對論和宇宙論家。榮獲英國劍橋大學盧卡斯數學教席，這是自然科學史上繼牛頓和狄拉克之後榮譽最高的教席。
20世紀70年代他與彭羅斯一道證明了著名的奇性定理，為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。他因此被譽為繼愛因斯坦之後世界上最著名的科學思想家和最傑出的理論物理學家。憑一本薄薄的《時間簡史》征服了全世界3000萬讀者。黑洞理論使量子論和熱力學在「霍金輻射」中得到完美統一，而他在20世紀80年代提出的無邊界設想的量子宇宙論，解決了困擾科學界幾百年的「第一推動」問題。
斯蒂芬•威廉•霍金的研究為理解黑洞和宇宙本源奠定了基礎，不過據他本人指出，他在動畫片《辛普森一家》（The Simpsons）和科幻劇集 《星際迷航：下一代》（Star Trek：The Next Generation）中的演出也同樣精彩。
霍金在《大設計》中強調，宇宙不需要一個造物主或「上帝」，以「哲學已死」開篇，這意味着人類將從愚昧的自我奴役超脫出來，其否認了純哲學和宗教可以真正解釋自然，這也表明各大宗教只是古代精神世界探索未知，追求不滅解脫的體系，而非客觀真理。隨着時代的進步，人類文明也當奮起直追，不甘落後，這就是為什麼世代有識之士追求存在、生命和宇宙的意義。解決這些命題本來應該是哲學家的任務，可惜科學的高度發展使得哲學無法跟上。
霍金希望解開宇宙誕生之時的奧秘，1970年代時，霍金將量子力學應用於解釋黑洞現象，在之後的30年中，用量子力學解釋整個宇宙已經變得更加困難了。霍金想找到一套可以完美解釋整個宇宙現象的理論來說明137億年誕生直到現在的宇宙，但是多年過去了就算無限接近他仍然沒有得出結論。按照他的量子力學理論，宇宙誕生是大爆炸產生的，這是一個被壓縮的無限小卻具有超大重力的物質（也可以理解成密度無限大）爆炸的產物。量子力學的理論範疇不能夠解釋這一個過程是如何進行？為什麼會這樣？霍金說「那必須有一套可以描述小規模重力的理論」。
霍金的同事，倫敦瑪麗皇后學院的麥克•格林（Michael .Green）參與建構的超弦理論，簡稱為「弦論」，指出所有粒子和自然力量，其實都是在震盪中的像弦一樣的微小物體，解決了霍金一直想努力解答的重力問題，該理論必須建立在宇宙必須有9、10甚至是大於11個的維度中，而人類身處的三維世界可能僅僅是真正的宇宙的其中一個膜。
2014年1月24日，英國著名科學家斯蒂芬•霍金教授再次以其與黑洞有關的理論震驚物理學界，在《黑洞的信息保存與氣象預報》（Information Preservation and Weather Forecasting For Black Holes）的論文中，霍金指出，由於找不到黑洞的邊界，因此「黑洞是不存在的」，不過「灰洞」的確存在。這是為了解決「防火牆」問題於新理論中設定「黑洞不存在」，其並非真不存在。黑洞的邊界又稱「視界」，經典黑洞理論認為，黑洞外的物質和輻射可以通過視界進入黑洞內部，而黑洞內的任何物質和輻射均不能穿出視界。
霍金的「灰洞」理論認為，物質和能量在被黑洞困住一段時間以後，又會被重新釋放到宇宙中。他在論文中承認，自己最初有關視界的認識是有缺陷的，光線其實是可以穿越視界的。當光線逃離黑洞核心時，它的運動就像人在跑步機上奔跑一樣，慢慢地通過向外輻射而收縮。「經典黑洞理論認為，任何物質和輻射都不能逃離黑洞，而量子力學理論表明，能量和信息是可以從黑洞中逃離出來的。」霍金同時指出，對於這種逃離過程的解釋需要一個能夠將重力和其他基本力成功融合的理論。在過去近一百年間，物理學界沒有人曾試圖解釋這一過程。
對於霍金的「灰洞」理論，一些科學家表示認可，也有人持懷疑態度。美國卡夫立理論物理研究所的理論物理學家約瑟夫•波爾欽斯基（Joseph Polchinski）指出，根據愛因斯坦的重力理論，黑洞的邊界是存在的，只是它與宇宙其他部分的區別並不明顯。其實，早在2004年霍金就曾做出過類似表示。當年7月21日，霍金在「第17屆國際廣義相對論和萬有引力大會」上指出，黑洞並非如他和其他大多數物理學家以前認為的那樣，對其周遭的一切「完全吞噬」，事實上被吸入黑洞深處的物質的某些信息可能會在某個時候釋放出來。
1973年，霍金稱自己通過計算得出結論，黑洞在形成過程中其質量減少的同時，還不斷在以能量的形式向外界發出輻射。這就是著名的霍金輻射理論，該理論提到的黑洞輻射中並不包括黑洞內部物質的任何信息，一旦這個黑洞濃縮並蒸發消失後，其中的所有信息就都隨之消失了，這便是所謂的「黑洞悖論」。這種說法與量子力學的相關理論出現相互矛盾之處。因為現代量子物理學認定這種物質信息是永遠不會完全消失的。
30多年來，霍金試圖以各種推測來解釋這一自相矛盾的觀點。霍金曾表示，黑洞中量子運動是一種特殊情況，由於黑洞中的引力非常強烈，量子力學在此時已經不再適用了。霍金的這種說法並沒有讓科學界眾多持懷疑態度學者信服。現在看來，霍金終於給了這個當年自相矛盾的觀點一個更具有說服力的答案。霍金稱，黑洞從來都不會完全關閉自身——霍金輻射，它們在一段漫長的時間裡逐步向外界輻射出越來越多的熱量，隨後黑洞將最終開放自己並釋放出其中包含的物質信息。
2016年8月16日，海法以色列理工學院的教授傑夫斯坦豪爾（Jeff Steinhauer）在出版的《自然物理學》雜誌中一篇論文上證明了霍金輻射的量子效應。他製造一種聲音黑洞而非光黑洞，使用的是帶聲音粒子即聲子「視界」的長管。2014年斯坦豪爾教授發現，視界上隨機產生了聲子。在他最新的結果中，斯坦豪爾證明這些聲子是一對相關聲子中的一個，從而證明了霍金輻射的量子效應。
社會活動
2016年4月12日，英國著名物理學家斯蒂芬•霍金在紐約新世貿中心觀景台宣布了名為「突破攝星」的計劃，將同俄羅斯商人尤里•米爾納、美國社交網站臉書創始人扎克伯格合作建立一個新的太空探索項目，建造大批微型星際飛船，並以五分之一光速的速度將它們發射前往半人馬座阿爾法星。當天是聯合國確定的第六個國際載人航天日，也是人類首次載人航天飛行55周年紀念日。
米爾納在新聞發布會上說，「突破射星」計劃的初步投資將為1億美元，用來開發製造使用激光推進的微型星際飛船，並在當前一代人的時間內實現飛到半人馬座阿爾法星的目標。
據介紹，計劃建造的微型星際飛船名為「納米飛行器」，它由一塊名為「星片」的電腦芯片作為船體。米爾納在發布會上展示了「星片」的成品原件。該芯片僅有兩三厘米見方，幾克重，但集成了攝像機、光子推進器、導航和傳輸部件，是具有完整太空探測功能的飛行器，而製造成本僅相當於一部iPhone手機。
該芯片會安裝上名為「光帆」的超材料布蓬，通過地面發射高能激光助力推進，「光帆」可吸收激光能量，帶動微型飛船前行。由于飛船的質量非常小，在太空中又幾乎沒有阻力，在激光的不斷加速下，理論計算顯示其速度可達五分之一光速。如果成功的話，這可使飛船用約20年時間到達距離地球4.37光年的半人馬座阿爾法星附近。半人馬座阿爾法星是距離太陽系最近的恆星之一，但現有最快宇宙飛船也需花費3萬年時間才能飛到那裡。
霍金在發布會上說，嚮往飛翔是人類的天性。
對於霍金的計劃，中國專家認為，想法很好，但目前具有科幻色彩。「嚴格地說，霍金提出的航天器算不上『飛船』，只是一個幾厘米見方的飛行物，其設想的激光推進技術在工程方面也很複雜，」空間技術研究專家龐之浩介紹說。
所獲榮譽
1989年獲得英國爵士榮譽稱號。
英國皇家學會學員和美國科學院外籍院士。
倫敦皇家天文學會的埃丁頓勳章。
梵蒂岡教皇科學學會十一世勳章。
霍普金斯獎。
美國丹尼歐海涅曼獎。
麥克斯韋獎。
英國皇家學會的休斯勳章。
1978年獲世界物理學界最高獎—愛因斯坦獎章。
1988年與羅傑•彭羅斯共同獲得了的沃爾夫物理獎。
1988年，史蒂芬•威廉•霍金的書《時間簡史：從大爆炸到黑洞》獲沃爾夫基金獎。
2009年8月12日，獲得自由勳章——由奧巴馬親自頒獎。
2017年4月27日，獲得2017GMIC X組委會致敬榮譽。
後世紀念
英國《衛報》在訃聞中寫道：「科學蒼穹上一顆最閃耀的明星隕落了」。
英國廣播公司在訃聞中評價說，霍金畢生都致力於科學知識的普及，他已經成為普通人眼中理論物理的代言人。
劍橋大學官方推特賬號在紀念推文中引用了霍金的一句話：「記得仰望星空，不要只看腳下。」對於大多數人來說，這位物理學家帶給人們最大的啟發或許就是，提醒人們偶爾從生活的細小和瑣碎中抬起頭，對這個世界保持好奇心。
英國物理學家，曼徹斯特大學粒子物理學教授布萊恩•考克斯在悼念霍金的推文中表示，只要這世界上還存在科學家，霍金的精神遺產就將繼續激勵他們前行。
霍金去世後，世界各地網友在社交媒體發起紀念活動。有網友在社交媒體平台推特發文「剛剛看到霍金去世的消息」，並配上了哭泣的圖片。中國網友也在社交媒體發文紀念。
2018年3月14日，外交部發言人陸慷主持例行記者會，就英國著名物理學家史蒂芬•霍金去世等答問，對霍金先生不幸去世表示哀悼和惋惜，向他的家屬表示慰問。