世界欠霍金一个诺贝尔奖
原创2020-10-06 21:20

世界欠霍金一个诺贝尔奖

在霍金在世的时候,有记者问霍金,为什么你没拿过诺贝尔物理学奖。霍金这样回答:因为我的黑洞蒸发(也就是我们平常说的霍金辐射)还没有被观测或者实验所证实。


很显然,霍金对自己的学术成就非常自信,原因也很简单,因为霍金辐射的理论基础非常牢靠,而且宇宙中黑洞很多,所以霍金辐射应该是存在的。但是既然还没有被观测到,那就只能还是理论模型,未经实验或者观测验证的理论模型就仍然有可能不正确,不管多么合理和漂亮。


而诺贝尔奖,是非常现实主义的,不会给一个只存在于纸面上的理论颁奖,诺贝尔物理奖的授予对象必须经过实验或实践的证明,于是直到去世,霍金也没有得奖。


去年,诺贝尔奖打破之前的规则,把奖颁给了James Peeble,尽管James Peeble有观测支持,但并没有直接证明其理论。


今年,诺贝尔奖破例的幅度,比去年还更大了一些。


刚刚,2020 年诺贝尔物理学奖公布,其中一部分由罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)获得,以表彰他“发现黑洞的形成是对广义相对论的一次强有力预测”。另一部分由莱因哈特·根泽尔(Reinhard Genzel)和安德里亚·格兹(Andrea Ghez)获得,因为他们“发现了银河系中心的一个超大致密天体的存在” 。



这一次的获奖者之一:罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)就是霍金的好友,著名的奇点理论,就是由罗杰·彭罗斯与霍金一起提出的。这些理论,都围绕着一个事物:黑洞。


1916年,爱因斯坦发表了著名的广义相对论,在广义相对论中,爱因斯坦创造性地将引力的本质解释为物质扭曲时空所造成的几何现象,质量越大的天体造成的时空弯曲程度越大。


在广义相对论发表一个月后,德国天文学家卡尔·史瓦西,通过计算广义相对论引力场方程得到了著名的史瓦西解。史瓦西解表明,如果将大量物质聚拢在时空中的一点,那么这团物质就会把时空严重扭曲,以至于每秒30万公里的光都无法逃脱,这便是我们现在所熟知的黑洞雏形。



爱因斯坦本人并不相信黑洞的存在,甚至在1939年发表的一篇论文中还公开说明黑洞不能存在的理由。


罗杰·彭罗斯的伟大之处在于,在爱因斯坦去世十年后,彭罗斯证明了黑洞确实可以形成,并对其进行了详细描述:在黑洞的核心,隐藏着一个点,在那里,所有已知的自然法则都停止了。


霍金在看了这个研究后,开始把这个理论应用到宇宙学中。基于当时的理论研究和天文观测,人们知道宇宙是从一次“大爆炸”中诞生的。1970年,霍金和彭罗斯共同发表论文提出,如果广义相对论(以及其他几个数学条件)是正确的,那么在宇宙大爆炸必然是从一个奇点开始的。


说世界欠霍金一个诺贝尔奖,是因为霍金在这之后的研究,要比今年的获奖内容:“发现黑洞的形成是对广义相对论的一次强有力预测”,更进一步。


1972年,著名黑洞专家惠勒的弟子,普林斯顿大学的博士生贝肯斯坦提出一个猜想,他认为黑洞像普通物质一样,也拥有热力学的熵,而且熵的大小和它的表面积成正比。后来通过研究,霍金提出了黑洞蒸发,也就是霍金辐射。


当然,得不得诺贝尔奖,对于霍金来说,已经并不重要,这是一个由人评出来的奖项,自然有其偏向性与规则,即便是爱因斯坦,获奖内容,也是光电效应,而非他自己最出名的广义相对论。而霍金的成就,也不仅仅在于其研究内容给宇宙学打开了一扇新的大门,还有他将宇宙本性以浅显易懂的语言讲述给全世界,并启发了许许多多人对宇宙的兴趣。

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