斯蒂芬·霍金最重要的五大贡献

英国著名物理学家斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）是当代最重要的广义相对论和宇宙论家，是当今享有国际盛誉的伟人之一，被称为在世的最伟大的科学家，还被称为“宇宙之王”。他近日迎来了自己的70岁生日，让我们回顾一下这位著名物理学家对科学界所做的最重要的五大贡献：

1、1970年：奇性定理

霍金70年代研究爱因斯坦的引力理论，他发现在很一般的条件下，空间和时间一定存在奇点，时空似乎被无限弯曲。不过当时还不清楚奇点是否真实存在。伦敦伯克贝克学院的罗杰?彭罗斯（Roger Penrose）证实，奇点确实会在黑洞中形成。后来，彭罗斯和霍金将同样的想法应用到整个宇宙中，并表明爱因斯坦的理论预测我们在遥远过去的奇点，这就是宇宙大爆炸。霍金与彭罗斯一起证明了著名的奇性定理，为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。

2、1971-1972年：黑洞定理

黑洞有自己的一套定理，反映我们更熟悉的热力学定理。霍金提出第二定理，其中规定，黑洞的总表面面积永远不会变小，至少在目前的古典物理学方面。又称霍金的黑洞面积定理，这为物理学家提出了一个谜题。该定理暗示黑洞是热的，否定了古典物理学所认为的黑洞不辐射热量的说法。霍金还证明了黑洞“无毛”定理：无论什么样的黑洞，其最终性质仅由三个物理量（质量、角动量、电荷）惟一确定。即当黑洞形成之后，只剩下这三个不能变为电磁辐射的守恒量，其他一切信息（“毛发”）都丧失了，黑洞几乎没有形成它的物质所具有的任何复杂性质，对前身物质的形状或成分都没有记忆。

3、1974-1975年：黑洞如何消失

物理学家曾经认为，没有任何东西可以逃脱黑洞。霍金根据量子理论认为，黑洞应该能够放出热量，并最终消失。这个过程对于正常的黑洞来说是缓慢的。与太阳同等质量的黑洞将花费更长的时间蒸发。但质量较小的黑洞蒸发得更快，它们在临近生命的末期将以惊人的速度释放热量。在最后的十分之一秒，黑洞可能爆发与一百万个百万吨级的氢弹爆炸相同的能量。

4、1982年：星系如何出现

宇宙学一个流行的理论认为，宇宙大爆炸后不久经历了一个快速通胀期。霍金是其中一位首次证明量子如何涨落的科学家。量子涨落，即物质分布的微小变化，在快速通胀期可能会加速宇宙中星系的传播。开始有一些微小差别的物质在引力的作用下聚集在一起，成长为我们现在所看到的宇宙结构。

5、1983年：宇宙波函数

霍金将他的大部分时间花费在试图建立一个引力量子理论。但在1983年与芝加哥大学的吉姆?哈特(Jim Hartle)合作时，他开始将欧几里德（Euclidean）量子引力的观点应用在黑洞理论方面，他们共同提出，“宇宙波函数”从理论上讲，可以用来计算我们所看到的宇宙特性。