婚姻生活1990年,霍金與前妻簡(Jane)離婚,1995年迎娶私人看護伊萊恩。2004年初,英國有媒體指霍金遭到第二任妻子虐打,消息轟動全球。2004年1月,霍金透過劍橋大學兩度發(fā)表聲明,指責有關(guān)消息失實,并表示“我全心堅決駁斥說我遭到虐待的說法。媒體的報道純屬虛構(gòu),有人散播這樣不實的消息,令我感到失望。”簡(Jane)寫有《霍金:前妻回憶錄》(上)(下)。然而,外界傳出霍金身上出現(xiàn)多處神秘傷痕,手腕骨折,臉部和嘴唇有很深的切口,同年3月,英國警方正式向霍金問詢,了解有關(guān)情況,并查問部分霍金前護士索取資料,但由于霍金并未合作,英國警方最終未能起訴任何人。早在2000年,警方亦曾對霍金的意外受傷感到懷疑,但霍金當時拒絕配合,令調(diào)查終止?;艚鸬呐畠郝段鳌せ艚鹪谠L問中曾說,約2000年已發(fā)現(xiàn)父親身上有傷痕,但是父親說是他不小心自己弄傷的,她未有在意。2006年10月19日,64歲的斯蒂芬·霍金正在與第二任妻子伊萊恩辦理離婚手續(xù),他們已經(jīng)共同生活了11年。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,并有可能使他無法發(fā)出獨特的“電腦聲”?;艚鹗窃?985年因患上肌肉萎縮癥喪失了說話能力,只能利用眼球的上、下、左、右移動發(fā)出指令,通過電腦語言合成器,發(fā)出獨具特色的“電腦聲”。據(jù)霍金助理稱,之前霍金通過其電腦系統(tǒng),每分鐘能講出15個英語單詞,而如今因臉部肌肉惡性萎縮,每分鐘只能講出一個英語單詞。有關(guān)專家正在嘗試采用新技術(shù)來改善這一狀況,以防止這位偉大的物理學家喪失語言表達能力。
主要成就
斯蒂芬·威廉·霍金的研究為今天我們理解黑洞和宇宙本源奠定了基礎(chǔ),不過據(jù)他本人指出,他在動畫片《辛普森一家》(TheSimpsons)和科幻劇集《星際迷航:下一代》(StarTrek:TheNextGeneration)中的演出也同樣精彩?;艚鹪凇洞笤O(shè)計》中強調(diào),宇宙不需要一個造物主,上帝和哲學已死,這意味著人類將從愚昧的自我奴役超脫出來。
極端物質(zhì)化的當今世界是否比以前更進步,還是很可疑的事。人們必須做形而上的追求,才能脫離動物界的生存狀態(tài)。這就是為什么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(yīng)該是哲學家的任務(wù),可惜科學的高度發(fā)展使得哲學無法跟上。霍金在《大設(shè)計》的開篇中說到“哲學已死”就是這個意思。
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(yīng)用于解釋黑洞現(xiàn)象,但是在之后的30年中,用量子力學解釋整個宇宙已經(jīng)變得更加困難了?;艚鹣胝业揭惶卓梢酝昝澜忉屨麄€宇宙現(xiàn)象的理論來說明137億年誕生直到現(xiàn)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(jié)論。按照他的量子力學理論,宇宙誕生是大爆炸產(chǎn)生的,這是一個被壓縮的無限小卻具有超大重力的物質(zhì)(也可以理解成密度無限大)爆炸的產(chǎn)物。量子力學的理論范疇不能夠解釋這一個過程是如何進行?為什么會這樣?霍金說“那必須有一套可以描述小規(guī)模重力的理論”。最新的科學突破是霍金的同事,倫敦瑪麗皇后學院的麥克·格林(Michael.Green)參與建構(gòu)的超弦理論,簡稱為“弦論”,這理論指出所有粒子和自然力量,其實都是在震蕩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,這個理論必須建立在宇宙必須有9、10甚至是大于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……為數(shù)眾多的世界各地科學家正在太空和地球做相關(guān)的實驗來證明弦論以及從實驗來證明從而支持霍金的黑洞理論和量子理論。
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(guān)的理論震驚物理學界。他在日前發(fā)表的一篇論文中承認,黑洞其實是不存在的,不過“灰洞”的確存在。
在這篇名為《黑洞的信息保存與氣象預報》(InformationPreservationandWeatherForecastingForBlackHoles)的論文中,霍金指出,由于找不到黑洞的邊界,因此黑洞是不存在的。黑洞的邊界又稱“視界”。經(jīng)典黑洞理論認為,黑洞外的物質(zhì)和輻射可以通過視界進入黑洞內(nèi)部,而黑洞內(nèi)的任何物質(zhì)和輻射均不能穿出視界。
霍金的最新“灰洞”理論認為,物質(zhì)和能量在被黑洞困住一段時間以后,又會被重新釋放到宇宙中。他在論文中承認,自己最初有關(guān)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(jīng)典黑洞理論認為,任何物質(zhì)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?!?br> 霍金同時指出,對于這種逃離過程的解釋需要一個能夠?qū)⒅亓推渌玖Τ晒θ诤系睦碚摗T谶^去近一百年間,物理學界沒有人曾試圖解釋這一過程。
對于霍金的“灰洞”理論,一些科學家表示認可,但也有人持懷疑態(tài)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(JosephPolchinski)指出,根據(jù)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(qū)別并不明顯。
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,黑洞并非如他和其他大多數(shù)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(zhì)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(jié)論,黑洞在形成過程中其質(zhì)量減少的同時,還不斷在以能量的形式向外界發(fā)出輻射。這就是著名的“霍金輻射”理論。但是,該理論提到的黑洞輻射中并不包括黑洞內(nèi)部物質(zhì)的任何信息,一旦這個黑洞濃縮并蒸發(fā)消失后,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(guān)理論出現(xiàn)相互矛盾之處。因為現(xiàn)代量子物理學認定這種物質(zhì)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?;艚鹪硎?,黑洞中量子運動是一種特殊情況,由于黑洞中的引力非常強烈,量子力學在此時已經(jīng)不再適用了。但是霍金的這種說法并沒有讓科學界眾多持懷疑態(tài)度學者信服。
現(xiàn)在看來,霍金終于給了這個當年自相矛盾的觀點一個更具有說服力的答案?;艚鸱Q,黑洞從來都不會完全關(guān)閉自身——霍金輻射,它們在一段漫長的時間里逐步向外界輻射出越來越多的熱量,隨后黑洞將最終開放自己并釋放出其中包含的物質(zhì)信息。
獲得獎項
1989年獲得英國爵士榮譽稱號
是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勛章
梵蒂岡教皇科學學會十一世勛章
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勛章
1978年獲世界物理學界最高獎—愛因斯坦獎?wù)?br> 與羅杰·彭羅斯共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎
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,獲得自由勛章——由奧巴馬親自頒獎
人物生平
史蒂芬·威廉·霍金(StephenWilliamHawking),1942年1月8日出生于英國牛津,出生當天正好是伽利略逝世300周年忌日,父親法蘭克是畢業(yè)于牛津大學的熱帶病專家,母親伊莎貝爾1930年于牛津研究哲學、政治和經(jīng)濟。畢業(yè)于牛津大學(UniversityofOxford)和劍橋大學(UniversityofCambridge),并獲劍橋大學博士學位。他在21歲時不幸患上了會使肌肉萎縮的盧伽雷氏癥(ALS),因此被禁錮在輪椅上,只有三根手指可以活動,疾病已經(jīng)使他的身體嚴重變形,頭只能朝右邊傾斜,肩膀左低右高,雙手緊緊并在當中,握著手掌大小的擬聲器鍵盤,兩腳則朝內(nèi)扭曲著,嘴已經(jīng)幾乎歪成S型,只要略帶微笑,馬上就會現(xiàn)出“呲牙咧嘴”的樣子。這已經(jīng)成為他的標志性形象。1985年,因患肺炎做了穿氣管手術(shù),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。當時醫(yī)生預測他最多活兩年,但他至今依然頑強的活著。1973年,他考察黑洞附近的量子效應(yīng),發(fā)現(xiàn)黑洞會像天體一樣發(fā)出輻射,其輻射的溫度和黑洞質(zhì)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,最后以爆炸而告終。黑洞輻射或霍金輻射[4](包括deSitter空間中的霍金輻射)的發(fā)現(xiàn)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(tǒng)一在一起,其為彎曲時空中的量子場論。
1973年以后,他的研究轉(zhuǎn)向了量子引力論。雖然人們還沒有得到一個成功的理論,但它的一些特征已被發(fā)現(xiàn)。例如,空間-時間在普朗克尺度下不是平坦的,而是處于一種粉末的狀態(tài)。在量子引力中不存在純態(tài),因果性受到破壞,因此使不可知性從經(jīng)典統(tǒng)計物理學、量子統(tǒng)計物理提高到了量子引力的第三個層次。
1980年以后,霍金的興趣轉(zhuǎn)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?!稌r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(jīng)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(yīng)所抹平,而且整個宇宙空間正是起始于此。理論物理學的細節(jié)在未來的20年中還會有變化,但就觀念而言,已經(jīng)相當完備了。
史蒂芬·威廉·霍金的生平是非常富有傳奇性的,在科學成就上,他是有史以來最杰出的科學家之一,他的貢獻是在他被盧伽雷氏癥禁錮在輪椅上20年之久的情況下做出的。他的貢獻對于人類的觀念有深遠的影響,所以媒體早已有許多關(guān)于他如何與全身癱瘓作搏斗的描述。吳忠超(霍金的學生之一)于1979年第一回見到他時的情景至今還歷歷在目。那是第一次參加劍橋霍金廣義相對論小組的討論班時,身后門一打開,腦后忽然響起一種非常微弱的電器的聲音,回頭一看,只見一個骨瘦如柴的人斜躺在電動輪椅上,他自己驅(qū)動著電開關(guān)。譯者盡量禮貌而不顯出過分吃驚,但是他對首次見到他的人對其殘疾程度的吃驚早已習慣。吃飯他要用很大努力才能舉起頭來。在失聲之前,只能用非常微弱的變形的語言交談,這種語言只有在陪他工作、生活幾個月后才能通曉。他不能寫字,看書必須依賴于一種翻書頁的機器,讀文獻時必須讓人將每一頁攤平在一張大辦公桌上,然后他驅(qū)動輪椅如蠶吃桑葉般地逐頁閱讀。人們不得不對人類中居然有以這般堅強意志追求終極真理的靈魂從內(nèi)心產(chǎn)生深深的敬意。從他對譯者私事的幫助可以體會到,他是一位富有人情味的人。每天他必須驅(qū)動輪椅從他的家——劍橋西路5號,經(jīng)過美麗的劍河、古老的國王學院駛到銀街的應(yīng)用數(shù)學和理論物理系的辦公室。該系為了他的輪椅行走便利特地修了一段斜坡?;艚痣m然身殘但志不殘,非常樂觀。
他還證明了黑洞的面積定理。在富有學術(shù)傳統(tǒng)的劍橋大學里他擁有幾個榮譽學位,是最年輕的英國皇家學會會員。在公眾評價中,被譽為是繼阿爾伯特·愛因斯坦之后最杰出的理論物理學家。他提出宇宙大爆炸自奇點開始,時間由此刻開始,黑洞最終會蒸發(fā),在統(tǒng)一20世紀物理學的兩大基礎(chǔ)理論——愛因斯坦的相對論和普朗克的量子論方面走出了重要一步。
他因患“漸凍癥”(肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥),禁錮在輪椅上達50年之久,他卻身殘志堅,克服了殘疾之患而成為國際物理界的超新星。他不能寫,甚至口齒不清,但他超越了相對論、量子力學、大爆炸等理論而邁入創(chuàng)造宇宙的“幾何之舞”——無邊界條件。盡管他那么無助地坐在輪椅上,他的思想?yún)s使人們遨游到廣袤的時空,解開了宇宙之謎。
霍金的魅力不僅在于他是一個充滿傳奇色彩的物理天才,也因為他是一個令人折服的生活強者。他不斷求索的科學精神和勇敢頑強的人格力量深深地吸引了每一個知道他的人。患有肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥的他,幾乎全身癱瘓,后來又因為實行氣管造口手術(shù),從而失去語言能力。
1988年,霍金的科普著作《時間簡史:從大爆炸到黑洞》發(fā)行,從研究黑洞出發(fā),探索了宇宙的起源和歸宿,該書被譯成40余種文字,出版逾1000余萬冊,但因書中內(nèi)容極其艱深,在西方被戲稱為“讀不來的暢銷書”(UnreadBestseller),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》(TheUniierseinaNutshell)出版發(fā)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。2006年,他在香港透露正與女兒合撰寫一套類似與《哈利波特》,但主題是理論物理學而非魔法的小說。
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(fā)表演說,他90年代曾兩次到訪日本,2002年8月曾到訪杭州發(fā)表《膜的新奇世界》(BraneNewWorld),2006年6月在香港科技大學發(fā)表《宇宙的起源》時,哄動一時,被戲稱受到“搖滾巨星”級的接待?;艚鸬穆曂?,令他多次獲邀到外地演說,常獲國家元首接見。
霍金曾指,大眾會好奇一位殘障人士,為何會想到這么多宇宙論,令他成了大眾媒體的寵兒。事實上,他在“星艦奇航記”中的電視系列劇“銀河飛龍”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》中的一集里出現(xiàn)??ㄍㄆ毒蛹夷腥恕分袆t有與其類似的角色(Steve)對其進行了滑稽的模仿。
北京時間2012年4月6日播出的熱播美劇《生活大爆炸》第五季第21集中,史蒂芬·霍金本色出演參與了客串
學術(shù)思想
時光機
英國著名天體物理學家史蒂芬·威廉·霍金繼日前承認外星人的存在后,又發(fā)表一個驚人論述:他聲稱帶著人類飛入未來的時光機,在理論上是可行的,所需條件包括太空中的蟲洞或速度接近光速的宇宙飛船。不過,霍金也警告,不要搭時光機回去看歷史,因為“只有瘋狂的科學家,才會想要回到過去‘顛倒因果’?!?br>物理學家霍金在拍攝的一部有關(guān)宇宙的紀錄片時提到,人類其實能建造出接近光速的宇宙飛船,并且能夠進入未來。霍金甚至說,自己是因為擔心別人把他當成“怪人”,所以才不敢亂說話,也不愿意多談有關(guān)時光機的東西,直到透過紀錄片后才敢大方討論。
時間縫隙
至于時光機的關(guān)鍵點,霍金強調(diào)就是所謂的“四度空間”,科學家將其命名為“蟲洞”?;艚饛娬{(diào),“蟲洞”就在我們四周,只是小到肉眼很難看見,它們存在于空間與時間的裂縫中。
他指出,宇宙萬物非平坦或固體狀,貼近觀察會發(fā)現(xiàn)一切物體均會出現(xiàn)小孔或皺紋,這就是基本的物理法則,而且適用于時間。時間也有細微的裂縫、皺紋及空隙,比分子、原子還細小的空間則被命名為“量子泡沫”,“蟲洞”就存在于其中。
回到過去
而科學家們企圖穿越空間與時間的極細隧道或快捷方式,則不斷在量子天地中形成、消失或改造,它們連結(jié)兩個不同的空間及時間。部分科學家認為,有朝一日也許能夠抓住“蟲洞”,將它無限放大,使人類甚至宇宙飛船可以穿越;另外若動力充足加上完備科技,科學家或許也可以建造一個巨大的“蟲洞”。
霍金指出,理論上時光隧道或“蟲洞”不只能帶著人類前往其他行星,如果蟲洞兩端位于同一位置,且以時間而非距離間隔,那么宇宙飛船即可飛入,飛出后仍然接近地球,只是進入所謂“遙遠的過去”。因為在4度空間中,10分鐘也許是n小時。不過霍金警告,不要搭時光機回去看歷史。
飛去未來
史蒂芬·威廉·霍金表示,如果科學家能夠建造速度接近光速的宇宙飛船,那么宇宙飛船必然會因為不能違反光速是最大速限的法則,而導致艙內(nèi)的時間變慢,那么飛行一個星期就等于是地面上的100年,也就相當于飛進未來。
霍金舉人造衛(wèi)星為例,指衛(wèi)星在軌道運行時,由于受地球重力影響較小,衛(wèi)星上的時間比地上時間稍快。由此,霍金就設(shè)想出一艘大型極速宇宙船,可在1秒內(nèi)加速至時速9.7萬公里,6年內(nèi)加速至光速的99.99%,比史上最快的宇宙船阿波羅10號快2000倍。船上的乘客就是變相飛向未來,作出名副其實的時間旅行。
四度空間
即使是在太空中,萬物也都有時間的長度,在時間中漫游,意味著穿越該“4度空間”。
霍金舉例指出,開車直線行進等于是在“1度空間”中行進,而左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)等于加上“2度空間”,至于在曲折蜿蜒的山路上下行進,就等于進入“3度空間”。穿越時光隧道就是進入“4度空間”。
外星人論
斯蒂芬·霍金在美國探索頻道2010年4月25日播出的紀錄片《跟隨斯蒂芬?霍金進入宇宙》中說,外星人存在的可能性很大,但人類不應(yīng)主動尋找他們,應(yīng)盡一切努力避免與他們接觸。霍金在片中向觀眾介紹他對是否存在外星人等宇宙未解之謎的看法?!罢嬲奶魬?zhàn)是弄明白外星人長什么樣,”霍金說。在他看來,外星生命極有可能以微生物或初級生物的形式存在,但不能排除存在能威脅人類的智能生物?!拔蚁胨麄兤渲杏械囊褜⒈拘乔蛏系馁Y源消耗殆盡,可能生活在巨大的太空船上,”他說,“這些高級外星人可能成為游牧民族,企圖征服并向所有他們可以到達的星球殖民?!被艚鹫J為,鑒于外星人可能將地球資源洗劫一空然后揚長而去,人類主動尋求與他們接觸“有些太冒險”。“如果外星人拜訪我們,我認為結(jié)果可能與克里斯托弗·哥倫布當年踏足美洲大陸類似。那對當?shù)赜〉诎踩藖碚f不是什么好事?!?br>星際移民
霍金在2010年8月接受美國知識分子視頻共享網(wǎng)站BigThink訪談時,再曝驚人言論,稱地球200年內(nèi)會毀滅,而人類要想繼續(xù)存活只有一條路:移民外星球。
霍金表示,人類如果想一直延續(xù)下去,就必須移民火星或其他的星球,而地球遲早會滅亡?;艚鹫f:“人類已經(jīng)步入越來越危險的時期,我們已經(jīng)歷了多次事關(guān)生死的事件。由于人類基因中攜帶的‘自私、貪婪’的遺傳密碼,人類對于地球的掠奪資源,資源正在一點點耗盡,人類不能把所有的雞蛋都放在一個籃子里,所以不能將賭注放在一個星球上?!?br>學術(shù)賭注
霍金喜歡就一些科學命題,與其他學者開賭,一時成為科學界美談。
1.能否發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子
霍金跟美國密歇根大學的戈登教授打了個賭:CERN不會發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子。
希格斯玻色子是英國著名物理學家希格斯與其他同事經(jīng)過漫長年代的潛心研究,等待了48年,才發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子,也稱為“上帝粒子”。
2.黑洞是否存在
集一生精力研究黑洞的霍金,曾擔心黑洞可能只是理論上的概念,而現(xiàn)實中根本不存在。他為免到時自己變得一無所有,1975年他與另一名物理學家索恩(KipThorne)開賭:究竟黑洞是否存在。
3.裸奇點的存在
1991年,霍金又要求開賭,這次索恩與他站在同一陣線,對賭一方是物理學家裴士基(JohnPreskill)。當時的命題是,奇點應(yīng)該被黑洞圍繞,但沒有被黑洞包圍的“裸奇點”(nakedsingularities)是否存在。
霍金與索恩押注:裸奇點并不存在,隨即與裴士基立下賭據(jù),誰輸了要向?qū)Ψ剿蜕弦患脕怼罢诒温泱w”的T恤衫,寫上適當?shù)姆斪盅?。霍金?997年修正他的理論,指出裸奇點有可能存在。
高維空間
根據(jù)90年代提出的M理論(超弦理論的一種),宇宙是十一維的,由震動的平面構(gòu)成的。在愛因斯坦那里,宇宙只是四維的(三維空間和一維時間),現(xiàn)代物理學則認為還有七維空間我們看不見。
科學家們對我們已認知的維與可能存在但未被認知的維之間的區(qū)別是如何解釋的呢?他們打了一個比方:一只螞蟻在一張紙上行走,它只能向右或向左,向前或向后走。對它來說高與低均無意義,這就是說,第3維的空間是存在的,但沒有被螞蟻所認識。同樣,我們的世界是由四維數(shù)據(jù)構(gòu)成的(三個空間維,一個時間維),但我們沒有覺察到所有其他的維。
根據(jù)物理學家的看法還應(yīng)該有7個維。盡管有這么多的維,但這些維是看不見的,它們自身卷在了一起,被稱為壓縮的維。為了弄清這種看法,讓我們再以螞蟻為例展開我們的想象。我們可以設(shè)想一下,將螞蟻在上面行走的那張紙卷起來,直到卷成一個圓筒形。如果螞蟻沿著紙壁走,最后它又會回到出發(fā)點,這就是壓縮維的一個例子。如果能沿著著名的莫比烏斯帶走,也會發(fā)生上述現(xiàn)象,當然,它是3維的,但如果沿著它走過,總是會回到出發(fā)點的。莫比烏斯帶從維的角度講是壓縮的,按照物理學它有3個維,但誰在上面行走,都只能認知成一個維。這就有點像左圖上的人:上行或者下行,但永遠不會走到盡頭。如果螞蟻不是沿著紙筒彎曲的壁行走,它就永遠不會返回到原出發(fā)點。這就是二維(或者說被我們所感知的那種維)的例子,沿著它一直走,就不可能返回到原來的出發(fā)點。
公式闡述英格蘭隊奪冠
當?shù)貢r間2014年5月28日,英國倫敦,英國物理學家、宇宙學家霍金出席新聞發(fā)布會,闡述其通過科學公式計算的英格蘭隊如何能夠在2014世界杯上獲得冠軍?;艚鸫饲熬陀犎绾潍@得世界杯冠軍進行了長達一個月的研究。
首先,三獅軍團需要在海拔500米以下的球場比賽,而當氣溫提升僅僅5攝氏度時,他們的奪冠幾率就會下降59%!其次,英格蘭隊在當?shù)叵挛?點比賽時會提升三分之一的幾率奪冠,身著紅色比賽球衣則會提升5分之一。
上面是基于自然因素的分析,霍金教授還從球隊的技戰(zhàn)術(shù)分析了三獅軍團的前景,他認為打4-3-3將會比4-4-2更為管用?;谟⒏裉m和巴西的地理位置,長途飛行會讓英格蘭的奪冠幾率下降22%。
最后,霍金教授還將問題延伸到了裁判,他的分析指出英格蘭在歐洲裁判的手下會有63%的贏球幾率。“歐洲裁判會更同情英格蘭隊,而不是蘇亞雷斯?!?,對于英格蘭小報普遍擔心的太太團會讓球員分心的因素,霍金教授稱完全沒必要擔心?;艚鸾淌诳偨Y(jié)稱,“英格蘭奪冠的機會可以概括成以環(huán)境,生理,心理,政治以及戰(zhàn)術(shù)等方面綜合數(shù)據(jù)的影響?!?br>英格蘭隊每每在世界大賽上遭遇點球魔咒,霍金教授對此也有具體分析,“球速是非常關(guān)鍵的,所以球員在罰點球的時候最好助跑3步,這和點球擺放沒有關(guān)系,如果這套理論早點傳播出去,恐怕瓦德爾就不會錯失1990年世界杯的那記點球。”另外,霍金教授提到,好的角球主罰者會有84%的點球命中率。
在發(fā)布會的最后,霍金教授開玩笑稱不會把金錢放在投注英格蘭隊上面,他還是會繼續(xù)研究宇宙空間問題,以及其他慈善事業(yè)。
主要作品
著作
1973年:(霍金,艾利斯等)《時空的大尺度結(jié)構(gòu)》(Thelargescalestructureofspace-time)
1988年:《時間簡史》(ABriefHistoryOfTime)
1993年:《黑洞、嬰兒宇宙及其他》(BlackHolesAndBabyUniversesAndOtherEssays)[13]
2001年:《果殼中的宇宙》(TheUniverseInANutshell)
2002年:《在巨人的肩膀上》(OnTheShouldersOfGiants.TheGreatWorksofPhysicsAndAstronomy)
2005年:《時間簡史(普及版)》(及插圖版)(ABrieferHistoryOfTime)
2005年:《上帝創(chuàng)造整數(shù)》(Godcreatedtheintegers)
2007年:(與女兒Lucy合作的少兒讀物)《喬治的神秘宇宙鑰匙》(George'ssecretkeytotheUniverse),《喬治的宇宙尋寶之旅》(George'scosmictreasurehunt),《喬治與大爆炸》(GeorgeandtheBigBang)
2010年:《大設(shè)計》(TheGrandDesign)
2013年:《我的簡史》(Mybriefhistory)
演說
霍金出版《時間簡史》后,多年來曾在英國、美國、日本、香港等地,向一般大眾發(fā)表多場公開演說,敘述時間起源、宇宙終結(jié)、時光旅行,演說時其受歡迎程度猶如“搖滾巨星”。部分演說目錄:
宇宙的起源(中文)
宇宙之始(英文)
時間的開始(英文)
太空及時間扭曲(英文)
上帝擲骰子嗎(英文)
宇宙中的生命(英文)