霍金究竟作出了什么贡献？ 霍金到底对人类有什么实质性的贡献
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或许大多人都和大话君一样，对于霍金的了解只是基于学校课本上的简短介绍，但是我相信，对自然科学稍感兴趣的同学，绝对会对他印象深刻。惊讶的不仅是他全身瘫痪，不能言语，只有三根手指可以动，更令人感叹的，是他那仅有的“先知”一般的大脑，对宇宙科学的大胆探索和预测，一次次刷新着人类的宇宙观。
“宇宙之王”的称号，当之无愧。
当然，大话君并不是一个“霍金吹”。因为宇宙科学，对于我们大多数人的认知来说，实在过于遥远，所以，对于霍金的成就，我们是没有具体概念的。那么，霍金到底对人类有实质性的贡献呢？
基本介绍
斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking），1942年1月8日出生于英国牛津。出生当天正好是伽利略逝世300年忌日。
霍金毕业于牛津大学（University of Oxford）和剑桥大学（University of Cambridge），并获剑桥大学博士学位。
1963年，21岁的他不幸被诊断患有肌肉萎缩性侧索硬化症即运动神经细胞病。当时，医生曾诊断身患绝症的他只能活两年，可他一直坚强地活了下来。
1965年，23岁时他取得了博士学位留在剑桥大学进行研究工作。
科学方面
霍金的研究领域是引力与黑洞。他的主要贡献有两个：奇点定律（1970）与霍金辐射（1974）。
奇点定理：Roger Penrose（彭罗斯，似乎更牛） 一起开创性地运用拓扑学的方法，证明广义相对论方程导致奇点解，间接地证明了大爆炸奇点的存在。
霍金辐射：受Bekenstein熵的启发下，运用弯曲时空背景下的量子场论方法，证明黑洞像热力学黑体一样对外辐射。这是广义相对论和量子力学相结合的第一个典范，具有特殊的重要性。
霍金的主要工作都作于上世纪60年代末70年代初黑洞研究大发展时期，他的早期工作对引力与黑洞领域起到了非常大的促进作用。其证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理，提出了黑洞蒸发现象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。
公众对霍金的印象是一个宇宙科学家，他的研究对象是宇宙，但其实他对观测天文并不感兴趣，只有几次用望远镜观测过。他的研究方式主要是通过猜想和理论相结合做出预言性结论（这或许是令很多人不能信服的原因吧）。
霍金认为他一生的贡献是，在经典物理的框架里，证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性，黑洞越变越大；但在量子物理的框架里，他指出，黑洞因辐射而越变越小，大爆炸的奇点不但被量子效应所抹平，而且整个宇宙正是起始于此。
科普方面
霍金作为当代理论物理的代言人，对于在公众面前宣传理论物理作用是极大的。这一影响力应该无人能出其左右。
当然，霍金在学术界的名气是与其贡献相称的。同行们将霍金视为上世纪70年代以来在引力和黑洞领域作出杰出贡献的众多学者之一。而并没有把他摆在诸如牛顿、爱因斯坦，等人之上。但是，他在公众面前的名气令人匪夷所思。其一方面来自其研究领域的普遍吸引力——你很难找到比诸如时空、宇宙这样更吸引大众的主题了，何况研究领域涉及到拿爱因斯坦这样的大牛。传言，也因为剑桥大学霍金团队以及出版商的运作，将他包装成了“伟大”的科学明星。
其代表作《时间简史》（1988），探索着宇宙的起源，凭借丰富的想象，精妙的构思，字字珠玑，阐释宇宙未来之变，神奇而美妙。这本书至今累计发行量已达2500万册，被译成近40种语言。
《果壳中的宇宙》是霍金继《时间简史》后最重要的著作。霍金在书中，再次把我们带到理论物理的最前沿，用通俗的语言向我们解释宇宙的原理，谁也无法想象果核与宇宙的联系，而霍金正向我们生动，形象地讲述这些神奇。和《时间简史》一起成为全世界最畅销的科普著作之列，影响力可见一斑！
作为一位大半生困在轮椅上人，霍金至今仍然在坚持科研和写作，身残志坚，与命运抗争，这种精神绝对称得上伟大。
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1 科学方面：
霍金的研究领域是引力与黑洞。他的主要贡献有两个：奇点定律（1970）与霍金辐射（1974）。
奇点定理：Roger Penrose（彭罗斯，似乎更牛） 一起开创性地运用拓扑学的方法，证明广义相对论方程导致奇点解，间接地证明了大爆炸奇点的存在。
霍金辐射：受Bekenstein熵的启发下，运用弯曲时空背景下的量子场论方法，证明黑洞像热力学黑体一样对外辐射。这是广义相对论和量子力学相结合的第一个典范，具有特殊的重要性。
2 科普方面：其代表作《时间简史》（1988），探索着宇宙的起源，凭借丰富的想象，精妙的构思，字字珠玑，阐释宇宙未来之变，神奇而美妙。这本书至今累计发行量已达2500万册，被译成近40种语言。
拓展资料：
斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking，1942年1月8日至2018年3月14日），男，出生于英国牛津，英国剑桥大学著名物理学家，现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。
1963年，霍金21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症（卢伽雷氏症），全身瘫痪，不能言语，手部只有三根手指可以活动。1979至2009年任卢卡斯数学教授，主要研究领域是宇宙论和黑洞，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。获得CH（英国荣誉勋爵）、CBE（大英帝国司令勋章）、FRS（英国皇家学会会员）、FRSA（英国皇家艺术协会会员）等荣誉。
2012年4月6日播出的热播美剧《生活大爆炸》第五季第21集中，史蒂芬·霍金本色出演参与了客串。2017年为英国BBC录制纪录片《探索新地球》。物理学家斯蒂芬·霍金11月6日表示，技术有望逆转工业化对地球造成的一些危害，有助于消除疾病和贫困，但人工智能需要加以控制。2017年11月，霍金预言2600年能源消耗增加，地球或将变成“火球”。
2018年3月14日，霍金逝世，享年76岁。霍金逝世后，引发全球各界悼念。
参考资料：百度百科-霍金
一，科学方面。
霍金的研究领域是引力与黑洞，他主要有两个贡献：奇点定理（1970）与霍金辐射（1972）。
奇点定理：在广义相对论中， 对奇点的研究是一个重要的课题， 它既是能量条件最早的应用之一， 也是全局方法在广义相对论中初试锋芒的范例。
霍金辐射：霍金辐射（Hawking Radiation）是解释有关黑洞热力学性能的理论预测，要旨在于黑洞会放出黑体辐射，由斯蒂芬·威廉·霍金在1972年建立数学模型。
二，科普方面。
霍金作为当代理论物理的代言人，对于在公众面前宣传理论物理作用是极大的。这一点应该无人能出其左右。霍金在科学界的名气一部分也来自于科普到科学的“出口转内销”。霍金在公众眼里的巨大名气当然算是他对物理学（甚至科学）的贡献，至少一些少年因为受到霍金感召而报考了物理系。
拓展资料：
史蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking，1942年1月8日—2018年3月14日），出生于英国牛津，英国剑桥大学应用数学与理论物理学系物理学家，著名物理学家、宇宙学家、数学家。霍金是继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家和当代最伟大的科学家，人类历史上最伟大的人物之一，被誉为“宇宙之王”。他的代表作品有《时间简史》、《果壳中的宇宙》、《大设计》等。
斯蒂芬·威廉·霍金，１９４２年１月８日出生，曾先后毕业于牛津大学和剑桥大学三一学院，并获剑桥大学哲学博士学位。在大学学习后期，开始患“肌肉萎缩性脊髓侧索硬化症”（运动神经元疾病），半身不遂。他克服身患残疾的种种困难，于１９６５年进入剑桥大学冈维尔和凯厄斯学院任研究员。这个时期，他在研究宇宙起源问题上，创立了宇宙之始是“无限密度的一点”的著名理论。１９６９年起任冈维尔和凯厄斯学院科学杰出成就研究员。１９７２－１９７５年先后在剑桥大学天文研究所、应用数学和理论物理学部进行研究工作，１９７５－１９７７年任重力物理学高级讲师，１９７７－１９７９年任教授，１９７９年起任卢卡斯讲座数学教授。其间，１９７４年当选为皇家学会最年轻的会员。１９７４－１９７５年为美国加利福尼亚理工学院费尔柴尔德讲座功勋学者。１９７８年获世界理论物理研究的最高奖爱因斯坦奖。霍金的成名始于对黑洞的研究成果。在爱因斯坦之后融合了２０世纪另一个伟大理论──量子理论，他认为，宇宙是有限的，但无法找到边际，这如同地球表面有限但无法找到边际一样；时间也是有开始的，大约始于１５０亿到２００亿年前。１９８８年获沃尔夫物理学奖。 １９８５年霍金丧失语言能力，表达思想唯一的工具是一台电脑声音合成器。他用仅能活动的几个手指操纵一个特制的鼠标器在电脑屏幕上选择字母、单词来造句，然后通过电脑播放声音，通常制造一个句子要５、６分钟，为了合成一个小时的录音演讲要准备１０天。１９８８年写成科普著作《时间简史》，至１９９５年１０月该书发行量已超过２５００万册，译成几十种语言，中译本也已出版。 １９９０年与结婚２５年之久的妻子简·怀尔德离婚。１９９５年９月１６日，与他的护士伊莱恩·梅森结婚。 史蒂芬·霍金教授是当代享有盛誉的伟人之一，被称为在世的最伟大的科学家，当今的爱因斯坦。他在统一20世纪物理学的两大基础理论—爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论方面走出了重要一步。1989年获得英国爵士荣誉称号。他是英国皇家学会学员和美国科学院外籍院士。 霍金的魅力不仅在于他是一个充满传奇色彩的物理天才，也因为他是一个令人折服的生活强者。他不断求索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深地吸引了每一个知道他的人。
著名科学家、科普作家斯蒂芬·威廉·霍金（以下简称霍金）于去年2018年3月14日去世，享年76岁。这位在半个世纪前就被医生判了死刑，说活不过两年的天才科学家，带着病躯又顽强的活了半个世纪，给人类科学和民众科普留下了宝贵的财富。霍金科普之王
对于普罗大众，霍金留给我们最有价值的就是他写的几本畅销科普书，对于上了年纪（30岁以上…）的科学爱好者，相信没几个人没看过霍金的书。
当然，对于现在来说，科普书满天飞，所以年轻一代可能有好些没有看过霍金的科普书的，但在这些满天飞的科普书作者中，大概又有很大一部分是看过霍金的科普书并深受其影响的。作为史上最畅销科普书作者，霍金留给科学爱好者的科普财富是无与伦比的。在他所著的众多科普书中，称为霍金三部曲的《时间简史》、《果壳中的宇宙》和《大设计》最为知名，特别是上世纪80年代写的《时间简史》可谓人尽皆知，全球销量数千万册。曾经在科学爱好者里没有看过《时间简史》都不好意思说自己是科学爱好者……当然霍金的最主要身份是作为一名科学家而不是科普作家。那么他又留给科学界些什么呢？霍金在科学上的成就主要集中在宇宙学方面，而且跟很多著名科学家一样，他的主要贡献基本上都是年轻时做出的。很多人说霍金晚年碌碌无为，我只想说，这不正常吗？有多少个理论物理学家在晚年还碌碌有为的？
好了废话太多，现在聊正题。在科学上，霍金又给我们留下了什么……嗯？我们？……等等，应该说科学界……理论贡献关我们什么事……早年，霍金在宇宙学上贡献颇大，特别在在黑洞研究上面，而事实上他的理论贡献也都主要集中在黑洞方面。一、奇性定理这是霍金与数学家彭罗斯共同证明的，他们的计算表明，在很一般的初始条件下，物质坍缩到形成视界后时空中都会出现奇异性并产生奇异点，根据计算这个奇异点是时间为0的点，也就是它要么是时间的起点，要么是时间的终点。霍金和彭罗斯证明，在宇宙大爆炸之初存在一个时间的起点，而在黑洞坍缩中心存在一个时间的终点。奇性定理曾经终结了宇宙大爆炸之前是什么的问题，因为宇宙大爆炸就是时间的起点，它没有之前。
宇宙大爆炸奇点二、黑洞无毛定理
这个无论是中文名还是英文名都相当不雅的定理是由霍金和其他研究者共同证明的，它指出当天体因引力坍缩而产生视界后，对于外界只剩下质量、电荷和角动量三个物理量，其余一切信息（包括温度）都会失去。因此在我国它有一个比较雅观也更为贴切的别名——三毛定理。但这个定理一经提出就引起了强烈反响，首先是来自量子力学方面的，因为这个定理与量子力学的一个基本定律产生矛盾——信息守恒。这在物理界一直存在争议，相对论学家认为信息确实是不守恒的；但量子物理学家不干，他们认为信息必须守恒。后来霍金声称证明了信息确实守恒……但相对论权威基普索恩认为他的证明是错的，所以关于黑洞信息是否守恒，目前科学界还没有达成共识。黑洞无毛定理的第二个冲突来自热力学，刚才说了在物质落入视界后温度信息也会丢失，那么问题来了，如果把外界的熵都扔进黑洞，黑洞的熵并没有增加，而外界的熵降低了，这不就违反热力学第二定律了吗？这两个问题一开始相对论学家还能杠一下：黑洞视界内是一个独立的系统，因此扔进去的信息和熵都与外界宇宙无关，这样就不算违背量子力学和热力学了。这样解释大家确实也无话可说，毕竟根据相对论，进去的东西永远也出不来了，谁也不知道它在里面咋了，它跟外界已经没有关系了。这样，这两个问题就都不是问题了。然而没过几年，霍金就搞出了一个大新闻，导致这两个问题又成了大问题。稍后再说。（见第4点）黑洞无毛定理三、面积不减定理
霍金指出，当视界形成以后，任何物质落入黑洞，黑洞的视界表面积只会增加不会减少。
这任何物质包括了另一个黑洞。因此，这一定理将限制了双黑洞合并时的引力波辐射总能量。也就是说根据面积不减定理，两个黑洞合并过程所产生的引力波辐射总能量必定低于一个阈值，使两个黑洞合并后形成的黑洞的视界表面积大于合并前的两个黑洞视界面积之和。霍金的这一定理已经在自2015年之后LIGO激光干涉引力波天文台检测到的多次双黑洞合并引力波事件所证实，不过这个理论的分量不够，霍金并没有因此获得任何奖项。引力波事件证明了面积不减定理四、霍金辐射
这个以霍金名字命名的理论被公认为霍金毕生最重要的理论贡献。虽然黑洞辐射并非是霍金首先提出的，但是凭着超强的理论和数学能力，霍金首先完美地证明里黑洞辐射！为了这个证明，他构建了一个称为弯曲时空量子场论的广义相对论与量子力学的合并理论。他尝试在黑洞附近极度弯曲的时空中考虑量子效应，根据量子力学，真空中会随机出现虚粒子对，并随即湮灭，但当这些虚粒子对出现在黑洞视界周围极度弯曲的时空中时，情况就会变得有趣起来，它们可能出现三种情况：
1.与在平坦时空时一样后最终湮灭。
2.在湮灭前其中一个落入视界，另一个也跟着落入视界。3.虚粒子对被黑洞超强的潮汐力分开到足够的距离，其中一个落入视界，另一个向外逃逸。当逃逸的虚粒子失去了能与之湮灭的另一半后，就会成为实粒子，相应的落入黑洞那个虚粒子也会变成实粒子，这过程就像黑洞里往外发射了一个实粒子一样。基于能量守恒，落入黑洞的实粒子与向外逃逸的实粒子总能量为0，那么辐射出来的实粒子是携带正能量还是负能量呢？霍金指出，向外逃逸的实粒子必然是携带正能量的实粒子。这是因为黑洞外的正常时空不允许负能实粒子存在，如果首先落入黑洞的是正能粒子，那么留在外面只能跟着进去，而不会往外逃逸。但是黑洞内的时空则不同，黑洞视界是一个单向膜，视界内的时空会发生互换，在视界内的特殊时空里是允许存在负能实粒子的，因此留在外面的实粒子无需跟进去与之湮灭。所以黑洞可以以一定的速率持续向外发射正能量的实粒子，与此同时，落入视界的负能实粒子则减少了黑洞的总能量，这过程就像黑洞在慢慢蒸发一般，因此霍金辐射也被称为黑洞蒸发。霍金辐射五、黑洞热力学
黑洞热力学最初是美国物理学家约翰·惠勒提出的，由他的学生雅各布·贝肯斯坦发扬光大。在霍金证明了面积不减定理后，贝肯斯坦就指出黑洞表面积很像热力学的熵，都是自增不减。但霍金非常抗拒这种说法，他指出，如果黑洞有熵，就意味着有温度，就应该会产生热辐射，但是广义相对论不允许黑洞存在热辐射，因此霍金否决了贝肯斯坦这一想法。
然而前面在介绍黑洞无毛定理时说过，黑洞的存在违反了热力学第二定律——熵增定律，由于黑洞可视为一个独立的系统，所以可以回避这个问题，然而霍金辐射的证明让这个问题无可回避，因为黑洞最终会蒸发消失，因此它与外界宇宙是同一个系统。而霍金辐射证明了黑洞会向外产生辐射，而且霍金证明所产生的辐射是黑体辐射，这样，霍金当初否决贝肯斯坦的理由就不成立了，因为黑洞确实会产生热辐射！因着霍金辐射的证明，黑洞热力学也正式被确立，我们来看看黑洞热力学与热力学一一对应的四条定律：热力学第零定律——如果a和b都与c取得热平衡，那么a与b也必然热平衡。这是一条关于温度的热力学定律，而在黑洞热力学里，温度就对应着黑洞的表面引力。也就是说，黑洞的温度高低由其表面引力的大小决定，表面引力越大，黑洞温度越高。热力学第一定律——能量守恒定律。这条是宇宙的基本定律与之对应的就是黑洞的电荷和角动量。热力学第二定律——熵增定律。前面说了，贝肯斯坦早已指出这就是霍金证明的面积不减定理。热力学第三定律——不能通过有限的物理过程把温度降到绝对零度。这对应的自然就是不能经过有限的物理过程将黑洞的温度（表面引力）降低到零。贝肯斯坦黑洞熵公式虽然黑洞热力学并非由霍金首先提出，但是很显然每一条黑洞热力学定律都离不开霍金的理论，所以把黑洞热力学归为霍金的理论贡献应该不会有人反对吧。
到这里这篇文章已经超过3000字了……所以后面的理论我长话短说……六、黑洞信息守恒这同样是之前在介绍黑洞无毛定理时提到过的，随着霍金辐射的证明重新成了必须面对的问题。与熵增定律不同，霍金在证明霍金辐射后依然不承认信息守恒，并和好朋友基普·索恩一起与支持守恒的量子物理学家打赌。与之前几乎所有霍金理论一样，黑洞信息守恒同样不是霍金自己首先提出的，但又是他第一个给出数学证明的，数学太好没办法……当他拿着自己的证明宣布打赌输了的时候，那位赢了的量子物理学家一脸懵逼地说：我没听懂他的证明，不知道为什么赢了……
当然，前面也说过，索恩并不认同他的证明，所以黑洞信息守恒其实目前还存在争议。曾经听国内的相对论权威北师大的赵峥教授说过，他发现霍金关于黑洞信息守恒的证明是有问题的，在其中一个过程里，他在数学上假设了时间可逆（也就是相当于可以回到过去）。不过显然霍金和大部分物理学家都认为证明是对的，他们构建了一些理论用于解释落入黑洞的物质信息去了哪里，比如火墙理论、软毛理论等。黑洞信息悖论和解决方案七、无边界宇宙
这可能时霍金唯一可以声明原创的理论贡献了。无边界宇宙可能是霍金的《时间简史》里最难懂的部分，说实在这个理论我没有把握把它讲明白，幸好现在字数够了，我可以省略一些……
我们知道无论宇宙中时间和空间有着截然不同的性质，虽然它们共同构成了时空这个整体。在狭义相对论统一时空后，基于光速不变，时间可以换算成空间，即ct（光速乘以时间得到距离），但这在描述空间位置时必须取负号，即s²=x²+y²+z²-(ct)²，爱因斯坦的大学老师闵可夫斯基就通过加入在时空变换的项中加入一个虚数使负号变成正号，即s²=x²+y²+z²+(ict)²，从而构建了一个四维空间——闵可夫斯基空间。也许霍金从中得到启发，在他的奇性定理里，证明了大爆炸之初存在一个奇点——时间的起点，但这意味着宇宙存在一个创生的时刻，作为无神论者的霍金很不喜欢这个结论。因此他同样在时间轴上加上一个虚数项，使时间轴变成虚数轴，与原来的实时间垂直，这样虚时间就具有与空间一样的性质，成为空间的第四个方向。一个与空间性质相同的时间轴意味着它能像空间一样闭合（当时还没发现宇宙加速膨胀，一般认为宇宙是闭合的超球面），这样它就不再有起点和终点。霍金以一个球面作为类比，当你沿北极走到南极，并不会停下来，在你看来南极与其它地方并无二致。这样霍金构筑了一个在时间上也没有边界的宇宙，这个宇宙同时推翻了他的第一个重要理论——奇性定理。使一切物理规律失效的奇点——时间起点并不存在，在虚时间里宇宙坍缩回去也仅类似于你从北极走到了南极，没有任何事物阻止你继续往前走……勇于挑战自我的天才看到这里，相信你不会怀疑霍金是个天才，几乎他的每一个重要理论都有人走在他的前面，但最终都是由他首先完成了。更让人肃然起敬的一点是，霍金从来不怕否定自己的理论，有时我会觉得他就是在一个劲推翻自己之前的理论……
比如霍金辐射“推翻了”面积不减定理，黑洞信息守恒“推翻了”黑洞无毛定理，无边界宇宙“推翻了”奇性定理……我只想说，霍金你是在逗我呢？还是在逗我呢？……永不止步的天才
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