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霍金是怎样发现黑洞的

时间:2022-01-31 百科知识 版权反馈
【摘要】:霍金不仅是一位罕见的杰出科学家,而且是一位广受人们欢迎的科普学者。在霍金的诸多科普著作中,最有名的当推《时间简史》。霍金试图通过自己的书籍和通俗演讲,把自己的科学思想与全世界各阶层人士进行广泛的交流。作者力图通过这一系列讲座,用尽可能通俗的语言,深入浅出地阐明人类迄今所探知的宇宙演化史的基本轮廓,以及相关理论的基本原理。
译者前言_宇宙简史起源

斯蒂芬•W.霍金1942年1月8日出生于英国牛津,这一天恰好是伽利略逝世三百周年忌日。他曾先后毕业于牛津大学和剑桥大学,1965年获剑桥大学哲学博士学位。在学生时期的1963年,二十一岁的霍金被诊断患有肌肉萎缩症,即卢伽雷氏症,自此他便终日与轮椅为伴。1985年后更因丧失语言能力,与人交流只能通过语音合成器来完成,为合成一小时录音演讲往往需要准备十天时间。尽管身残如此,霍金依然头脑清晰而又聪慧,在量子力学、宇宙学,特别是有关黑洞的研究中取得了一系列辉煌的成就,被人们誉为世界上最杰出的天才之一,现今在世的最伟大科学家,当代的爱因斯坦。他获得过多项荣誉及奖励,如1974年当选为英国皇家学会最年轻会员,1974—1975年成为美国加州理工学院费尔柴尔德讲座功勋学者,1978年荣获世界理论物理研究最高奖——阿尔伯特•爱因斯坦奖,1989年获得英国的爵士荣誉称号。

霍金在他长达四十余年的科学生涯中建树颇多。他与彭罗斯一起,在广义相对论框架内证明了著名的奇点定理,为此两人共同获得1988年沃尔夫物理奖。霍金对黑洞的关注长达十余年之久,他证明了黑洞的面积定理,并发现黑洞会像黑体一样发出辐射,而辐射的温度与黑洞质量成反比,这就是今日人所共知的“霍金辐射”。

霍金不仅是一位罕见的杰出科学家,而且是一位广受人们欢迎的科普学者。他深信科学理论进展的一般性原理应该能为广大公众所理解,他的演讲在国际上享有盛誉,他的足迹遍布世界各地,其中包括曾多次来中国讲演。在霍金的诸多科普著作中,最有名的当推《时间简史》。该书已被译成四十余种文字,出版数超过一千万册。霍金试图通过自己的书籍和通俗演讲,把自己的科学思想与全世界各阶层人士进行广泛的交流。

本书是霍金的又一力著,全书由七次相对独立但又互相紧密联系的讲座集结而成。作者力图通过这一系列讲座,用尽可能通俗的语言,深入浅出地阐明人类迄今所探知的宇宙演化史的基本轮廓,以及相关理论的基本原理。读者通过阅读本书,可以初步认知宇宙从形成、演变直至可能的最终归宿之全过程,以及这一过程之所以发生的物理机制。

书中涉及了现代物理学的诸多领域,如宇宙的大爆炸起源,黑洞的特性,以及时空本质等,为此作者就讲座次序及其相关内容做了精心安排。在宇宙学方面,从介绍两千多年前亚里士多德时代人们对地球的朦胧认识,到今天颇为深奥的大爆炸宇宙论和暴胀理论。在引力理论方面,从早期的牛顿引力论到爱因斯坦广义相对论,进而融入现代量子理论,甚至还简要叙述了有关弦理论的种种趣事。黑洞性质的阐述无疑是本书的重点之一,为此作者特意安排了整整两讲的篇幅,并穿插若干富于想象力的精彩描述,使人阅后难以忘怀。在讨论了宇宙的起源与归宿之后,最后一讲的内容回归到本书的主旨——“万物之理”,即如何寻求一种统一理论,以能囊括所有的局部性物理学相互作用,而这正是现代物理学尚未解决的若干极其重要问题之一。作者认为一旦做到这一点,我们将会真正理解宇宙以及人类在宇宙中所处的地位。

可以说,本书就人类认识宇宙的历史和现状,向读者展现了一次逐步深入的探索式“旅行”。实际上,在这一认识过程中,必然涉及相当深奥的物理学和天文学理论,然而在全书中仅有一处出现简单公式(即E=MC2),由此足见作者不仅是一代科学大师,而且还是向公众传播科学知识和科学方法的巧匠。尽管个别章节对一些读者来说尚有一定难度,但这并不会影响读者对作者总体思想的认知和把握。如有读者感到此类难点,尽可跳过无妨,重要的是了解宇宙如何诞生和演化的历程,以及所涉及的一些重要理论之基本概念。

囿于译者各方面的学识水平,译文的错误和疏漏之处在所难免,还望读者不吝赐教为盼。

赵君亮

2009年5月13日


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