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#新华网客户端#「赠书福利」为你读书：霍金心目中的宇宙

(主播：刘子华）
2018年3月14日 ， 史蒂芬·霍金 ， 这位举世闻名的物理学家、剑桥大学教授走完了他传奇的一生 ， 终年76岁 。 他被学界公认为当代最伟大的引力物理学家 ， 当代没有任何人比霍金对时间和空间理解得更深刻 。 在即将迎来霍金逝世两周年的日子 ， 我们邀请霍金的学生 ， 也是他享誉世界的科普著作《时间简史》的中文版译者吴忠超老师和我们分享“霍金心目中的宇宙 。 ”
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#新华网客户端#「赠书福利」为你读书：霍金心目中的宇宙
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在剑桥的追悼和伦敦西敏寺的葬仪上 ， 我非常仔细地聆听了他们的悼词 。 在霍金入葬以后 ， 来宾们被邀请到西敏寺的后花园参加招待会 ， 这时响起了熟悉的霍金的“声音” ， 此刻欧洲空间局将这声音同步向宇宙深处发射 。 它象征着这个星球上寂寞的文明寻找宇宙知音的努力 。
霍金一生最主要的学术成就是：发现广义相对论的奇性定理、黑洞的视界面积不减定理和黑洞的辐射理论 ， 创立了引力热力学和欧氏量子引力 ， 预言了太初的量子涨落导致的宇宙结构的谱 ， 以及提出“无边界设想”的宇宙无中生有诞生的场景 。
他发现的黑洞辐射机制是百年之内引力物理理论的最伟大成就 。 这个成就已经被篆刻在他在伦敦西敏寺的墓碑上 。 但他的另一个伟大成就是宇宙学的“无边界设想” 。 他自己怎么看待这两个最主要的贡献呢？
2004年冬他邀请我访问剑桥 。 同年12月10日 ， 我向他提出藏在心里很久的一个问题 。 “史蒂芬 ， 你认为你的黑洞辐射和无边界设想 ， 哪个贡献更为重要 ， 这个问题只有你能够回答 。 ”他移动鼠标 ， 在屏幕上写出一行字：“Other people think the black hole, because that is now accepted, but I think no-boundry.”（这段译为中文意思是：人们认为黑洞辐射更重要 ， 因为它现在已被接受 。 但是 ， 我认为无边界设想更重要 。 ）
宇宙学成为严肃的科学是以两个事件为标志 ， 它们是爱因斯坦提出三维球的静态宇宙模型和哈勃发现红移定律 。
1948年 ， 伽莫夫等提出了后来称为热大爆炸的宇宙场景 。 他认为 ， 早期的宇宙具有极大的物质密度和极高的温度 。 在大爆炸后的几秒钟 ， 宇宙的物质由电子、质子、中子和它们的反粒子以及辐射组成 ， 在更早的时刻则完全由基本粒子组成 。 随着宇宙膨胀 ， 它逐渐冷却 。
1970年 ， 霍金和彭罗斯证明了 ， 在经典广义相对论中 ， 在非常合理的物理条件下 ， 宇宙的大爆炸奇点是不可避免的 。 奇点应该被认为是经典时空的无法袪除的边界 。 因此 ， 广义相对论是不完备的 。 完整的宇宙图像 ， 尤其是大爆炸起始的物理图像 ， 应借助于还未被发现的量子引力论来加以描述 。
宇宙有许多美妙的性质无法得到解释 。 1973年 ， 霍金和科林斯在研究宇宙的各向同性时发现：宇宙之所以这个样子乃是因为我们的存在 。 这个思想后来被发展为所谓的“人存原理” ， 表明物理对象尤其宇宙和观察者的关系绝非是映照那么简单 ， 那么超然 。
1998年 ， 珀尔马特、施密特与里斯发现了宇宙正在加速膨胀 。 人们认为 ， 这种加速是由于所谓的暗能量引起的 。 通过天文学家和宇宙学家的不懈努力 ， 人们达到共识 ， 宇宙空间是平坦的 ， 宇宙的现有物质组成中百分之68为暗能量 ， 通常被认为就是宇宙常数 ， 还有百分之5的可见物质和百分之27的看不见的暗物质 。 现在宇宙公认的年龄是138亿年 。
宇宙学的最重大的问题是宇宙的创生 。 哲学、神学和科学都对它极端关注 。 霍金在1981年提出了“无边界设想”：宇宙的边界条件是它没有边界！没有一种边界条件比霍金提出的“无边界设想”更为简单、更为合理 ， 也因此更为美丽！由此长期困扰人类理性的“第一推动问题”才得以解决 ， 因为宇宙的开端 ， 从时空的观点看就是一个边界 。 也正因为如此 ， 上帝才从宇宙创生的场景中被排斥出去 。


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