第一章 物理史話 【13】

霍金（1942年1月8日生～）現任劍橋大學有史以來最為崇高的盧卡遜數學教授職務；這職務曾經為牛頓及狄拉克所榮任過。他是當代最重要的廣義相對論家和宇宙論家。70年代他和彭羅斯一起證明了著名的奇性定理，共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。為此他成為英國皇家學會最年青的會員。

他還證明了黑洞的面積定律；隨著時間的增加面積不減。1973年他發表了「霍金輻射」的觀點，指出黑洞會發射出基本粒子和輻射。黑洞輻射的發現有著重大的意義，它將引力、量子力學和統計力學統一在一起。1974年他的研究轉向量子引力論，探索把量子力學和廣義相對論結合在一起的途徑。1980年以後他轉向了量子宇宙論的研究，他關於宇宙無邊界假說，是研究宇宙創生的科學理論。

他的專著《時間簡史》在全球流傳甚廣，共用40種語言發行了2500萬冊。他的生平富有傳奇性，是最傑出的科學家之一。他的偉大成果是在他20多年被盧伽雷病禁錮在輪椅上的情況下做出來的，這在常人是難以想象的空前壯志。他猶如一顆科學巨星，不斷放射出瑰麗奪目的光彩。他所在科學荊棘中探索的道路，遍布半個世紀以來整個物理領域。

相對論和量子力學是20世紀物理學中的兩次重要革命。其間，物理界各學派分門別類的在爭論中努力勤奮的研究推動了物理學的加速發展。這當中比較突出的是超弦理論，甚至該派別的一些著名學者將它稱譽為20世紀物理學的第三次革命。

弦理論是在30多年前提出來的，當時是用來解決強力的問題的，後來發現弦理論本身就是一個統一理論。在弦理論中要求引力存在，同時它還包括有電磁力和弱力。由於量子理論和廣義相對論實質上只能在各自的領域起作用，實質上兩者不相容。後來出現了一種11維的超引力理論，主要目的也是要想建立一個統一的理論，但在1984年超引力理論喪失了領頭理論的地位因而出現了10維的超弦理論替代了它。超弦理論，是用極小的弦的閉合圈取而代之電子、光子和夸克……這些基本粒子，用閉弦的不同振動和運動來表示這些粒子。

超弦理論最大的特點是時空坐標是以場量的形式出現的，而不象一般的理論中時空坐標是參數空間。在弦理論中原先以為是粒子的東西被描繪成弦里傳播的波動，如同振動著的弦上的波動，一個粒子從另一個粒子發射出來或者被吸收對應於弦的分解和合併；粒子已不再是佔有空間的點，而是只有長度的，像是一根無限細的弦一樣的東西。

自1984年以後，物理學界中相當多一批人的看法顯著地改變為更鐘情於這維數甚多的弦理論。但結論無法予以實驗證實，卻是超弦理論的致命的難解之緣。因為如果想要進入弦的世界那就必須有一個圓周長達1000光年的粒子加速器，而整個太陽系的直徑也不過才1光年直徑，但沒有這如同銀河系一般大的加速器，我們就無法進入4維之外的那6個維度。

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