原標題:霍金有多牛?看看那些被他虐成渣的物理學家

在上一篇文章介紹了一本書《霍金傳:我的宇宙》,結果在某平臺被狠狠鄙視了一番:“又是你個賣書的”“能別打廣告來點有用的”“知識是免費的,不應該用錢來買……”在感激網友的熱烈評論的同時也感到相當的無語……所以就有了這篇文章……

我推介這本書的其中一個原因就是網上實在太多人對霍金沒有一個正確的認識和客觀的評價,當然如果你對宇宙學毫無興趣,自然是沒必要對他有正確認識,但如果真沒興趣,我相信你也不會點進來吧?所以我希望這篇文章能讓大家對這位輪椅上的科學家有個稍微深刻的認識。

神壇——盧卡斯數學教席

斯蒂芬·威廉·霍金,英國物理學家,英國皇家學會會員,劍橋大學盧卡斯數學教授。這是一個經典力學神人牛逼頓和量子力學大神狄拉克執任過的教席。在早期,這個教席主要由數學專業人士來擔任,但從20世紀開始,全是由物理專業人士擔任,這可能由於現代物理越來越依賴於數學,導致物理大牛數學都太好的緣故吧?我……猜的……所以你應該已經可以想象到了,這霍金的數學是有多好!

沒有溫度的熱力學——黑洞熱力學第二定律

霍金畢生在黑洞研究上頗有建樹,跟他有關的黑洞理論隨便就能說出一串,但這些理論幾乎無一例外都不是他自己獨自原創的,幾乎都是搶別人的……截胡小能手一枚!

在上世紀70年代,黑洞研究異常火爆,一門奇怪的學科黑洞熱力學出現,霍金就是研究者之一。1971年發表了黑洞面積不減定理,指出在任何物質落入黑洞的過程中,黑洞的面積都只增不減。黑洞的命名者約翰·惠勒的一位研究生、黑洞熱力學的奠基人之一雅各布·貝肯斯坦指出這黑洞表面積只增不減像極了熱力學第二定律裏的熵只增不減。霍金說你“別胡說八道,黑洞沒有熱熱輻射,哪來的熵!”把貝肯斯坦懟得臉紅脖子粗,但又無法反駁,“我特麼也覺得黑洞沒有熱輻射……”

腦洞不夠,數學來湊——霍金輻射

霍金把別人氣炸後自己卻很快就反悔了,故事要從前蘇聯一位核物理學家雅可夫·澤爾多維奇說起,這名字你可能沒聽過,但他提出過的一系列理論你一定聽過,比如類星體能量來自星系中心的超大質量黑洞、銀河系內X射線源來自黑洞或中子星吸食伴星,還有霍金書中經常提到的原初黑洞,都是他首先提出的,他也參與了前蘇聯的氫彈研究,可謂牛逼哄哄。

在面積不減定理被提出那一年,澤爾多維奇又腦洞大開,認爲黑洞視界周圍產生的量子效應會導致自旋黑洞會不停往外輻射引力波、中微子和電磁波等,從而導致自旋速度下降最終停止。由於他相對論水平略渣(渣是相對的……),於是請來了好友、相對論權威基普·索恩幫忙計算,這名字是不是炒雞熟悉?他就是LIGO發起人之一、2017諾貝爾物理學獎得主、《星際穿越》的科學顧問。誰知道這索恩跟他的好基友霍金一樣的暴脾氣,對澤爾多維奇一通懟“鬼扯,黑洞怎麼可能會輻射粒子”爲此他還打了個賭。結果相對論渣澤爾多維奇掙扎了兩年都無法給出計算證明,最終把這個研究方向交給了他的研究生。

過了兩年,索恩陪着好基友霍金再次訪問前蘇聯,澤爾多維奇的研究生跟來訪的霍金介紹了他和老師對自旋黑洞輻射的研究,此時他們已經在嘗試結合廣義相對論和量子力學,並取得進展。誰知道這霍金他不講武德,把idea偷回去只用了半年就把黑洞輻射擺平了,“數學太好怪我咯”……他利用廣義相對論和量子力學結合後的彎曲時空量子場論證明了不單自旋黑洞會產生輻射,而且所有的黑洞都會產生輻射。最終黑洞輻射理論成爲了霍金冠名的理論——霍金輻射。澤爾多維奇到嘴的肉就這樣被霍金叼走了,索恩對此愧疚終生……

實力坑隊友——黑洞信息守恆

在證明霍金輻射以後,解決了黑洞熱力學裏的熱輻射問題,黑洞熱力學成立!但一個新問題又出現了,根據霍金在1970年與別人共同證明的黑洞三毛定理(黑洞無毛定理),黑洞在吸食物質後一切的原始信息都會消失,只留下質量、電荷和角動量三個基本物理量,但現在黑洞會通過輻射蒸發消失,那原始信息去哪了?如果原始信息隨之消失,那就違反了量子力學的基本定律:信息守恆。

由於霍金自己證明了霍金輻射不攜帶任何信息,因此他認爲黑洞信息不守恆,但研究量子力學的科學家們就不樂意了,其中加州理工學院量子信息與物質研究所所長約翰·普雷斯基爾表示強烈抗議和堅決反對。這普雷斯基爾的名字你一定又是沒聽過,但這尊大神提出的一個概念你一定聽過——量子霸權!結果身爲他的同事兼霍金好基友的科學賭徒索恩又出來剁手了,他與霍金一起跟普雷斯基爾打賭,他倆賭黑洞信息不守恆。

結果沒幾年索恩就被逢賭必輸的好基友霍金給賣了,7年後的2004年在一個國際相對論學術會議上宣佈他和索恩輸了,並現場做報告公佈了他的證明,索恩表示“我特麼沒輸,咋就被你代表了?”……普雷斯基爾也一臉懵逼:“啥?他說啥?沒聽懂,我咋就贏了?”

神奇霍金:我的宇宙

上面這幾位物理大神都非等閒之輩,但一碰上數學好到沒朋友(羅傑·彭羅斯向小編扔了個番茄)的霍金,統統被虐得沒脾氣……

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