星期五, 4月 06, 2018

霍金與最終理論的追尋


霍金(Stephen Hawking)今年(2018)三月十四日過世,結束他精彩的一生。高雄圖書總館也特闢霍金物理書展,吸引我的注意。這是配合書展所借的第一本書-Kitty Ferguson著作、容士毅的中譯本,由牛頓出版公司發行(科學與人-25)。本書共分十章封面及目錄索引如附圖。

19世紀牛頓地心引力、愛因斯坦相對論,及20世紀初量子力學之後,物理學家企圖找到「全能理論」(TOE- Theory of everything 應是統一場論-unified field theory的俗稱)把整個宇宙及所有現象,做統一闡述。霍金思考宇宙的起初,對大霹靂理論、大霹靂奇異點、黑洞、N=8超重力、時空間距涉獵甚多。

1974年霍金提出「黑洞輻射理論」闡述如何從黑洞放射出粒子。出現在靠近黑洞「事象地平面」外側的每組粒子對,其中帶著負值能量的粒子墜進黑洞。此負值能量代表黑洞能量降低了;而那個帶著常態能量的伴侶並沒有一起齊頭并並進,而黑洞減少的能量是被這個粒子帶進太空去了。

事象地平面(Event horizon)是象徵著逃脫速度等於光速,因此它是以懸繞著光子為標誌。這些速度為光速的光子無法從這黑洞逃脫,同時也不致於被黑洞吸進去。但是黑洞內部放射出來的光,再也無法逃離其強大的重力場而被拉回。

1981年在凡蒂岡舉行的學術會議提出「宇宙沒有開始、沒有邊際」這個議題,並且闡述「人擇理論」的觀點,曾受到教宗的關注。1983年霍金和他的同僚一起向物理界提出「宇宙無邊際模型 no-boundary model」。他的分析顯示這個模型的宇宙並非來自奇異點,而是人個獨立自主的宇宙。

1988年出版《時間簡史:從大爆炸到黑洞》(A Brief History of Time: from the Big Bang to Black Holes)科普圖書,讓霍金名利雙收再攀登人生高峰。本書講述關於宇宙的起源和命運,主要介紹了什麼是宇宙、宇宙發展的最新狀況和關於宇宙本性的最前沿知識,解釋了黑洞大爆炸等天文物理理論2012年再出版《新時間簡史》、《圖解時間簡史》。該書榮登《星期日時報》暢銷榜237周,為最暢銷的科普作品。共被翻譯成40多種語言,銷售1000餘萬冊。

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