DeadLine Notes

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Stephen William Hawking；1942年1月8日－2018年3月14日

史蒂芬·威廉·霍金

英國物理學家與宇宙學家，及書籍作者，生前任職劍橋大學理論宇宙學中心研究主任。
在科學上有許多貢獻，包括
與羅傑·潘洛斯共同合作提出
在廣義相對論框架內的潘洛斯–霍金奇性定理，
以及
他關於黑洞會發放輻射的理論性預測（現稱為霍金輻射）。

霍金是第一個提出由廣義相對論和量子力學聯合解釋的宇宙論理論之人。
他是量子力學的多世界詮釋的積極支持者。

從1979年至2009年，霍金是劍橋大學的盧卡斯數學教授，
並在科普作品上取得商業上的成功，
霍金撰寫了多本闡釋自己的理論與一般宇宙論的科普著作，廣受大眾歡迎。

他的著作《時間簡史：從大爆炸到黑洞》曾經破紀錄地榮登英國《星期日泰晤士報》的暢銷書排行榜中，
打破了237週的紀錄。

霍金患有一種罕見的早發性緩慢進展的運動神經元疾病（也稱為肌萎縮性脊髓側索硬化症或稱為ALS或盧·賈里格症），
病情會隨著年月逐漸惡化至嚴重。他晚年已是全身癱瘓，無法發聲，必須依賴語音產生裝置來與其他人溝通。
最初裝置透過手持開關來使用，最終需要透過使用單邊臉頰肌肉。

2018年3月14日，霍金的家人發表聲明表示霍金去世，終年76歲。

//=== 兩段婚姻, 三位子女
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1964年10月，霍金與潔恩文定終身。霍金後來感言，這改變了他的人生，給予他生活的動機。潔恩覺得，她要尋找她存在的目的，她
猜想這目的應是照顧霍金，...

...
1980年代後半期，陪伴霍金出外旅行的人時常是護士伊蓮·梅森，他們彼此開始喜歡對方，霍金要伊蓮盡可能陪伴他。伊蓮的個性很強悍

...
霍金與潔恩維持了幾乎25年的婚姻終於觸礁。1990年，霍金與潔恩分居。
1995年春天，霍金正式與潔恩離婚。四個月之後，迎娶伊蓮，他開心地表示，「好棒，我已與我愛的人結婚」。
潔恩則與瓊斯結婚，她於1999年發表了一本回憶錄《移動星星的音樂》 ...

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霍金與艾利斯共同撰著的《时空的大尺度结构》於1973年出版，這是霍金的第一本著作，現已成為經典文品，主要是探討時空的基礎結構，從粒子物理學尺度10-13cm到宇宙學尺度1028cm，應用微分幾何來檢試廣義相對論的兩個後果，第一個後果是恆星塌縮後形成黑洞與其所含有的奇點，第二個後果則是在宇宙初始時奇點的存在.

對於奇點的研究告一段落之後?，霍金開始轉移焦點，開始研究黑洞。
1971年，他發表了三篇重要論文。
第一篇論文指出，宇宙可能存在一種嶄新種類的物體，稱為原生黑洞，是在大爆炸的最早時刻經過高溫與高壓製成的微觀黑洞。
第二篇論文部分證明了無毛定理，不論黑洞是怎樣形成的，它只具有三種性質：質量、角動量、電荷。
第三篇論文闡明，黑洞的事件視界表面面積永不會減少，兩個黑洞合併後的表面面積不會小於原先兩個表面面積之和，這發現後來被命名為黑洞熱力學第二定律。

《时空的大尺度结构》成功出版後，霍金開始專注研究量子引力──量子力學與廣義相對論的結合。
俄國物理學者雅可夫·澤爾多維奇與艾利西‧斯塔賓斯基從不確定性原理推斷出旋轉中的黑洞會發射粒子，這些粒子是在事件視界外的鄰近區域由黑洞的旋轉能製成，因此會消耗黑洞的旋轉能，直到黑洞不再旋轉為止。
霍金對於這研究覺得很好奇，因此，霍金與好友基普·索恩一起去俄國拜訪澤爾多維奇與斯塔賓斯基，希望更多地了解他們的想法。
會談之後，霍金覺得俄國學者的數學方法稍顯粗糙，他可以給出更好的結果，
經過仔細計算，他發現了一個令人驚訝的結果，不僅是旋轉中的黑洞，甚至連靜止的黑洞也會持續發射粒子，
能譜符合熱力學黑體輻射的物理性質。
這結果與黑洞熱力學第二定律相互矛盾，並且支持貝肯斯坦關於熵的推論。

1974年，霍金在牛津大學拉塞福－阿普頓實驗室舉行的第二次量子引力會議發表論文《黑洞爆炸？》。
在這篇論文裏，他詳述在事件視界外的鄰近區域會出現很多虛粒子對，
每一對虛粒子都是由一個正能量粒子和一個負能量粒子組成，總能量為零，
通常，這些虛粒子對在出現後的短暫片刻會相互湮滅，為了滿足不確定性原理，

但是，假若在湮滅前，負能量粒子穿越過事件視界，則它可以在黑洞內生存，
而正能量粒子也可以逃逸至無窮遠，因此，能量會被輻射出去，黑洞質量會逐漸減小，
這就是宏觀黑洞發射輻射的機制。

對於宏觀黑洞，輻射率與質量呈反比，由於宇宙微波背景輻射的干擾，很難觀測到這種稱為霍金輻射的現象。

例如，一個質量為太陽質量（10^30 kg）的黑洞，其霍金輻射溫度為10^-7 K，遠遠低於宇宙微波背景溫度（2.7K）。

黑洞的壽命與質量的三次方成正比，假設黑洞質量為10^12 kg，則其壽命大約為宇宙年齡10^10 年?，
假設這黑洞是形成於宇宙初期的原生黑洞，則它應該會在近期「蒸發」（黑洞蒸發），溫度大約為10^11 K，
輻射出大量伽瑪射線，但是比伽瑪射線暴的光度低很多，
雖然這類稀有事件大概只能發生在太陽系內才可被觀察到，但這確實是一種可觀察到的事件，
儘管至今為止尚未有科學家真正觀測到這類事件。

這篇論文立刻震驚了整個宇宙學界。澤爾多維奇起初持保留態度，但經過嚴格檢查後不能不承認霍金是對的。

為了更快捷地發掘宇宙的奧秘，霍金決定改變他研究物理的方法，不再堅持踏實的數學證明，他變得更為憑靠直覺，更帶推測性。他告訴索恩，「在正確與嚴密這兩種選項之間，我寧願選擇正確。」嚴密不一定是獲得正確結果的最好方法，有時候，過度注重細節，可能會導致忽略大局.

1981年，一場物理會議在批評思想家維爾納·艾哈德位於舊金山的豪宅舉行。霍金在會議中提出黑洞悖論：
由於黑洞發射霍金輻射的頻譜如同理想熱輻射，當黑洞因霍金輻射而最終消失之時，所有信息也會不可逆地遺失。

在黑洞學裏，信息指的是粒子的種類、性質與組態等等。霍金嚴重警告，信息的遺失是物理學的一大危機，
因為這意味著無法按照物理學的理論來預測未來。黑洞悖論違反了量子力學的基本原則，
即「信息守恆定律」：宇宙不會遺失任何信息。
黑洞悖論引起了延續多年的激烈辯論，霍金與李奧納特·蘇士侃、傑拉德·特·胡夫特之間因此開啟了名為“黑洞大戰”的論戰

1994, 霍金與潘洛斯將在劍橋的牛頓研究院講演的六堂課系列發行成著作《時空的性質》。在這本著作中，霍金強調，
按照實證主義，物理理論只是一種數學模型，它是否對應於物理實在是一個毫無意義的問題；人們只能要求物理理論預測符合實驗觀察。

這句話惹惱了很多批評者，在他們之中很多人主張，或許在問題的後面存在著千真萬確的物理實在 ...

《時空的性質》記錄了實證主義者霍金與實在主義者潘洛斯之間的一場辯論，
主要論題是量子力學與廣義相對論，這兩種非常成功但仍舊存在嚴重爭議的理論，
怎樣合併為能夠解釋時空性質的量子引力理論

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隨著黑洞學研究快速進展，越來越多的學者認為霍金關於黑洞信息遺失的答案可能不正確。
2004年，在愛爾蘭都柏林舉辦的第十七屆廣義相對論與引力國際會議（GR17）的一場演講裏，
霍金給出他自己的相當具有爭議性的解答，涉及到黑洞可能同時擁有多種拓撲（幾何）。
演講完畢後，霍金邀請索恩與裴斯基一同來到台前，霍金正式認輸，並且贈與裴斯基一本棒球百科全書。
索恩要先研讀霍金的論文，然後再決定是否認輸。

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應用總和歷史方法，思考宇宙的所有可能歷史，擁有黑洞的歷史會造成信息遺失，而不擁有黑洞的歷史不會造成信息遺失，
由於這兩種狀況會相互抵銷，最終結局是信息不會遺失，因為根本就不會存在有任何俘獲信息的黑洞???

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03.14 是愛因斯坦的生日.

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a collaboration with Roger Penrose on gravitational singularity theorems in the framework of general relativity and the theoretical prediction that black holes emit radiation, often called Hawking radiation
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early-onset slow-progressing form of motor neurone disease (also known as amyotrophic lateral sclerosis or "ALS" and Lou Gehrig's disease), that gradually paralysed him over the decades
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When Hawking was a graduate student at Cambridge, his relationship with Jane Wilde, a friend of his sister whom he had met shortly before his diagnosis with motor neurone disease, continued to develop.
The couple became engaged in October 1964 – Hawking later said that the engagement gave him
"something to live for" – and the two were married on 14 July 1965.
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By December 1977, Jane had met organist Jonathan Hellyer Jones when singing in a church choir.

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By the 1980s, Hawking's marriage had been strained for many years.
Jane felt overwhelmed by the intrusion into their family life of the required nurses and assistants.
The impact of his celebrity was challenging for colleagues and family members, while the prospect of living up to a worldwide fairytale image was daunting for the couple.
Hawking's views of religion also contrasted with her strong Christian faith and resulted in tension
....

in the late 1980s, Hawking had grown close to one of his nurses, Elaine Mason
,to the dismay of some colleagues, caregivers, and family members,
who were disturbed by her strength of personality and protectiveness.

Hawking told Jane that he was leaving her for Mason, and departed the family home in February 1990.
After his divorce from Jane in 1995, Hawking married Mason in September,
declaring, "It's wonderful – I have married the woman I love."

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In 2006, Hawking and Mason quietly divorced, and Hawking resumed closer relationships with Jane, his children, and his grandchildren.
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... (in 1997)
Thorne, Hawking and Preskill made another bet, this time concerning the black hole information paradox

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By 2003, consensus among physicists was growing that Hawking was wrong about the loss of information in a black hole.

In a 2004 lecture in Dublin, he conceded his 1997 bet with Preskill, but described his own, somewhat controversial solution to the information paradox problem, involving the possibility that black holes have more than one topology.
In the 2005 paper he published on the subject, he argued that the information paradox was explained by examining all the alternative histories of universes, with the information loss in those with black holes being cancelled out by those without such loss.

In January 2014, he called the alleged loss of information in black holes his "biggest blunder".

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Thursday, March 15, 2018

霍金, Stephen William Hawking

Sunday, April 15, 2012

徐華鳳

林秋鸞(鳳飛飛)