一代大師霍金和他的著名理論

奇點、黑洞、宇宙的邊界，這些詞語與著名天體物理學家霍金有著密不可分的聯系。2018年3月14日，霍金去世，享年76歲。在科迷心中，霍金的地位可謂超乎尋常。有人說，他只是飛回了屬于自己的星球。霍金在接受采訪時曾被問到，“每個人都想知道，大爆炸前宇宙是什么樣的？”他給出答案：“宇宙的邊界就是它沒有邊界，大爆炸前宇宙什么都沒有。”他一生的成就很多，今天我們就一起來回顧霍金的幾個著名理論，以及他對一些前沿科技的獨特見解。

奇性定理

愛因斯坦創立的廣義相對論被科學界公認為最美麗的科學理論，但是霍金和彭羅斯一道證明了廣義相對論是不完備的。他們指出，如果廣義相對論是普遍有效的，而宇宙間的物質分布滿足非常一般的條件，那么宇宙時空中一定存在一些奇點；在奇點處，經典物理的定律會失效。人們通常談論的奇點是宇宙產生元初的大爆炸奇點和黑洞中的奇點。愛因斯坦早先否認過奇點的存在，他甚至還寫過論文以論證黑洞的不可能性。而霍金和彭羅斯的奇性定理表明了對引力的量子化是不可避免的。

黑洞理論

人們知道，在經典引力論的框架里，黑洞只能吞噬物質，而不能吐出物質。黑洞的表面猶如地獄的入口，是一個有去無返的單向膜。霍金曾經證明了視界的面積是非減的。1974年，霍金發表了《黑洞在爆炸嗎？》一文，在論文中，他把量子理論效應引進了黑洞研究，證明了從黑洞視界附近會蒸發出各種粒子，這些粒子的譜猶如來自黑洞的輻射。隨著黑洞質量降低，溫度就會升高，并最終導致黑洞的爆炸。在這個被稱為霍金輻射的場景中，量子理論、引力理論和統計物理得到了完美的統一。

黑洞理論是科學史上非常罕見的例子，它首先在數學形式上被詳盡地研究，后來才在天文學的許多觀測上被證實了普遍存在。現在，人們的共識是，每個星系的中心都是一顆極其巨大的黑洞。

無邊界宇宙理論

霍金在20世紀80年代初，創立了量子宇宙學的無邊界學說。他認為，時空是有限而無界的，宇宙不但是自洽的，而且是自足的，它不需要上帝在宇宙初始時的第一推動，宇宙的演化甚至創生都單獨地由物理定律所決定。這樣，無邊界學說就把上帝從宇宙的事物中完全摒除出去，上帝便成了無所事事的“造物主”，它再也無力去創造奇跡。亞里土多德、奧古斯丁、牛頓等人曾在宇宙中為上帝杜撰的那個關于“第一推動”的神話，完全是虛幻的。量子宇宙學的主要預言之一是關于宇宙結構的起源，而若干年前的宇宙背景輻射探測者對太空背景溫度起伏的觀察則證實了這個預言。

霍金的外星人論

霍金在紀錄片《跟隨斯蒂芬·霍金進入宇宙》中說，外星人存在的可能性很大，但人類不應主動尋找他們，應盡一切努力避免與他們接觸，從而避免黑暗森林打擊！

他認為，鑒于外星人可能將地球資源洗劫一空然后揚長而去，人類主動尋求與他們接觸“有些太冒險”。他說，“如果外星人拜訪我們，我認為結果可能與哥倫布當年踏上美洲大陸類似，那對當地印第安人來說不是什么好事。”

霍金的星際移民論

霍金在2010年8月接受訪談時，再曝驚人言論，稱地球在200年內會毀滅，而人類要想繼續存活只有一條路：移民外星球。他表示，人類如果想一直延續下去，就必須移民火星或其他的星球，而地球遲早會滅亡。霍金說：“人類已經步入越來越危險的時期，我們已經歷了多次事關生死的事件。由于人類基因中攜帶的‘自私、貪婪的遺傳密碼，人類正在一點點掠奪地球資源，人類不能把所有的雞蛋都放在一個籃子里，所以不能將賭注放在一個星球上。”

霍金對人工智能的觀點

霍金在GMIC 2017開幕式上做主題演講《讓人工智能造福人類及其賴以生存的家園》，談及對人工智能的看法，主要觀點如下——

簡單來說，我認為強大的人工智能崛起，要么是人類歷史上最好的事，要么是最糟的。我不得不說，是好是壞我們仍不確定。但我們應該竭盡所能，確保其未來發展對我們和我們的環境有利。我們別無選擇。我認為人工智能的發展，本身是一種存在著問題的趨勢，而這些問題必須在現在和將來得到解決。

也許我們所有人都應該暫停片刻，把我們的研究重點從提升人工智能的能力轉移到最大化人工智能的社會效益上面。文明所產生的一切都是人類智能的產物，我相信生物大腦可以達到的和計算機可以達到的，沒有本質區別。

在人工智能不斷發展，并被證明非常有用的同時，我也在擔憂創造一個可以等同或超越人類的事物所導致的結果：人工智能一旦脫離束縛，以不斷加速的狀態重新設計自身，人類由于受到漫長的生物進化限制，無法與之競爭，將被取代，這將給我們的經濟帶來極大的破壞。

霍金的經典言論

為什么要研究黑洞呢？——因為它就在那里。

當你面臨著夭折的可能性，你就會意識到生命是寶貴的，你有大量的事情要做。

當愛因斯坦說到“上帝不擲骰子”的時候，他錯了。鑒于黑洞給予我們的暗示，上帝不僅擲骰子，而且往往將骰子擲到我們看不見的地方以迷惑我們。

我不認為我們能夠繼續在地球上存在1000年，除非逃離這顆脆弱的星球。我們要仰望星辰，而不是始終盯著自己的腳。

雖然我行動不便，說話需要機器的幫助，但是我的思想是自由的。