大爆炸理论- -要简介*

栏目:资讯发布:2023-11-11浏览:3收藏

大爆炸理论- -要简介*,第1张

这个简单D 大爆炸(大霹雳)理论(Big Bang)是天体物理学关于宇宙起源的理论。根据大霹雳理论,宇宙是在大约140亿年前由一个密度极大且温度极高的状态演变而来的。本理论产生于观测到的哈柏定律下星系远离的速度,同时根据广义相对论的弗里德曼模型,宇宙空间可能膨胀。延伸到过去,这些观测结果显示宇宙是从一个起始状态膨胀而来。在这个起始状态中,宇宙的物质和能量的温度和密度极高。至于在此之前发生了什么,广义相对论认为有一个引力奇点,但物理学家对此意见并不统一。 大霹雳一词在狭义上是指宇宙形成最初一段时间所经历的剧烈变化,这段时间通过计算大概在距今137亿(137 × 1010)年前;但在广义上指当今流行的揭示宇宙起源和膨胀的理论。这一理论的直接推论是我们今天所处的宇宙同昨天或者明天的宇宙不同。根据这一理论,乔治·伽莫夫在1948年预测了宇宙微波背景辐射的存在。1960年代,这一辐射被探测到,有力地支持了大霹雳理论,从而否定了另一个比较流行的稳恒态宇宙理论。

参考:

一、宇宙的膨胀 1929年,在美国加里福尼亚州的蒙特· 威尔逊观测站,著名的美国天文学家爱德温· 哈勃公布了他的发现──这是天文学史上最伟大的发现之一。当他用一个超级望远镜观察星系时,发现从这些星系发出的光处于光谱中红色的一端,而且星系离地球越远,其光线离光谱红端越近。这一发现震惊了整个科学界。根据物理学中的规律,靠近观测点的发光体发出的光线接近光谱的紫色端,而远离观测点的发光体发出的光线趋向光谱的红色端。根据哈勃的观察,从星系发出的光都趋向光谱的红端,也就是说,这些星系正恒定地远离我们地球。 不久以后,哈勃又有了另一重大发现:星系和银河不仅是在远离我们,它们彼此之间也在不断远离。结论显而易见:宇宙正在恒定地“膨胀”。打个比方来说,我们可以将宇宙想象成一个气球的表面,当气球不断被吹得膨胀起来时,气球表面任何两点之间的距离就会不断增大,这两点会不断地彼此远离。宇宙的膨胀亦是如此。只有当宇宙膨胀时,宇宙中所有的天体才会彼此不断远离。 “零体积”是一个理论上的描述方法,因为人们很难理解真正意义上的“无”。科学家们将“无”定义为“零体积的点”。实际上,体积为零就意味着什么也没有,不存在,也就是“无”。宇宙来源于“无”,换言之,它是被创生的。 二、大爆炸理论的发展 显而易见,大爆炸理论证明了宇宙源自于无,是被造物主── 所创造的。因而,具有唯物主义倾向的科学家拒绝接受大爆炸理论,而是倾心于稳态理论。著名的唯物主义物理学家爱丁顿坦说:“从哲学观点上来说,我讨厌当前那种认为宇宙有个突兀性起源的看法。”[2] 弗莱德·霍勒是被大爆炸理论所困扰的学者之一。20世纪中叶,他提出了稳态理论,该理论的主要观点类同于19世纪的静态宇宙模型,认为宇宙是无限大的,且是永恒存在的。该理论问世的主要动机是支援唯物主义的哲学思想,因而与认为宇宙有起源的大爆炸理论背道而驰。这些狂热拥护稳态理论的人为此与支援大爆炸理论的科学家们进行了长久的争论。然而,科学的日新月异却不断地揭示着他们的错误。 1948年乔治·加莫夫提出一种与大爆炸理论相关的设想。他认为,宇宙在经由大爆炸而形成时所发出的射线目前仍旧存在,而且射线应当是均匀地辐射到宇宙之中的。 三宇宙背景射线 1965年,科学家阿诺·潘兹亚斯和罗伯特·威尔逊偶然发现了这种被称作宇宙背景射线的特殊射线。这种射线自大爆炸早期生成,并至今存在。 1989年,美国国家宇航局向太空中发射了宇宙背景探索号(COBE)卫星,用于研究宇宙背景射线。卫星上携带的敏感探测器只花费了8分钟时间就验证了潘兹亚斯和威尔逊的研究成果。COBE还发现了大爆炸的一些残余物。 大多数不盲从无神论思想的科学家们都已承认了至大的造物主在宇宙创生过程中所起的作用,是造物主创造了物质和时间,而主本身是于物质和时间而存在的。著名的天文学家霍夫·罗斯说:“如果以宇宙的开端作为时间纪元的起点,那麽宇宙的起源必定是由某一时刻的某一实体的行为所致,而这一时刻在宇宙的纪元开始之前已经存在,并完全于宇宙的纪元。这一结论对于我们理解造物主的属性和本质是至关重要的,它告诉我们造物主既不是宇宙本身,也不是宇宙的一部分[5]。物质和时间都是由大能的造物主所创造的,而造物主是脱离一切物质和时间存在的。这个造物主就是 ──天园和大地的主宰。 四、空间的精妙平衡 实际上,大爆炸理论给唯物主义带来的恐慌远远超过无神论哲学家安东尼·弗洛的自白,因为大爆炸不仅证实了宇宙是被从无而创造的,而且证实了其创生的过程是以极其有计划性、系统性和可控制的方式进行的。 在宇宙从包含一切物质和能量的一点经由大爆炸而形成的过程中,所有物质和能量分散到空间的速度是极其惊人的,而且在瞬间形成了星系、银河、太阳、地球及其它一切天体之间的完美平衡,控制物质之间平衡状态的法则是物理学法则,这一法则对整个宇宙中任何物质都适用,而且从未更改过。这一切都表明,大爆炸之后在宇宙中构建了完美的秩序。 但是,根据我们的日常生活经验,一般的爆炸都是可怕的、有破坏力的,它使物体分崩离析,不可能形成有序的世界。例如,原子弹和氢弹的爆炸、瓦斯爆炸、火山爆发、天然气爆炸等,这些爆炸都会造成惊人的破坏力。 如果有人告诉我们,一个爆炸产生了有序的状况──比如说在一次地下岩浆喷发后产生了一个完美的艺术品,如巨大的宫殿或雄伟的建筑群──我们必定会下结论说,在爆炸的背后必有“超自然的力量”,控制爆炸后的每一碎块,使之移动到特定的位置。 提出稳态理论的弗莱德·霍勒在与大爆炸理论对抗了多年之后,终于承认了自己的错误:大爆炸理论认为宇宙起源于一次大爆炸。普通的爆炸只是将物质彼此分离,而宇宙的大爆炸却奇迹般地产生了相反的效果──物质汇聚而成了宇宙[6]。霍勒当初认为大爆炸和有序性是一对矛盾,是因为当时他带着唯物主义的偏见并假设大爆炸是“无控制的爆炸”。实际上,因为爆炸后产生的是有序,即爆炸受到了非常有效的控制,所以所谓的“无控制的爆炸”这种说法是完全错误的。正是由于他随意地否认了造物主的存在,妄下论断,才致使自己陷入了自相矛盾的两难境地。 另外,大爆炸后所形成的这个有序的宇宙是适合人类居住的。一般来说,要形成一个适合人类居住的行星环境,需要许多复杂的条件,这个形成的过程决不是巧合。 著名的理论物理学教授保罗·戴维斯计算了大爆炸之后宇宙膨胀的速度,从而得出一个另人难以置信的结论:如果大爆炸后宇宙膨胀的速度与实际速度有1012分之一的差别的话,就不可能形成一种适合人类居住的环境。 精确的测量表明宇宙膨胀的速度正处于临界值状态,此时宇宙恰能摆脱自身的引力而永远保持不断膨胀。如果膨胀的速度稍慢一点点,宇宙就会因天体间相互挤碎而坍塌;如果膨胀的速度稍快一点点,宇宙中的天体就会冲破彼此之间的作用力而永远分离,消失得无影无踪。实际上,这种速度差异大于10-18时,就足以打破目前宇宙中精确的平衡状态[7]。自大爆炸以来,决定宇宙发展演化的物理学规律在长达150亿年的时间中从未改变过,这些规律也精确地控制着宇宙膨胀的速度。 著名物理学家史蒂芬·霍金在其巨著《时间简史》中陈述道,宇宙是建立在一系列计算和平衡之上的,其精确程度远远超出我们的想象。在提及宇宙的膨胀速度时,霍金说: “为什么宇宙在创生之初以几近临界的速度膨胀,而今一百多亿年后,仍能保持以这种临界速度膨胀呢?如果在大爆炸之初宇宙的膨胀速度减小1017分之一,那麽宇宙在到达当前这种规模之前就崩溃了。”[8] 保罗·戴维斯也解释了这种另人难以置信的精确平衡所揭示的事实:宇宙目前的结构对于影响其发展演化的参数具有强烈的依赖性,而这些参数的存在恰恰有力地证明了宇宙是被经过精心设计而创造出来的。[9] 同样,美国天文学教授乔治·格林斯坦在其著作《符号宇宙学》中写道:“科学研究的成果表明,这一切背后必有一个超自然的主宰。”[10] 五、物体的创生 原子是构成物质的基本元素,宇宙中所有物质都是原子积聚组合的结果。那麽,原子又是由什么构成的呢?其结构如何呢? 考察原子的结构,会发现原子都有精致的构造,处处体现了匠心的设计和有序性。原子中心是原子核,由质子和中子组成,核外是电子,沿着固定的轨道以106米/秒的速度绕原子核旋转[11]。原子中的质子和中子数量相等,质子所带的正电荷与电子携带的负电荷保持着平衡。 假如万物的形成是不受控制的,则大爆炸之后会形成各种随机事物,从而造成混乱。但实际上,每一物质在形成之初就有完美无暇的结构。举例来说,在不同地域、不同时刻都有原子在形成,这些原子都经过精密的组织安排,好象它们是从同一个工厂中制造出来的。在由原子组成物质的过程中,原子之间虽然互有差异,却能有效地组织成一个有意义的实体,而不会发生任何紊乱现象。同时,万物均由最小的物质单元──原子构成,却有着各自不同的功能。这一切都是造物主存在的明证,主是万能的,以其意愿创造万物。关于创造万物, 在《古兰》中说道: “主就是本真理而创造天地的。在那日,主说“有”,世界就有了。主的话就是真理。”(《古兰》6:73) 六、大爆炸之后 物理学家罗杰·彭罗斯对宇宙的开端作了进一步的研究,他指出,宇宙万物的存在不仅仅是简单的巧合,而是有明确的目的,只是目前我们还无法探究清楚宇宙的诸多秘密。[12] 罗杰·彭罗斯的思想给了我们有益的启发,今天许多人错误地认为这个和谐而完美的宇宙之存在是毫无意义的,所以他们活在世上只是在玩无聊的游戏。实际上,大爆炸后形成的有序状态决不是毫无意义的,科学界普遍认为,这确实是宇宙形成的方式。 简言之,在考察宇宙这个大系统时,我们看到宇宙的存在及其运行机制存在着精妙的平衡和复杂中体现出的有序。显然,这种平衡和有序决不是在爆炸后随机形成的,产生有序的力量只能是超自然的。 宇宙的有序性和精确性证实了有无限知识、大能的和睿智的造物主的存在。主从无创造物质,并不间断地控制着万物的运作,这个造物主就是 ──天园、地球及此间一切事物的主宰。

大爆炸之前的宇宙 宇宙有始而无终,这是英国著名理论物理学家斯蒂芬。霍金对宇宙的起源和归宿问题提出的最新解释。 目前普遍认可的宇宙诞生学说是所谓的"大爆炸"理论,它认为宇宙发端于距今约120亿年之前的大爆炸,大爆炸形成了时间、空间和物质。但大爆炸之前宇宙的图景如何,天文学家们至今莫衷一是。 据英国《星期日泰晤士报》 报道,霍金与其合作者、英国康桥大学数学物理教授图罗克最新提出的"开放暴胀"理论认为,宇宙最初的模样像一个豌豆的物体,悬浮于一片没有时间的真空,"豌豆"状的宇宙存在的时间与"大爆炸"相隔一个极短瞬间。 该理论认为,"豌豆"状的宇宙在"大爆炸"前的瞬间内经历了被称为"暴胀"的极其快速的膨胀过程。宇宙在大爆炸后不到1秒的时间里膨胀了大约10^30倍,大约和橘子一般大小,然后开始以较稳定的速率膨胀,直到现在,大约150亿年,成为目前的样子。另外,霍金和图罗克还根据"开放暴胀"理论推断,宇宙最终将无限地膨胀下去,而不是像一些天文学家所认为的,膨胀到一定程度后会在引力作用下收缩。 在这个过程中,物质“疙瘩”逐步形成了星系、恒星以及生命。这个模型暴胀期的长短是个关键。若稍短,物质为充分散开,原生宇宙就有重新坍缩为起点;若稍长,原生宇宙的物质则过于分散,形不成星系和恒星,自然也就不会出现生命和人类。 1987年霍金进一步提出了“婴儿宇宙”模型,两个大宇宙通过一个细“管子”连接起来,这个细管子称为“虫洞”,大宇宙为母宇宙,可能存在着从母宇宙分岔出去的另一端是自由的虫洞,这样的管子成为子宇宙、婴儿宇宙。就是说除了我们生存的宇宙之外还可能存在着众多的由虫洞连接起来的其他宇宙。 1992年,萨莫林在前人基础上提出了宇宙自然选择学说。母宇宙是空间闭合的,犹如一个黑洞,该黑洞在生存了一段时间后坍缩为一个奇点,奇点又会反弹爆炸膨胀为新的下一代宇宙。 这个学说的要点是,子宇宙中的物理常数较之母宇宙的物理常数会有小的、或强或弱的随机变异,新生的婴儿宇宙在再次坍缩成奇点前能膨胀到几倍普克郎长度大小,随机变异的物理常数有可能允许小小的暴胀,子宇宙可变的较大,当它足够大时,可分隔为两个或更多的不同区域,每个区域又坍缩为一个新的奇点,新奇点又触发下一代的子宇宙,如此时代相传,有的小宇宙重又坍缩,有的具有某些基本常数值的宇宙能更有效的产生许多黑洞,从而较具有其他某些基本常数值的宇宙留下更多的后代,借用生物进化论的术语,它们是被“自然选择”下来的,经“选择”作用,产生越来越多的黑洞,也就形成了更多的宇宙。 如果宇宙确是由以前的宇宙世代经过这种“自然选择”而产生的话,那麽应该预期我们生存在其中的宇宙会具有所观测到的样子并正好具有目前测知的基本常数值。这个学说的另一要点是关于恒星的存在。在许多情况下,恒星是黑洞的前身。在气体和尘埃云中,恒星仍在形成。在碳尘埃微粒表面进行着的化学反应使气体冷却并促使气云坍缩。但碳尘埃粒子是从那里来的呢? 斯莫林指出,碳元素是由核聚变反应产生的这一情况只有在质子的质量稍大于中子的质量时才会发生,如果两者质量之差比氦核的结合能大的多,则质子和中子不可能粘在一起形成氦核。没有氦,聚变反应链在第一阶段便终止了,根本形不成更重的元素,从而使恒星将少得多,自然也不会有多少黑洞,因此在任何一个宇宙中,若其中质子与中子的质量相差较大,将只能产生很少的宇宙,也就没有什么“选择”的余地了。 霍金和图罗克的新理论在科学界引起了不同的反应。"暴胀"理论权威之一、俄罗斯物理学家林德对霍金等的理论提出了批评。林德称,宇宙自始至终存在,试图发现一个起点和所谓的终点是没有意义的。 而英国的一些著名天文学家则出言谨慎。他们指出,霍金的新理论完全是按照物理学定律纯理论推算的结果,它是否揭示了宇宙的本质还有待干实际观测的考验。据悉,美国将于两年后发射一颗卫星来测量宇宙大爆炸遗留的微波辐射,这很可能为霍金的理论提供检验。

于1955年,当他还是学生之时,彭罗斯重新发明了广义逆矩阵(又称作摩尔—彭若斯广义逆(Moore-Penrose inverse)。参见罗杰·彭罗斯 A Generalized Inverse for Matrices Proc Cambridge Phil Soc 51, 406-413, 1955。jap jap

于1958年的剑桥大学,彭罗斯在知名代数学家与几何学家约翰·陶德(John A Todd)指导下获得博士学位;其博士论文题目为《代数几何学中的张量方法》(Tensor methods in algebraic geometry)。于1965年的剑桥大学,彭罗斯与物理学家史蒂芬·霍金证明了奇点(例如黑洞)可以从毁坏中的巨星体的重力坍缩现象中形成。(Ferguson, 1991: 66)

于1967年,彭罗斯发明了扭量理论,将闵可夫斯基空间中的几何物体映射到4维复数空间,此空间度规标志为(2,2)。于1969年,他推测出宇宙审查假设(cosmic censorship hypothesis)。这项提案(相当非正式地)指出了宇宙阻挡我们了解奇点(例如黑洞)内禀的不可预测性,以其被遮掩在我们视线之外。这个形式现在称作弱审查原理(weak censorship hypothesis);于1979年,彭罗斯建构了更强的形式,称作强审查原理(strong censorship hypothesis)。加上BKL猜想与非线性稳定性问题,使得审查猜想成为广义相对论中最重要的未决问题之一。

罗杰·彭罗斯以其于1974年发现彭罗斯铺砖法著称,能以两种砖片非周期性地铺满整个平面。于1984年,类似特征被发现在类晶体中的原子排列。他最重要的贡献可能是他在1971年发明了自旋网络,尔后在圈量子引力论中成为构成时空几何的基础。他在推广通称为彭罗斯图的因果图颇具影响力。

于2004年,彭罗斯发表了《通往现实之路:宇宙法则导引》(The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe),是一本1,099页的书籍,目标在于对物理定律给予详尽的指导。

彭罗斯证明了,在大质量天体塌缩成黑洞的过程中,必然存在一个点,所有的塌缩物质在这个点之后不再存在路径。用几何的语言来说,这是几何上的奇点。而在普通的人看来,这是毁灭之点,因为越是靠近这个点,引力产生的拉扯力越大,最终归于毁灭。从物理学的角度来看,在这个点上,所有的物理学定律不再适用。霍金后来与彭罗斯一道将奇点的存在性证明推广到更加一般的情况,包括早期宇宙。

奇点的存在一直是物理学中的一个难题。好在我们这些在黑洞外部的人不必担心,因为我们看不到它们,它们总是被所谓的视界包围起来。视界很像我们在大海上看到的一个圆,也就是地平线,在这个圆之外我们什么也看不到。1969年,彭罗斯提出了著名的宇宙监督原理,该原理保证任何时空奇点都会被视界包围起来。直到今天,这个猜测还是引力理论中的一个难题。

(1)近代著名物理学家

威廉·吉尔伯特—英格兰(1540年—1605年)

伽利略—意大利(1564年—1642年)

威理博·斯涅尔—荷兰(1580年—1626年)

笛卡儿—法国(1596年—1650年)

埃万杰利斯塔·托里拆利—意大利(1608年—1647年)

布莱兹·帕斯卡—法国(1623年—1662年)

罗伯特·波义耳—英格兰(1627年—1691年)

克里斯蒂安·惠更斯—(1629年—1695年)

罗伯特·胡克—英格兰(1635年—1703年)

伊萨克·牛顿—英格兰(1642年—1727年)

(2)18世纪著名物理学家

加布里埃尔·华伦海特—德国(1686年—1736年)

皮埃尔·莫佩尔蒂—法国(1698年—1759年)

丹尼尔·伯努利—瑞士(1700年—1782年)

本杰明·弗兰克林—美国(1706年—1790年)

莱奥哈尔德·欧拉—瑞士(1707年—1783年)

鲁杰罗·朱塞佩·博斯科维奇(Roger Joseph Boscovich)—杜布罗夫尼克(1711年—1787年)

达朗贝尔—法国(1717年—1783年)

亨利·卡文迪什—英国(1731年—1810年)

夏尔·库仑—法国(1736年—1806年)

约瑟夫·拉格朗日—法国(1736年—1813年)

詹姆斯·瓦特—苏格兰(1736年—1819年)

(3)19世纪著名物理学家

亚历山德罗·伏打—意大利(1745年—1827年)

恩斯特·克拉德尼(Ernst Chladni)—德国(1756年—1827年)

约翰·道尔顿—英格兰(1766年—1844年)

约瑟夫·傅里叶—法国(1768年—1830年)

托马斯·杨—英格兰(1773年—1829年)

让-巴蒂斯特·毕奥—法国(1774年—1862年)

安德烈-玛丽·安培—法国(1775年—1836年)

阿莫迪欧·阿伏伽德罗—意大利(1776年—1856年)

卡尔·高斯—德国(1777年—1855年)

汉斯·奥斯特—丹麦(1777年—1851年)

约瑟夫·路易·盖-吕萨克—法国(1778年—1850年)

大卫·布儒斯特—苏格兰(1781年—1868年)

威廉·普洛特—英格兰(1785年—1850年)

约瑟夫·夫琅禾费—德国(1787年—1826年)

奥古斯丁·菲涅耳—法国(1788年—1827年)

格奥尔格·欧姆—德国(1789年—1854年)

迈克尔·法拉第—英国(1791年—1867年)

菲利克斯·萨伐尔—法国(1791年—1841年)

尼古拉·卡诺—法国(1796年—1832年)

约瑟·亨利—美国(1797年—1878年)

克里斯蒂安·多普勒—奥地利(1803年—1853年)

威廉·韦伯(1804年—1891年)

威廉·哈密顿—爱尔兰(1805年—1865年)

安德斯·埃格斯特朗—瑞典(1814年—1874年)

詹姆斯·焦耳—英国(1818年—1889年)

阿曼德·斐索—法国(1819年—1896年)

莱昂·傅科—法国(1819年—1868年)

乔治·斯托克斯—英国(1819年—1903年)

赫尔曼·冯·亥姆霍兹—德国(1821年—1894年)

鲁道夫·克劳修斯—德国(1822年—1888年)

古斯塔夫·基尔霍夫—(1824年—1887年)

约翰·巴耳末—瑞士(1825年—1898年)

威廉·汤姆孙—(开尔文勋爵)英格兰(1824年—1907年)

约瑟夫·斯万(1828年—1914年)

詹姆斯·麦克斯韦—英国(1831年—1879年)

约瑟夫·斯特藩—奥匈帝国,斯洛文尼亚(1835年—1893年)

恩斯特·马赫—奥地利(1838年—1916年)

约西亚·吉布斯—美国(1839年—1903年)

恩斯特·阿贝—德国(1840年—1905年)

玛立·克尔弩(1841年—1902年)

詹姆斯·杜瓦—英国(1842年—1923年)

奥斯鲍恩·雷诺—英国(1842年—1912年)

路德维希·玻尔兹曼—奥地利(1844年—1906年)

罗兰·厄特沃什—匈牙利(1848年—1919年)

威廉·康拉德·伦琴—德国(1845年—1923年)

奥利弗·亥维赛—英国(1850年—1925年)

乔治·费兹杰罗—爱尔兰(1851年—1901年)

约翰·亨利·坡印亭—英国(1852年—1914年)

昂利·庞加莱—(1854年—1912年)

约翰尼斯·里德堡—瑞典(1854年—1919年)

埃德温·霍尔—美国(1855年—1938年)

约瑟夫·汤姆孙(1856年—1940年)

海因里希·赫兹—德国(1857年—1894年)

查尔斯·威耳逊—美国(1869—1959)

(4)20世纪著名物理学家

保罗·朗之万—法国(1872年-1946年)

欧内斯特·卢瑟福—新西兰,英格兰(1871年—1937年)

马克斯·普朗克—德国(1858年—1947年)

威廉·伦琴(1845年—1923年)

亨利·贝克勒—法国(1852年—1908年)

玛丽·居里—波兰(1867年—1934年)

卡末林·昂内斯—荷兰(1853年—1926年)

阿尔伯特·爱因斯坦—瑞士,美国(1879年—1955年)

威廉·劳伦斯·布拉格—澳大利亚,英国(1890年-1971年)

卡尔·史瓦西—德国,英国(1873年-1916年)

威廉·德西特—荷兰(1872年-1934年)

乔治·勒梅特—比利时(1894年-1966年)

爱德文·哈勃—美国(1889年-1953年)

赫尔曼·魏尔—德国(1885年-1955年)

阿诺·索末菲—德国(1868年—1951年)

保罗·埃伦费斯特—奥匈帝国,荷兰(1880年-1933年)

尼尔斯·玻尔—丹麦(1885年—1962年)

奥托·施特恩—德国(1888年-1969年)

维尔纳·海森堡—德国(1901年—1976年)

埃尔温·薛定谔—奥地利(1887年—1961年)

沃尔夫冈·泡利—奥地利(1900年—1958年)

保罗·狄拉克—英国(1902年—1984年)

钱德拉塞卡拉·拉曼—印度(1888年-1970年)

约翰·冯·诺伊曼—奥匈帝国,美国(1903年—1957年)

费利克斯·布洛赫—瑞士(1905年—1983年)

欧文·朗缪尔—美国(1851年—1957年)

马克斯·玻恩—德国,英国(1882年—1970年)

路易·德布罗意—法国(1892年—1987年)

保罗·厄伦费斯特—奥地利(1880年—1933年)

亚历山大·弗里德曼—苏联(1888年-1925年)

汤川秀树—日本(1907年—1981年)

萨特延德拉·玻色—印度(1894年—1974年)

伊达·诺达克—德国(1896年-1978年)

奥托·哈恩—德国(1879年-1968年)

莉泽·迈特纳—德国(1878年-1968年)

恩斯特·鲁斯卡—德国(1906年-1988年)

西奥多·卡鲁扎—德国(1885年-1954年)

奥斯卡·克莱因—瑞典(1894年-1977年)

恩里科·费米—意大利(1901年—1954年)

埃托雷·马约拉纳—意大利(1906年-?)

汉斯·贝特—美国(1906年—2005年)

弗里茨·兹威基—瑞士(1898年-1974年)

罗伯特·奥本海默—美国(1904年—1967年)

弗雷德·霍伊尔—英国(1915年-2001年)

罗伯特·亨利·迪克—美国(1916年-1997年)

西奥多·梅曼—美国(1927年-2007年)

厄恩斯特·斯蒂克尔堡—瑞士(1905年-1984年)

吉安·卡罗·威克—意大利(1909年-1992年)

汉尼斯·阿尔文—瑞典(1908年—1995年)

艾德温·坚斯—美国(1922年—1998年)

理查德·费曼—美国(1918年—1988年)

朱利安·施温格—美国(1918年-1994年)

默里·盖尔曼—美国(1929年-2019年)

弗里曼·戴森—英国,美国(1923年-2020年)

史蒂文·阿德勒—美国(1939年-)

尼古拉·博戈柳博夫—苏联(1909年-1992年)

乔治·伽莫夫—美国(1904年-1968年)

查尔斯·W·米斯纳—美国(1932年-)

阿兰·古斯—美国(1947年-)

苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡—美国(1910年-1995年)

尤金·维格纳—奥匈帝国,美国(1902年—1993年)

丹尼斯·夏玛—英国(1926年—1999年)

罗杰·彭罗斯—英国(1931年—)

约翰·巴丁—美国(1908年-1991年)

列夫·朗道—苏联(1908年—1968年)

菲利普·安德森—美国(1923年-2020年)

戴维·玻姆—英国,美国,巴西(1917年-1992年)

约翰·贝尔—英国(1928年-1990年)

约瑟琳·贝尔·伯奈尔—英国(1943年-)

皮埃尔-吉勒·德热纳—法国(1932年-2007年)

斯蒂芬·霍金—英格兰(1942年—2018年)

雅可夫·泽尔多维奇—苏联(1914年-1987年)

安东·蔡林格—奥地利(1945年-)

阿瑟·阿什金—美国(1922年-2020年)

亚瑟·怀特曼—英国(1922年—2013年)

谢尔登·格拉肖—美国(1932年-)

哈沃德·乔吉—美国(1947年-)

杰弗里·戈德斯通—英国(1933年-)

彼得·希格斯—英国(1929年-)

杰拉德·特·胡夫特—荷兰(1946年-)

阿卜杜勒·萨拉姆—巴基斯坦(1926年-1996年)

史蒂文·温伯格—美国(1933年-2021年)

南部阳一郎—日本(1921年-2015年)

热拉尔·穆鲁—法国(1944年-)

格尔德·宾宁—德国(1947年-)

戴维·格娄斯—美国(1941年-)

安东尼·莱格特—英国(1938年-)

肯尼斯·威耳逊—美国(1936年-2013年)

马克西姆·孔采维奇—美国(1964年-)

罗伊·克尔—新西兰(1934年-)

乔治·茨威格—美国(1937年-)

约翰·惠勒—美国(1911年-2008年)

基普·索恩—美国(1940年-)

阿贝·阿希提卡—印度(1949年-)

爱德华·威滕—美国(1951年-)

李奥纳特·萨斯坎德—美国(1940年-)

胡安·马尔达西那—阿根廷(1968年-)

李·斯莫林—美国(1955年-)

吴健雄—中国,美国(1912年—1997年)

李政道—中国,美国(1926年—)

杨振宁—中国,美国(1922年—)

林家翘—中国(1916年-2013年)

丁肇中—台湾,美国(1936年—)

朱经武—中国,美国(1941年—)

徐一鸿—美国(1945年-

编译/lulu

三位获奖者因发现了宇宙中最奇特的现象之一——黑洞——而分享了2020年的诺贝尔物理学奖。其中,罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)因通过广义相对论证明了黑洞的形成,获得一半奖金。莱因哈德·根策尔(Reinhard Genzel)和安德里亚·盖兹(Andrea Ghez)则因为发现银河系中心的超高质量高密度物质共享另一半奖金。而对于这个超高质量高密度物质,超大质量黑洞是目前已知的唯一解释。

获奖者之一的罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)用巧妙的数学方法证明了黑洞是爱因斯坦广义相对论的直接结果。虽然爱因斯坦本人并不相信黑洞真的存在,世上怎么会有这么奇怪的东西?不仅质量超大,还能捕获一切进入其中的物质。任何东西,包括光在内,都无法从黑洞中逃逸。

1965年1月,在爱因斯坦去世10年之后,罗杰·彭罗斯证明了黑洞确实存在,并详细描述了黑洞的特征:黑洞中隐藏一个“奇点”,在那里,所有已知的自然规律都不复存在。直到今天,彭罗斯的研究仍被认为是除爱因斯坦之外对广义相对论最重要的贡献。

而另外两位获奖者莱因哈德·根策尔(Reinhard Genzel)和安德里亚·盖兹(Andrea Ghez)则分别带领着各自的天文团队,从20世纪90年代开始,一直专注于观测研究银河系中心的人马座A区域。随着距离银河系中心最近的恒星的轨道被越来越精确地测绘出来,两个小组得出了一致的结论,有一个质量极大且看不见的物体,吸引着这些恒星,导致它们以令人眼花缭乱的速度飞快地跑来跑去。而这个物体的密度也不是一般的大,相当于在一个不大于太阳系的区域内,挤满了400万颗太阳。根据现有的引力理论,这个位于银河系中心的奇怪物体只有可能是一个超大质量的黑洞。

利用世界上最大的望远镜,根策尔和盖兹开发出一种可以透过星际气体和尘埃观测银河系中心的方法。他们突破了技术的限制,改进了观测方法,抵消了地球大气层造成的干扰。他们的开创性工作为我们提供了银河系中心有一个超大质量黑洞的最令人信服的证据。

恒星的轨道是迄今为止最令人信服的证据,证明超大质量黑洞就藏在人马座A区域。

罗杰·彭罗斯爵士,OM,FRS(Sir Roger Penrose,1931年8月8日-),是位英国数学物理学家与牛津大学数学系W W Rouse Ball名誉教授。他在数学物理方面的工作拥有高度评价,特别是对广义相对论与宇宙学方面的贡献。他也是娱乐数学家与具争议性的哲学家。

罗杰·彭罗斯以其于1974年发现彭罗斯铺砖法著称,能以两种砖片非周期性地铺满整个平面。于1984年,类似特征被发现在类晶体中的原子排列。他最重要的贡献可能是他在1971年发明了自旋网络,尔后在圈量子引力论中成为构成时空几何的基础。他在推广通称为彭罗斯图的因果图颇具影响力。

于2004年,彭罗斯发表了《接近真实:宇宙法则导引》(The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe),是一本1,099页的书籍,目标在于对物理定律给予详尽的指导。

彭罗斯撰写了探讨基础物理与人类 (或者动物) 意识之间联系的一些书籍。 在《皇帝新脑》(1989)一书中, 他声称已知的物理定律不足以解释意识现象。 彭罗斯提议新物理学所具有的特性应该能填补经典物理学和量子力学(他本人称之为正确的量子引力理论)之间的理论沟壑。

作为对《皇帝新脑》所受到的负面评价的回应,彭罗斯随后出版了《意识的阴影》(Shadows of the Mind, 1994)和《庞大,渺小,及人类意识》(The Large, the Small and the Human Mind, 1997)。在这些书中,他还引用了来自麻醉专家Stuart Hameroff的观察。

罗杰·彭罗斯,应该就是你说的罗杰·彭若斯。音译不同而已。最有名的就这个人,其他的我就不知道啦。迄今出版的书籍有:《接近真实:宇宙法则导引》,《皇帝新脑》,《意识的阴影》和《庞大,渺小,及人类意识》。你找找看是那一本吧。

楼主,不要那么抠门,这个问题还是蛮艰深的,专业领域啊。。给点经验财富的什么也好啊。。尊重一下人家的劳动嘛。谢谢啦。。

彭罗斯的理论提供了更深层次的解释。他的前提是意识不是计算性的,它超越了神经科学、生物学或物理学现在所能解释的任何东西。彭罗斯在最近的一次采访中告诉我:“为了适应意识,我们对物质世界的理解需要一次重大变革。”“如果我们不打算完全走出物理学,最有可能的地方是在这个巨大的未知之中——也就是说,理解量子力学。”

他利用了量子计算的基本特性,即信息的位元(量子位元)可以同时处于多种状态——例如,处于“开”或“关”的位置。这些量子态同时存在——即“叠加”——在合并成一个单一的、几乎是瞬时的计算之前。当大量的东西——比如说,一个完整的电子系统——在一个量子态下共同作用时,量子相干性就出现了。

1989年出版的《皇帝的新思想》(The Emperor’s New Mind)。这是在他听到英国广播公司(BBC)对人工智能之父马文·明斯基(Marvin Minsky)的一次采访后发生的。明斯基的主张迫使彭罗斯写下了《皇帝的新思想》,他认为人类的思维永远不会被机器模仿。这本书给人的感觉是一个关于意识的非算法性质的扩展思维实验,以及为什么它只能通过哥德尔定理和量子物理学来理解。

彭罗斯认为,即为什么计算机尽管有着强大的计算能力,却不知道自己在做什么。“我想说的是——这是我想象力的飞跃,让人们感到困惑——我想说的是,大脑中发生的事情一定不仅利用了量子力学,而且还利用了它出错的地方,”他说。“这就是量子力学需要被取代的地方。“

​人工智能的定义可以分为两部分,即“人工”和“智能”。“人工”比较好理解,争议性也不大。有时我们会要考虑什么是人力所能及制造的,或者人自身的智能程度有没有高到可以创造人工智能的地步,等等。但总的来说,“人工系统”就是通常意义下的人工系统。

关于什么是“智能”,就问题多多了。这涉及到其它诸如

意识_360百科​baikesocom

(CONSCIOUSNESS)、

自我_360百科​baikesocom

(SELF)、

思维_360百科​baikesocom

(MIND)(包括无意识的思维(UNCONSCIOUS_MIND))等等问题。

心灵-大脑的问题推入了一个更深层次的谜团——量子心灵-身体的问题我们能在物质世界和非物质世界之间架起一座桥梁吗

当我们探索彭罗斯关于意识的理论的更深层含义时,我们并不总是清楚该在他的思维的科学和哲学维度之间划清界限。

2020年10月6日,瑞典皇家科学院决定授予罗杰·彭罗斯、莱因哈德·根泽尔、安德里亚·格兹3人2020年诺贝尔物理学奖。三位获奖者都因研究宇宙中最奇特的现象之一“黑洞”而获奖

罗杰·彭罗斯证明了相对论的一般理论可以解释黑洞的形成并且使用巧妙的数学方法来证明。爱因斯坦本人并不认为黑洞确实存在,这些超重的怪物会捕获进入它们的所有物体,没有什么可以逃脱,甚至连光也无逃脱。

1965年1月,爱因斯坦去世十年后,罗杰·彭罗斯证明了黑洞确实可以形成并对其进行了详细描述。在他们的中心,黑洞隐藏着一个奇异之处,所有已知的自然规律都在其中停止了。自爱因斯坦以来,他开创性的文章仍被视为对广义相对论的最重要贡献

莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹各自领导着一组天文学家,自1990年代初以来,他们一直专注于银河系中心一个名为射手座A 的区域。最接近银河系中部的最亮恒星的轨道,已经可以用更高的精度来绘制。这两组的测量结果一致,都发现了一个非常重的,看不见的物体(黑洞),它拉动恒星的混乱。

莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹使用世界上最大的望远镜,开发出了独特的方法,可以通过巨大的星际气体和尘埃云看到银河系的中心。他们扩展了技术的极限,完善了新技术,以补偿地球大气层造成的变形,制造独特的仪器,并致力于长期研究。他们的开创性工作为我们提供了迄今为止最令人信服的证据,表明银河系中心有一个超大质量的黑洞。

“今年的获奖者的发现,为紧凑和超质量物体的研究开辟了新领域。”诺贝尔物理学委员会的戴维·哈维兰德表示:“但还有许多问题值得研究,不仅关于它们内部结构的问题,而且还有关于如何在黑洞紧邻的极端条件下测试我们的引力理论问题。”

罗杰·彭罗斯,1931年生于英国科尔切斯特, 1957年获得英国剑桥大学博士学位,现为英国牛津大学教授。

莱因哈德·根泽尔,1952年出生于德国巴特洪堡。1978年获得德国波恩大学博士学位,现为德国加兴马克斯·普朗克外星物理研究所所长,美国伯克利加州大学教授。

安德里亚·格兹1965年出生于美国纽约市。1992年从美国帕萨迪纳市加利福尼亚理工学院获得博士学位,现为美国加利福尼亚大学洛杉矶分校教授。

奖项金额: 1000万瑞典克朗,其中一半奖励给罗杰·彭罗斯,另一半共同奖励给莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹。

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