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史蒂芬·霍金

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史蒂芬·霍金（Stephen William Hawking，1942年1月8日—2018年3月14日），出生于英国牛津，毕业于剑桥大学，英国物理学家、宇宙学家、数学家、科学思想家、英国皇家学会院士[1]、美国国家科学院外籍院士[2]、英国皇家学会工艺院院士[3][4][5][6]。曾任剑桥大学理论宇宙学中心研究主任、皇家文艺学会荣誉会员。 霍金1959年在牛津大学攻读自然科学，获一等荣誉学位，1963年患上肌肉萎缩性侧索硬化症（卢伽雷氏症），随后转读剑桥大学研究宇宙学。1965年，取得剑桥大学博士学位，并留校进行研究工作。1974年，当选为英国皇家学会院士。1978年，获世界物理学界最高奖—爱因斯坦奖章[2]。20世纪70年代，霍金与彭罗斯证明了著名的奇性定理，共同获得1988年沃尔夫物理奖。霍金因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家[6]。霍金曾围绕霍金辐射的黑洞理论进行了自我否定式的研究。1980年，任剑桥大学数学鲁卡斯教授[1]。2004年7月，他承认自己的“黑洞悖论”观点是错误的，但认为“灰洞”的确存在[6]。代表作有《时间简史》《果壳中的宇宙》《大设计》等，曾获得总统自由勋章。霍金于2018年3月14日去世，享年76岁[7]。 霍金因患肺炎做了穿气管手术，被彻底剥夺了说话的能力，演讲和问答只能通过语音合成器来完成[8]。 霍金的第一任妻子是简·怀尔德，第二任妻子是伊莱恩[9]；育有三位儿女，分别是露西、罗伯特和蒂姆[10]。

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人物经历

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）。

1958年，彭罗斯在剑桥大学于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)。

1965年，与史蒂芬·霍金共同证明了黑洞中所有物质都将坍缩进奇点，奇点是空间中的一个几何点，在这里物质质量被无限压缩，密度接近于无穷大，体积接近于零。

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)。

1969年，彭罗斯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）。他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。

1971年，他发明了自旋网络，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

1974年，彭罗斯发现彭罗斯铺砖法，能以两种砖片非周期性地铺满整个平面。

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。

1984年，类似“能以两种砖片非周期性地铺满整个平面”的特征被发现在类晶体中的原子排列。

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。

2006年，75岁的彭罗斯提出一个大胆的想法：几乎无尽遥远的宇宙未来，从数学视角看来，和宇宙大爆炸之时完全一样——那么也许宇宙无尽遥远的未来，可以等效为下一次大爆炸？宇宙就是这样无限循环的？彭罗斯将称其为「共形循环宇宙论」，简称CCC。而宇宙从大爆炸创生到下一次大爆炸之间的「生命周期」被称为一个「永世」（aeon）。

主要成就

黑洞与奇点

彭罗斯对数学物理的贡献集中在和爱因斯坦的引力理论相关的问题上，而这些问题都和几何有关。

这里不是介绍他的科学工作的地方，因为他的大多数工作都很抽象，在引力和几何领域都有很大的影响。他是那种张爱玲说的“出名要趁早的类型”，先于霍金，他研究了引力理论中奇点问题，那时他才34岁。我们知道，爱因斯坦的时空观与万有引力紧密相关，在爱因斯坦看来，万有引力最恰当的解释不是传统的力，而是时间和空间的弯曲。当时空弯曲了，所有的物体走最短程的路径，这些短程路径看上去就像是引力作用在物体上所引起的。时空弯曲的最有名的例子是黑洞，在黑洞的周围存在一个曲面，在这个曲面之内，光线的最短程线不能到达黑洞的外部，这个特点就是黑洞这个名字的来源。

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。