文‖青木
图‖花瓣
史蒂芬·威廉·霍金（StephenWilliamHawking，1942年1月8日-2018年3月14日），ALS患者，英国着名物理学家和宇宙学家 。
当朋友说霍金去世的那一刻，我们的反应都是不可能 ！当百科里的词条出现霍金逝世的日子时 ，我们觉得一切都不真实 。
作为「宇宙之王」的他，可谓是家喻户晓。虽然我们大多数人对他所提出的奇点定理、无边宇宙模型和霍金辐射完全不知所言何物 ，但还是阻挡不了我们对科学的敬畏，对他的敬仰。
一起来看看他做出的伟大成就吧。
奇点定理
霍金和彭罗斯利用严谨的数学方法证明出 ，在广义相对论正确的前提下，而且宇宙中确实有我们观测到的那么多物质，那么宇宙一定诞生于一个奇点之中。
1.宇宙不是静态不动的，而是在不断地膨胀
埃德温·哈勃等科学家发现，宇宙中的绝大部分星系都在远离地球，而且离地球越远的恆星，离开地球的速度也越快。
这意味着，宇宙更像是气球一样 ，在不断地膨胀。
2.「奇点定理」意味着在广义相对论框架内 ，宇宙必然有一开端
「奇点」是体积无限小、弯曲程度无限大、密度无限大、引力无限大的一点。理论上，宇宙就诞生于「奇点」之中。
无边界宇宙模型
在描述宇宙历史发展的模型中 ，「宇宙大爆炸」模型是当前的主流理论，但这一理论目前还是无法解决关于宇宙起源的问题 。于是霍金就把量子力学和相对论结合起来，提出了「无边界宇宙模型」。
1.宇宙大爆炸模型无法解决宇宙起源问题
在宇宙大爆炸模型中，宇宙诞生于「奇点」。但包括广义相对论在内的所有物理定律，都会在奇点处失效。就人类目前的认知水平，根本无法去直接研究奇点，这就在一定程度上为上帝的存在留下了想像空间。
在大爆炸模型中 ，物质、空间和时间，都是大爆炸之后才出现的 。大爆炸之前的任何事件，对于我们来说都没有任何意义 ，或者说根本就不存在。也就是说 ，宇宙时空并不是无限的 ，而是有一个「边界」和「开端」 。
2.在「无边界宇宙模型」中 ，宇宙就没有边界和开端
在霍金提出的「无边界宇宙模型」中，宇宙是「有限无界」的，没有边界和奇点。霍金认为，这个宇宙是完全自给自足的，不受任何外来事物影响，没有创生和消灭的时刻，它就是存在本身，不需要上帝来创造它。
「无边界宇宙模型」里的宇宙，是一个空间和时间交织在一起所组成的四维宇宙。在这个宇宙中，时空就像是地球的表面，在范围上是有限的，但却没有形成边界 ，也没有形成奇点。科学规律在任何一个时空点上都适用，不会发生崩溃。
霍金辐射
「霍金辐射」也就是「黑洞辐射」。霍金利用量子力学中的「不确定性原理」提出，黑洞也会发出辐射 ，并不是完全黑的。
1.黑洞引力极大 ，连光都不可能逃逸
当恆星的内部燃料消耗殆尽之后 ，在自身的引力作用下，就可能坍塌成黑洞 。黑洞质量大 ，体积小，引力极高 ，任何物质，包括光在内，只要进入某个临界区域 ，就永远不可能逃出黑洞 。
但是黑洞吸引一切的性质，跟热力学第二定律产生了冲突。所有有温度的物体，都应该发出辐射和粒子，那如果连光都逃不出黑洞的引力，黑洞又怎么能发出辐射呢？
2.霍金利用「不确定性」原理提出了「黑洞辐射」
霍金提出，黑洞的边缘在一刻不停地产生成对的粒子，其中带有负能量的粒子会被吸到黑洞里去，但还有一些带正能量的粒子 ，可以从黑洞的边缘逃脱。在外界看来，就好像是黑洞在不断地向外发射粒子 ，这就是黑洞辐射，也叫「霍金辐射」。
在「不确定性原理」的限制下，即使是看似毫无一物的虚空，在微观上也是波澜起伏的。会不断地产生成对的粒子和反粒子，再碰撞到一起发生湮灭。
上文内容参考于《时间简史》：
「奇点」的出现证明了，广义相对论也只是一个不完全的理论，因为在宇宙最开始的那一刻它失效了 ，广义相对论预言了自身的崩塌 。
霍金提出的「无边界宇宙模型」意味着，宇宙没有开端，也没有诞生的时刻，所以也没有上帝的位置 。
黑洞的确会发射出粒子 ，但这些粒子 ，并不是从黑洞里面跑出来的，而是从黑洞边缘的空虚的空间里，无中生有变出来的 。