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霍金走了,他留下的這個計劃還能實現嗎?

北京時間周三(3月14日),英國著名物理學家史蒂芬·霍金在劍橋家中安詳辭世,享年76歲。

霍金辭世,全世界致敬

14日,霍金的子女露西、羅伯特和蒂姆在一份聲明中表示:「我們親愛的父親今天去世了,我們深感悲痛」。

聲明稱,霍金「是一個偉大的科學家,一個不平凡的人,他的研究和成就的影響將持續多年。他以其才華、幽默和勇氣、毅力鼓舞了全世界的人們,我們將永遠懷念他」。

霍金去世的消息公布後,世界震驚,美國國家航空航天局(NASA)、科學家以及科技圈企業家等紛紛哀悼並致敬這位偉大的科學家。

NASA發推文稱:「他的理論打開了我們探索世界的各種可能性。願他可以像微重力一樣繼續飛行。」

微軟CEO Satya Nadella發推文稱:「今天,我們失去了一位偉人。史蒂芬·霍金講因為他對科學無與倫比的貢獻被人們銘記,他讓普通人也能理解複雜的理論和概念。他的精神和對宇宙的不懈追求也將被銘記。」

同時,霍金生前參與演出的熱播美劇《生活大爆炸》官方推特也發文稱:「無比榮幸邀請到他參與《生活大爆炸》的演出,感謝他賜予劇組和世界靈感。」

回顧霍金的傳奇一生

1942年1月8日,霍金在英國牛津出生。他是英國劍橋大學著名物理學家、現代最偉大的物理學家之一,被譽為是愛因斯坦之後最傑出的科學思想家和理論物理學家。

霍金童年時學業成績並不突出,但喜歡設計複雜的玩具。他於1959年在牛津取得自然科學一級榮譽學士學位,20歲往劍橋大學研究宇宙學。

1963年,21歲的霍金被診斷為肌萎縮性側索硬化症,這種疾病俗稱漸凍症。醫生當時認為,他只能活兩年。然而,醫生的預測並不準確。兩年後,23歲的霍金取得了博士學位,並留在劍橋大學進行研究工作。他結了兩次婚,育有三個孩子。

1985年,霍金因患肺炎做了穿氣管手術。他只能靠右眼的肌肉移動特製眼鏡的按鈕,操作發聲器「講話」。

儘管全身癱瘓,霍金仍積極研究工作和生活。工作方面,他提出了奇點定理、黑洞輻射以及無邊界宇宙理論

奇點定理證明廣義相對論方程導致奇點解,間接地證明了大爆炸奇點的存在;黑洞運用彎曲時空背景下的量子場論方法,證明黑洞像熱力學黑體一樣對外輻射。

無邊界宇宙理論認為,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。

生活方面,霍金參與了美國情景喜劇《生活大爆炸》的客串,並在動畫片《辛普森一家》和《飛出個未來》中也有出演,並親自配音。2014年,他還參加了風靡一時的冰桶挑戰,呼籲人們關愛漸凍人,他的孩子們代替他完成挑戰。

霍金來過三次中國,並在2016年4月12日那天啟用了微博賬號。截至14日,霍金的新浪微博共有446萬粉絲,兩年間共發布了20條微博。他的最後一條微博發於2017年11月24日,內容是回答了TFBOYS成員王俊凱的一個提問。

霍金走了,「突破攝星」計劃還能實現嗎?

在霍金的微博中,他曾發布了「突破攝星」(Breakthrough Starshot)計劃,如今有不少網友擔憂:霍金走了,這項計劃還能實現嗎?

「突破攝星」計劃是霍金在2016年4月聯合互聯網投資人尤里·米爾納啟動的一項計劃,該計劃的目標是開發數千個郵票大小的納米小型太空飛船,飛往我們最近的恆星系,並發回相關信息。

這項計劃的第一步是研發能達到相對論速度的光碟機動「納米飛行器」(航行速度最高可達光速的20%)作為探測器,由常規火箭一次發射上千個這樣的探測器進入地球軌道。

去年,霍金在騰訊WE大會上表示,人口的增長使地球很難維持到下一個千年,或許在2600年就會變成熾熱的火球。要避免這樣的世界末日,最好的方法就是移民太空,「突破攝星」計劃則是人類初步邁向外太空的真正機會。

他認為,比鄰星距離地球約4.2光年,是離我們最近的恆星系統,被認為有可能存在生命。但即使按照人類目前最快航天器「新視野號」的峰值速度計算,從地球飛到比鄰星也需要一萬四千年以上。

那麼,霍金的這項計劃未來能實現嗎?中科院國家天文台研究員鄭永春表示,這項計劃史無前例的大膽,也面臨巨大的挑戰。

他表示,激光推進需要在地面建設強大激光源,不斷跟蹤、照射飛行器,但激光源從遙遠距離怎樣才能一直瞄準這麼小的「納米飛行器」?由於光的能量與距離平方成反比,隨著飛行器離地球越來越遠,激光所能提供的動能也會迅速衰減。這都是難題。

航天專家、中國航天科工集團二院研究員楊宇光更是認為,按照目前的技術,突破攝星計劃在工程上根本無法實現。

他表示:「要將幾克量級的飛行器加速到每秒鐘6萬公里,提供給飛行器的能量相當於400噸左右TNT炸藥的當量。同時要考慮激光器作用距離有限,能達到100萬公里就不錯了,這就要求加速過程要在極短時間內完成。目前無論用什麼材料都無法承受。」

此外,突破攝星計劃還面臨信號傳輸難題。楊宇光指出,目前航天器是藉助天線向地球發射無線電波。人類飛行最遠的探測器「旅行者一號」,如今與地球相距大約200億公里,傳回的信號已極其微弱。與幾百公斤量級的「旅行者一號」相比,幾克重的探測器怎能從40萬億公里之外把信號傳回來?

值得一提的是,和霍金一樣,特斯拉、Space X創始人馬斯克也提出了移民太空的想法。他曾在去年9月份表示,計划到2022年向火星發射載貨火箭,到2024年完成搭載宇航員登陸火星的計劃,然後進行第一批火星移民。

根據馬斯克的最新透露,Space X正在建造首艘火星飛船,他認為能夠在明年上半年前開展短途旅行。

就目前來說,移民太空的計劃似乎離我們還很遙遠,但這也是一個人類需要不斷研究和探索的課題。只是隨著霍金的離開,不知道他的「突破攝星」計劃還能否實現。

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