Apabila kita memikirkan tokoh-tokoh utama dalam sejarah sains, banyak nama terlintas di fikiran. Einstein, Newton, Kepler, Galileo - semua ahli teori dan pemikir hebat yang meninggalkan tanda kekal selama hidup mereka. Dalam banyak kes, jumlah sumbangan mereka tidak akan dihargai sehingga selepas kematian mereka. Tetapi kita yang masih hidup hari ini bernasib baik kerana mempunyai saintis hebat di antara kita yang memberikan banyak sumbangan - Dr. Stephen Hawking.
Dianggap oleh banyak orang sebagai "Einstein moden", karya Hawking dalam kosmologi dan teori fizik tidak dapat ditandingi di antara sezamannya. Sebagai tambahan kepada karyanya mengenai graviti tunggal dan mekanik kuantum, dia juga bertanggung jawab untuk mengetahui bahawa lubang hitam memancarkan radiasi. Di samping itu, Hawking adalah ikon budaya, menyokong banyak sebab, muncul di banyak rancangan televisyen sebagai dirinya sendiri, dan menulis beberapa buku yang menjadikan sains dapat diakses oleh khalayak yang lebih luas.
Kehidupan Awal:
Hawking dilahirkan pada 8 Januari 1942 (ulang tahun ke-300 kematian Galileo) di Oxford, England. Ibu bapanya, Frank dan Isobel Hawking, adalah kedua-dua pelajar di Universiti Oxford, di mana Frank belajar perubatan dan Isobel belajar falsafah, politik dan ekonomi. Pasangan itu awalnya tinggal di Highgate, pinggir bandar London, tetapi berpindah ke Oxford untuk melepaskan diri dari pengeboman semasa Perang Dunia II dan melahirkan anak mereka dengan selamat. Mereka berdua akan mempunyai dua anak perempuan, Philippa dan Mary, dan seorang anak angkat, Edward.
Keluarga ini berpindah lagi pada tahun 1950, kali ini ke St. Albans, Hertfordshire, kerana ayah Stephen menjadi ketua parasitologi di Institut Penyelidikan Perubatan Nasional (sekarang menjadi sebahagian daripada Institut Francis Crick). Semasa di sana, keluarga ini mendapat reputasi sebagai orang yang sangat pintar, jika agak eksentrik. Mereka tinggal dengan berhemat, tinggal di sebuah rumah yang besar, berantakan dan tidak terawat, berkeliling dengan teksi yang telah ditukar, dan selalu membaca (walaupun di meja makan).
Pendidikan:
Hawking memulakan persekolahannya di Byron House School, di mana dia mengalami kesukaran untuk belajar membaca (yang kemudian dia menyalahkan "kaedah progresif" sekolah itu.) Semasa di St. Albans, Hawking yang berusia lapan tahun menghadiri St. Albans High Sekolah untuk Gadis selama beberapa bulan (yang dibenarkan pada masa itu untuk budak lelaki yang lebih muda). Pada bulan September 1952, dia didaftarkan di Radlett School selama setahun, tetapi akan tinggal di St. Albans untuk sebahagian besar masa remajanya kerana kekangan kewangan keluarga.
Semasa di sana, Hawking membuat banyak kawan, yang dengannya dia bermain permainan papan, membuat kembang api, kapal terbang model dan kapal, dan mengadakan perbincangan panjang mengenai subjek-subjek mulai dari agama hingga persepsi luar biasa. Dari tahun 1958, dan dengan bantuan guru matematik Dikran Tahta, Hawking dan rakan-rakannya membina komputer dari bahagian jam, papan suis telefon lama dan komponen kitar semula yang lain.
Meskipun pada awalnya dia tidak berhasil secara akademik, Hawking menunjukkan bakat yang cukup besar untuk subjek ilmiah dan dijuluki "Einstein". Diilhamkan oleh gurunya Tahta, dia memutuskan untuk belajar matematik di universiti. Bapanya berharap agar anaknya menghadiri Oxford dan belajar perubatan, tetapi kerana tidak mungkin belajar matematik di sana pada masa itu, Hawking memilih untuk belajar fizik dan kimia.
Pada tahun 1959, ketika berusia 17 tahun, Hawking mengambil peperiksaan masuk Oxford dan dianugerahkan biasiswa. Selama 18 bulan pertama, dia bosan dan kesepian, kerana dia lebih muda dari rakan sebaya dan mendapati karya itu sangat mudah. Selama tahun kedua dan ketiga, Hawking berusaha lebih keras untuk menjalin hubungan dengan rakan sebaya dan berkembang menjadi pelajar yang popular, bergabung dengan Oxford Boat Club dan mengembangkan minat dalam muzik klasik dan fiksyen sains.
Ketika tiba waktunya untuk peperiksaan terakhirnya, prestasi Hawking kurang memberangsangkan. Alih-alih menjawab semua soalan, dia memilih untuk fokus pada soalan fizik teori dan menghindari sebarang yang memerlukan pengetahuan fakta. Hasilnya adalah skor yang meletakkannya di garis batas antara penghargaan kelas satu dan kedua. Memerlukan kepujian kelas pertama untuk pengajian siswazahnya dalam bidang kosmologi di Cambridge, dia terpaksa mengambil ujian lisan.
Khawatir bahawa dia dipandang sebagai pelajar yang malas dan sukar, Hawking menggambarkan rancangan masa depannya sebagai berikut semasa viva: "Sekiranya anda memberikan saya Pertama, saya akan pergi ke Cambridge. Sekiranya saya mendapat Hadiah Kedua, saya akan tinggal di Oxford, jadi saya harap anda akan memberi saya Yang Pertama. " Walau bagaimanapun, Hawking dipegang lebih tinggi daripada yang dia percayai, dan mendapat gelar BA (Hons.) Kelas pertama, sehingga membolehkannya melanjutkan pekerjaan siswazah di Universiti Cambridge pada bulan Oktober 1962.
Hawking mengalami beberapa kesukaran awal pada tahun pertama pengajian doktoralnya. Dia mendapati latar belakang matematiknya tidak mencukupi untuk pekerjaan dalam relativiti dan kosmologi umum, dan ditugaskan sebagai Dennis William Sciama (salah seorang pengasas kosmologi moden) sebagai penyelia, bukannya ahli astronomi terkenal Fred Hoyle (yang dia harapkan).
Di samping itu, semasa pengajian siswazahnya Hawking didiagnosis dengan sklerosis lateral amyotrophic awal (ALS). Semasa tahun terakhirnya di Oxford, dia mengalami kemalangan di mana dia jatuh menuruni tangga, dan juga mulai mengalami kesulitan ketika mendayung dan insiden pertuturan yang tidak jelas. Ketika diagnosis dibuat pada tahun 1963, dia jatuh dalam keadaan tertekan dan merasa tidak ada gunanya melanjutkan pelajarannya.
Namun, pandangannya segera berubah, kerana penyakit itu berkembang lebih perlahan daripada yang diramalkan oleh doktor - pada awalnya, dia diberi masa dua tahun untuk hidup. Kemudian, dengan dorongan Sciama, dia kembali bekerja, dan dengan cepat memperoleh reputasi untuk kecemerlangan dan kurang ajar. Ini ditunjukkan ketika dia secara terbuka mencabar karya astronom terkenal Fred Hoyle, yang terkenal dengan menolak teori Big Bang, pada sebuah kuliah pada bulan Jun 1964.
Semasa Hawking memulakan pengajian siswazahnya, terdapat banyak perdebatan dalam komuniti fizik mengenai teori-teori penciptaan alam semesta yang berlaku: teori Big Bang dan Steady State. Yang pertama, alam semesta dikandung dalam letupan besar, di mana semua jirim di alam semesta diciptakan. Pada yang terakhir, perkara baru terus diciptakan ketika alam semesta mengembang. Hawking dengan cepat menyertai perbahasan.
Hawking terinspirasi oleh teorema Roger Penrose bahawa kekhasan ruang-waktu - titik di mana kuantiti yang digunakan untuk mengukur medan graviti badan cakerawala menjadi tidak terbatas - wujud di pusat lubang hitam. Hawking menerapkan pemikiran yang sama ke seluruh alam semesta, dan menulis tesis 1965 tentang topik tersebut. Dia terus mendapat persekutuan penyelidikan di Gonville dan Caius College dan memperoleh gelar PhD dalam bidang kosmologi pada tahun 1966.
Pada masa inilah Hawking bertemu dengan isteri pertamanya, Jane Wilde. Walaupun dia telah menemuinya tidak lama sebelum didiagnosis dengan ALS, hubungan mereka terus berkembang ketika dia kembali untuk menyelesaikan pelajarannya. Kedua-duanya bertunang pada bulan Oktober 1964 dan menikah pada 14 Julai 1966. Hawking kemudian akan mengatakan bahawa hubungannya dengan Wilde memberinya "sesuatu untuk hidup".
Pencapaian Ilmiah:
Dalam tesis kedoktorannya, yang ditulisnya bekerja sama dengan Penrose, Hawking memperluas keberadaan singularitas dengan anggapan bahawa alam semesta mungkin telah dimulai sebagai satu-satunya. Esei bersama mereka - bertajuk, "Singularities and the Geometry of Space-Time" - menjadi naib juara dalam pertandingan Gravity Research Foundation 1968 dan berkongsi penghormatan tertinggi oleh Penrose untuk memenangi Hadiah Adams yang paling berprestij di Cambridge pada tahun itu.
Pada tahun 1970, Hawking menjadi sebahagian daripada Sherman Fairchild Cendekiawan Sarjana yang mengunjungi program profesor, yang membolehkannya memberi kuliah di California Institute of Technology (Caltech). Pada masa inilah dia dan Penrose menerbitkan bukti yang menggabungkan teori-teori Relativiti Umum dan kosmologi fizikal yang dikembangkan oleh Alexander Freidmann.
Berdasarkan persamaan Einstein, Freidmann menegaskan bahawa alam semesta ini bersifat dinamik dan berubah dari semasa ke semasa. Dia juga menegaskan bahawa ruang-waktu mempunyai geometri, yang ditentukan oleh kepadatan jisim / tenaga keseluruhannya. Sekiranya sama dengan ketumpatan kritikal, alam semesta mempunyai kelengkungan sifar (iaitu konfigurasi rata); jika kurang kritikal, alam semesta mempunyai kelengkungan negatif (konfigurasi terbuka); dan jika lebih besar daripada kritikal, alam semesta mempunyai kelengkungan positif (konfigurasi tertutup)
Menurut teorema singulariti Hawking-Penrose, jika alam semesta benar-benar mematuhi model relativiti umum, maka ia pasti bermula sebagai singularitas. Ini pada dasarnya bermaksud bahawa, sebelum Big Bang, seluruh alam semesta ada sebagai titik ketumpatan tak terbatas yang berisi semua jisim dan ruang-waktu alam semesta, sebelum turun naik kuantum menyebabkannya berkembang pesat.
Juga pada tahun 1970, Hawking mendalilkan apa yang dikenali sebagai undang-undang kedua dinamika lubang hitam. Bersama James M. Bardeen dan Brandon Carter, ia mengusulkan empat undang-undang mekanik lubang hitam, membuat analogi dengan empat undang-undang termodinamik.
Keempat undang-undang ini menyatakan bahawa - untuk lubang hitam pegun, cakrawala mempunyai graviti permukaan yang tetap; untuk gangguan lubang hitam pegun, perubahan tenaga berkaitan dengan perubahan kawasan, momentum sudut, dan cas elektrik; kawasan ufuk adalah, dengan menganggap keadaan tenaga yang lemah, fungsi masa yang tidak berkurang; dan tidak mungkin membentuk lubang hitam dengan graviti permukaan yang hilang.
Pada tahun 1971, Hawking menerbitkan sebuah esei berjudul "Lubang Hitam dalam Relativiti Umum" di mana dia menduga bahawa luas permukaan lubang hitam tidak akan pernah berkurang, dan oleh itu had tertentu dapat diletakkan pada jumlah tenaga yang mereka pancarkan. Esei ini memenangi Hawking the Gravity Research Foundation Award pada bulan Januari tahun itu.
Pada tahun 1973, buku pertama Hawking, yang ditulisnya semasa kajian pasca-doc dengan George Ellis, diterbitkan. Bertajuk, Struktur Skala Besar Ruang-Masa, buku ini menerangkan asas ruang itu sendiri dan sifat pengembangannya yang tidak terhingga, menggunakan geometri pembezaan untuk mengkaji akibat Teori Relativiti Umum Einstein.
Hawking terpilih sebagai Fellow Royal Society (FRS) pada tahun 1974, beberapa minggu setelah pengumuman radiasi Hawking (lihat di bawah). Pada tahun 1975, dia kembali ke Cambridge dan diberi posisi baru sebagai Reader, yang disediakan untuk akademik senior dengan reputasi antarabangsa yang terkenal dalam penyelidikan atau biasiswa.
Pertengahan hingga akhir 1970-an adalah masa minat yang semakin meningkat terhadap lubang hitam, begitu juga para penyelidik yang berkaitan dengannya. Oleh itu, profil awam Hawking mulai berkembang dan dia mendapat pengiktirafan akademik dan umum yang semakin meningkat, muncul dalam wawancara cetak dan televisyen dan menerima banyak jawatan dan penghargaan.
Pada akhir 1970-an, Hawking dipilih sebagai Profesor Matematik Lucasian di University of Cambridge, sebuah jawatan kehormat yang dibuat pada tahun 1663 yang dianggap sebagai salah satu jawatan akademik paling berprestij di dunia. Sebelum Hawking, bekas pemegangnya termasuk para ilmiah seperti Sir Isaac Newton, Joseph Larmor, Charles Babbage, George Stokes, dan Paul Dirac.
Kuliah perdana sebagai Profesor Matematik Lucasian diberi tajuk: "Adakah penamat untuk Fizik Teoretikal". Semasa ucapan itu, dia mengemukakan N = 8 Supergraviti - teori medan kuantum yang melibatkan graviti dalam 8 supersimetri - sebagai teori utama untuk menyelesaikan banyak masalah luar biasa yang dikaji oleh ahli fizik.
Promosi Hawking bertepatan dengan krisis kesihatan yang menyebabkan Hawking terpaksa menerima beberapa perkhidmatan kejururawatan di rumah. Pada saat yang sama, dia mulai melakukan peralihan dalam pendekatannya terhadap fisika, menjadi lebih intuitif dan spekulatif daripada bersikeras pada bukti matematik. Menjelang tahun 1981, ini menyaksikan Hawking mula memusatkan perhatiannya pada teori inflasi kosmologi dan asal usul alam semesta.
Teori inflasi - yang telah dikemukakan oleh Alan Guth pada tahun yang sama - menyatakan bahawa setelah Big Bang, alam semesta pada mulanya berkembang dengan sangat pesat sebelum memasuki tahap pengembangan yang lebih perlahan. Sebagai tindak balas, Hawking menyampaikan karya pada persidangan Vatikan tahun itu, di mana dia menyarankan agar mereka tidak ada batas atau permulaan ke alam semesta.
Pada musim panas tahun 1982, dia dan rakannya Gary Gibbons menganjurkan bengkel selama tiga minggu mengenai tajuk bertajuk "The Very Early Universe" di Cambridge University. Bersama Jim Hartle, seorang ahli fizik Amerika dan profesor fizik di University of California, dia mencadangkan bahawa dalam tempoh awal alam semesta (alias zaman Planck) alam semesta tidak mempunyai batas dalam ruang angkasa.
Pada tahun 1983, mereka menerbitkan model ini, yang dikenali sebagai negara Hartle-Hawking. Antara lain, ia menegaskan bahawa sebelum Ledakan Besar, masa tidak ada, dan konsep permulaan alam semesta tidak bermakna. Ia juga menggantikan singularitas awal Big Bang dengan wilayah yang serupa dengan Kutub Utara yang (mirip dengan Kutub Utara yang sebenarnya) seseorang tidak dapat melakukan perjalanan ke utara kerana ia adalah titik di mana garis bertemu yang tidak mempunyai batas.
Usul ini meramalkan alam semesta tertutup, yang mempunyai banyak implikasi eksistensial, terutama tentang keberadaan Tuhan. Hawking tidak mengesampingkan keberadaan Tuhan, memilih untuk menggunakan Tuhan dalam arti kiasan ketika menjelaskan misteri alam semesta. Namun, dia sering menyarankan bahawa keberadaan Tuhan tidak perlu untuk menjelaskan asal usul alam semesta, atau adanya teori bidang yang bersatu.
Pada tahun 1982, ia juga mulai mengerjakan sebuah buku yang akan menjelaskan sifat alam semesta, relativiti dan mekanik kuantum dengan cara yang dapat diakses oleh masyarakat umum. Ini menyebabkan dia menandatangani kontrak dengan Bantam Books untuk penerbitan Sejarah Ringkas Masa, draf pertama yang disiapkannya pada tahun 1984.
Setelah beberapa kali disemak, draf akhir diterbitkan pada tahun 1988, dan mendapat pujian yang sangat kritikal. Buku ini diterjemahkan ke dalam pelbagai bahasa, tetap berada di tangga teratas senarai terlaris di AS dan UK selama berbulan-bulan, dan akhirnya terjual sekitar 9 juta salinan. Perhatian media sangat kuat, dan Minggu Berita muka depan majalah dan televisyen khas menggambarkannya sebagai "Master of the Universe".
Kerja lebih lanjut oleh Hawking di bidang panah waktu menyebabkan penerbitan makalah tahun 1985 yang berteori bahawa jika proposisi tanpa sempadan itu benar, maka ketika alam semesta berhenti berkembang dan akhirnya runtuh, waktu akan berjalan ke belakang. Dia kemudian akan menarik konsep ini setelah perhitungan bebas membantahnya, tetapi teori itu memberikan pandangan berharga tentang kemungkinan hubungan antara masa dan pengembangan kosmik.
Selama tahun 1990-an, Hawking terus menerbitkan dan memberi kuliah mengenai teorinya mengenai fizik, lubang hitam dan Big Bang. Pada tahun 1993, dia menyunting buku bersama Gary Gibbons mengenai gravitasi kuantum Euclidean, sebuah teori yang telah mereka kerjakan bersama pada akhir tahun 70-an. Menurut teori ini, bahagian medan graviti dalam lubang hitam dapat dinilai menggunakan pendekatan integral fungsional, sehingga dapat menghindari singularitas.
Pada tahun yang sama, kumpulan esei, temu ramah dan ceramah peringkat popular yang bertajuk, Lubang Hitam dan Alam Semesta Bayi dan Esei Lain juga diterbitkan. Pada tahun 1994, Hawking dan Penrose menyampaikan serangkaian enam kuliah di Cambridge's Newton Institute, yang diterbitkan pada tahun 1996 dengan tajuk "Sifat Ruang dan Masa“.
Pada tahun 1990 juga, perkembangan besar berlaku dalam kehidupan peribadi Hawking. Pada tahun 1990, dia dan Jane Hawking memulakan prosiding perceraian setelah bertahun-tahun hubungan tegang, kerana ketidakupayaannya, kehadiran penjaga yang berterusan, dan status selebriti. Hawking berkahwin semula pada tahun 1995 dengan Elaine Mason, pengasuhnya selama bertahun-tahun.
Pada tahun 2000-an, Hawking menghasilkan banyak buku baru dan edisi baru yang lebih lama. Ini termasuk The Universe in a Ringkasnya (2001), Sejarah Masa yang Lebih Singkat (2005), dan Tuhan Menciptakan Integer (2006). Dia juga mulai berkolaborasi dengan Jim Hartle dari University of California, Santa Barbara, dan Organisasi Eropah untuk Penyelidikan Nuklear (CERN) untuk menghasilkan teori kosmologi baru.
Yang paling utama adalah "kosmologi top-down" Hawking, yang menyatakan bahawa alam semesta tidak mempunyai satu keadaan awal yang unik tetapi banyak keadaan yang berbeza, dan bahawa meramalkan keadaan semasa alam semesta dari satu keadaan awal oleh itu tidak sesuai. Selaras dengan mekanik kuantum, kosmologi top-down berpendapat bahawa masa kini "memilih" masa lalu dari superposisi banyak kemungkinan sejarah.
Dengan demikian, teori ini juga menawarkan kemungkinan penyelesaian dari "pertanyaan penyempurnaan", yang membahas kemungkinan bahwa kehidupan hanya dapat ada ketika batasan-batasan fizikal tertentu berada dalam jarak yang sempit. Dengan menawarkan model kosmologi baru ini, Hawking membuka kemungkinan bahawa kehidupan mungkin tidak terikat dengan sekatan-sekatan tersebut dan dapat menjadi jauh lebih banyak daripada yang difikirkan sebelumnya.
Pada tahun 2006, Hawking dan isteri keduanya, Elaine Mason, secara diam-diam bercerai, dan Hawking kembali menjalin hubungan yang lebih dekat dengan isteri pertamanya Jane, anak-anaknya (Robert, Lucy dan Timothy), dan cucu-cucunya. Pada tahun 2009, dia bersara sebagai Profesor Matematik Lucasian, yang diwajibkan oleh peraturan Universiti Cambridge. Hawking terus bekerja sebagai pengarah penyelidikan di Cambridge University Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics sejak itu, dan tidak memberi petunjuk untuk berhenti.
"Radiasi Hawking" dan "Paradoks Maklumat Lubang Hitam":
Pada awal tahun 1970-an, Hawking mula mengerjakan apa yang dikenali sebagai "teorema tanpa rambut". Berdasarkan persamaan gravitasi dan elektromagnetisme Einstein-Maxwell dalam relativiti umum, teorema menyatakan bahawa semua lubang hitam dapat dicirikan sepenuhnya oleh hanya tiga parameter klasik yang dapat dilihat secara luaran: jisim, cas elektrik, dan momentum sudut.
Dalam senario ini, semua maklumat lain mengenai perkara yang membentuk lubang hitam atau jatuh ke dalamnya (yang mana "rambut" digunakan sebagai metafora), "hilang" di belakang cakrawala peristiwa lubang hitam, dan oleh itu disimpan tetapi secara kekal tidak dapat diakses oleh pemerhati luaran.
Pada tahun 1973, Hawking pergi ke Moscow dan bertemu dengan saintis Soviet Yakov Borisovich Zel'dovich dan Alexei Starobinsky. Semasa perbincangan dengan mereka mengenai pekerjaan mereka, mereka menunjukkan kepadanya bagaimana prinsip ketidakpastian menunjukkan bahawa lubang hitam harus mengeluarkan zarah. Ini bertentangan dengan undang-undang termodinamik lubang hitam Hawking (iaitu lubang hitam tidak boleh menjadi lebih kecil) kerana ini bermaksud dengan kehilangan tenaga, mereka mesti kehilangan jisim.
Terlebih lagi, ia menyokong teori yang dikemukakan oleh Jacob Bekenstein, seorang pelajar siswazah Universiti John Wheeler, bahawa lubang hitam harus mempunyai suhu dan entropi terhingga, tidak sifar. Semua ini bertentangan dengan "teorema tanpa rambut" mengenai warna hitam. Hawking menyemak semula teorema ini tidak lama kemudian, menunjukkan bahawa apabila kesan mekanikal kuantum diambil kira, seseorang mendapati bahawa lubang hitam memancarkan sinaran termal pada suhu.
Dari tahun 1974 dan seterusnya, Hawking memaparkan hasil Bekenstein, yang menunjukkan bahawa lubang hitam memancarkan radiasi. Ini kemudian dikenal sebagai "radiasi Hawking", dan pada awalnya kontroversial. Namun, pada akhir 1970-an dan setelah penerbitan penyelidikan lebih lanjut, penemuan itu diterima secara meluas sebagai penembusan yang signifikan dalam teori fizik.
Walau bagaimanapun, salah satu perkembangan teori ini adalah kemungkinan lubang hitam secara beransur-ansur kehilangan jisim dan tenaga. Oleh kerana itu, lubang hitam yang kehilangan lebih banyak jisim daripada yang mereka perolehi dengan cara lain dijangka akan menyusut dan akhirnya lenyap - fenomena yang dikenali sebagai "penyejatan" lubang hitam.
Pada tahun 1981, Hawking mengemukakan bahawa maklumat dalam lubang hitam akan hilang secara tidak dapat diselesaikan apabila lubang hitam menguap, yang kemudian dikenal sebagai "Paradoks Maklumat Lubang Hitam". Ini menyatakan bahawa maklumat fizikal boleh hilang secara kekal dalam lubang hitam, yang membolehkan banyak keadaan fizikal berpindah ke keadaan yang sama.
Ini kontroversial kerana melanggar dua prinsip asas fizik kuantum. Pada prinsipnya, fizik kuantum memberitahu kita bahawa maklumat lengkap mengenai sistem fizikal - iaitu keadaan jirimnya (jisim, kedudukan, putaran, suhu, dan lain-lain) - dikodkan dalam fungsi gelombang hingga titik ketika fungsi gelombang itu runtuh. Ini seterusnya menimbulkan dua prinsip lain.
Yang pertama adalah Quantum Determinism, yang menyatakan bahawa - mengingat fungsi gelombang sekarang - perubahan masa depan ditentukan secara unik oleh operator evolusi. Yang kedua adalah Reversibility, yang menyatakan bahawa pengendali evolusi mempunyai kebalikan, yang bermaksud bahawa fungsi gelombang masa lalu juga unik. Gabungan ini bermaksud bahawa maklumat mengenai keadaan jirim kuantum mesti selalu disimpan.
Dengan mencadangkan bahawa maklumat ini hilang setelah warna hitam menguap, Hawking pada dasarnya mencipta paradoks asas. Sekiranya lubang hitam dapat menguap, yang menyebabkan semua maklumat mengenai fungsi gelombang kuantum hilang, daripada maklumat sebenarnya boleh hilang selama-lamanya. Ini telah menjadi topik perbahasan yang berterusan di kalangan saintis, yang masih belum dapat diselesaikan.
Namun, menjelang tahun 2003, semakin meningkatnya konsensus di kalangan ahli fizik bahawa Hawking salah mengenai kehilangan maklumat dalam lubang hitam. Dalam kuliah tahun 2004 di Dublin, dia mengakui pertaruhannya dengan John Preskill dari Caltech (yang dia buat pada tahun 1997), tetapi menjelaskan jalan keluarnya yang agak kontroversial untuk masalah paradoks - bahawa lubang hitam mungkin mempunyai lebih dari satu topologi.
Dalam makalah 2005 yang diterbitkannya mengenai subjek - "Kehilangan Maklumat di Lubang Hitam" - dia berpendapat bahawa paradoks maklumat dijelaskan dengan memeriksa semua sejarah alternatif alam semesta, dengan kehilangan maklumat pada orang-orang dengan lubang hitam dibatalkan oleh mereka yang tanpa . Pada Januari 2014, Hawking telah menggambarkan Paradoks Maklumat Lubang Hitam sebagai "kesalahan terbesarnya".
Pencapaian Lain:
Selain meningkatkan pemahaman kita tentang lubang hitam dan kosmologi melalui penerapan kerelatifan umum dan mekanik kuantum, Stephen Hawking juga telah berperan penting dalam membawa ilmu pengetahuan ke khalayak yang lebih luas. Sepanjang kariernya, dia telah menerbitkan banyak buku popular, bepergian dan berceramah secara meluas, dan telah membuat banyak penampilan dan melakukan kerja suara untuk rancangan televisyen, filem dan bahkan memberikan narasi untuk lagu Pink Floyd, "Keep Talking".
Versi filem dari Sejarah Ringkas Masa, disutradarai oleh Errol Morris dan dihasilkan oleh Steven Spielberg, tayang perdana pada tahun 1992. Hawking menginginkan filem itu bersifat ilmiah dan bukan biografi, tetapi dia dipujuk sebaliknya. Pada tahun 1997, siri televisyen enam bahagian Universe Stephen Hawking perdana di PBS, dengan buku pendamping juga dikeluarkan.
Pada tahun 2007, Hawking dan anak perempuannya Lucy menerbitkan Kunci Rahsia George untuk Alam Semesta, sebuah buku kanak-kanak yang direka untuk menjelaskan fizik teori dengan cara yang mudah diakses dan menampilkan watak-watak yang serupa dengan watak dalam keluarga Hawking. Buku ini diikuti oleh tiga sekuel - Pemburu Harta Karun George's Cosmic (2009), George dan Big Bang (2011), George dan Kod yang Tidak Dapat Dipecahkan (2014).
Sejak tahun 1990-an, Hawking juga telah menjadi teladan utama bagi orang-orang yang menangani kecacatan dan penyakit degeneratif, dan jangkauannya untuk kesedaran dan penyelidikan kecacatan tidak ada bandingannya. Pada pergantian abad, dia dan sebelas pencahayaan lain bergabung dengan Rehabilitasi International untuk menandatangani Piagam untuk Milenium Ketiga mengenai Ketidakupayaan, yang meminta pemerintah di seluruh dunia untuk mencegah kecacatan dan melindungi hak kecacatan.
Didorong oleh keinginan untuk meningkatkan minat masyarakat terhadap penerbangan luar angkasa dan untuk menunjukkan potensi orang-orang kurang upaya, pada tahun 2007 ia berpartisipasi dalam penerbangan graviti sifar dalam "Vomit Comet" - sebuah pesawat yang dipasang khas yang mencelupkan dan naik ke udara untuk mensimulasikan perasaan tanpa berat - ihsan Zero Gravity Corporation, di mana dia mengalami penurunan berat badan sebanyak lapan kali.
Pada bulan Ogos 2012, Hawking menceritakan segmen "Pencerahan" pada upacara pembukaan Paralimpik Musim Panas 2012. Pada bulan September 2013, dia menyatakan sokongan untuk menghalalkan bunuh diri yang dibantu untuk mereka yang sakit parah. Pada bulan Ogos 2014, Hawking menerima Ice Bucket Challenge untuk mempromosikan kesedaran ALS / MND dan meningkatkan sumbangan untuk penyelidikan. Oleh kerana dia menderita radang paru-paru pada tahun 2013, dia disarankan untuk tidak menumpahkan ais ke atasnya, tetapi anak-anaknya secara sukarela menerima tantangan itu untuknya.
Semasa kerjayanya, Hawking juga telah menjadi pendidik yang komited, secara peribadi telah mengawasi 39 pelajar PhD yang berjaya. Dia juga telah meminjamkan namanya untuk pencarian berterusan untuk kecerdasan luar daratan dan perdebatan mengenai pengembangan robot dan kecerdasan buatan. Pada 20 Julai 2015, Stephen Hawking membantu melancarkan Inisiatif Terobosan, suatu usaha untuk mencari kehidupan luar angkasa di alam semesta.
Juga pada tahun 2015, Hawking memberikan status suara dan selebriti kepada promosi The Global Goals, satu siri 17 matlamat yang diadopsi oleh Sidang Kemuncak Pembangunan Lestari Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu untuk mengakhiri kemiskinan yang melampau, ketidaksamaan sosial, dan memperbaiki perubahan iklim sepanjang masa berikutnya 15 tahun.
Kepujian dan Warisan:
Seperti yang telah disebutkan, pada tahun 1974, Hawking terpilih sebagai Fellow Royal Society (FRS), dan merupakan salah seorang saintis termuda yang menjadi Fellow. Pada masa itu, pencalonannya berbunyi:
Hawking telah memberikan sumbangan besar dalam bidang relativiti umum. Ini berasal dari pemahaman yang mendalam tentang apa yang relevan dengan fizik dan astronomi, dan terutama dari penguasaan teknik matematik sepenuhnya baru. Mengikuti karya perintis Penrose yang dia tubuhkan, sebahagiannya sendirian dan sebahagiannya bekerjasama dengan Penrose, satu siri teorema berturut-turut lebih kuat yang menetapkan hasil mendasar bahawa semua model kosmologi yang realistik mesti memiliki keunikan. Dengan menggunakan teknik yang serupa, Hawking telah membuktikan teorema asas mengenai undang-undang yang mengatur lubang hitam: bahawa penyelesaian pegun dari persamaan Einstein dengan cakerawala peristiwa yang licin semestinya bersifat aksimetrik; dan bahawa dalam evolusi dan interaksi lubang hitam, luas permukaan cakrawala peristiwa mesti meningkat. Bekerjasama dengan G. Ellis, Hawking adalah pengarang sebuah risalah yang mengagumkan dan asli mengenai "Space-time in the Large.
Karya penting lain oleh Hawking berkaitan dengan tafsiran pemerhatian kosmologi dan reka bentuk pengesan gelombang graviti.
Pada tahun 1975, dia dianugerahkan Pingat Emas Eddington dan Pius XI, dan pada tahun 1976 Hadiah Dannie Heineman, Hadiah Maxwell dan Pingat Hughes. Pada tahun 1977, dia dilantik sebagai profesor dengan ketua dalam fizik gravitasi, dan menerima Pingat Albert Einstein dan doktor kehormat dari University of Oxford pada tahun berikutnya.
Pada tahun 1981, Hawking dianugerahkan Pingat Franklin Amerika, diikuti dengan pingat Komander Perintah Kerajaan Britain (CBE) pada tahun berikutnya. Sepanjang dekad ini, dia dihormati tiga kali, pertama dengan Pingat Emas Persatuan Astronomi Diraja pada tahun 1985, Pingat Paul Dirac pada tahun 1987 dan, bersama dengan Penrose, dengan Hadiah Wolf yang berprestij pada tahun 1988. Pada tahun 1989, dia dilantik sebagai Anggota Perintah Sahabat Kehormat (CH), tetapi dilaporkan menolak kesatria.
Pada tahun 1999, Hawking dianugerahkan Hadiah Julius Edgar Lilienfeld dari Persatuan Fizikal Amerika. Pada tahun 2002, setelah undi di seluruh UK, BBC memasukkannya ke dalam senarai 100 orang Britain yang paling hebat. Baru-baru ini, Hawking telah dianugerahkan Copley Medal dari Royal Society (2006), Presidential Medal of Freedom, penghormatan awam tertinggi Amerika (2009), dan Hadiah Fizik Fundamental Khas Rusia (2013).
Beberapa bangunan diberi nama setelahnya, termasuk Muzium Sains Stephen W. Hawking di San Salvador, El Salvador, Bangunan Stephen Hawking di Cambridge, dan Stephen Hawking Center di Perimeter Institute di Kanada. Dan memandangkan hubungan Hawking dengan masa, dia dipilih untuk melancarkan "Chronophage" mekanikal - alias. Jam Corpus - di Corpus Christi College Cambridge pada bulan September 2008.
Juga pada tahun 2008, semasa melancong ke Sepanyol, Hawking menerima Hadiah Fonseca - anugerah tahunan yang dibuat oleh University of Santiago de Compostela yang dianugerahkan kepada mereka untuk pencapaian cemerlang dalam komunikasi sains. Hawking terpilih untuk anugerah itu kerana "penguasaannya yang luar biasa dalam mempopulerkan konsep kompleks dalam Fizik di hujung pemahaman kita tentang Alam Semesta, digabungkan dengan keunggulan saintifik tertinggi, dan untuk menjadi rujukan umum sains di seluruh dunia. "
Beberapa filem telah dibuat mengenai Stephen Hawking selama ini juga. Ini termasuk yang disebutkan sebelumnyaSejarah Ringkas Masa, filem biopik 1991 yang diarahkan oleh Errol Morris dan Stephen Spielberg; Penjaja, sebuah drama BBC 2004 yang dibintangi oleh Benedict Cumberbatch dalam peranan utama; dokumentari 2013 berjudul “Hawking”, oleh Stephen Finnigan.
Terkini, terdapat filem 2014 Teori Segala-galanya yang mencatat kehidupan Stephen Hawking dan isterinya Jane. Diarahkan oleh James Marsh, filem ini dibintangi oleh Eddie Redmayne sebagai Profesor Hawking dan Felicity Jones sebagai Jane Hawking.
Kematian:
Dr. Stephen Hawking meninggal dunia pada awal pagi hari Rabu, 14 Mac 2018 di rumahnya di Cambridge. Menurut pernyataan yang dibuat oleh keluarganya, dia meninggal dengan tenang. Dia berusia 76 tahun, dan dikekalkan oleh isteri pertamanya, Jane Wilde, dan tiga anak mereka - Lucy, Robert dan Tim.
Ketika semua dikatakan dan dilakukan, Stephen Hawking boleh dikatakan sebagai saintis paling terkenal yang hidup di era moden. Karyanya dalam bidang astrofizik dan mekanik kuantum telah membawa kejayaan dalam pemahaman kita tentang masa dan ruang, dan kemungkinan akan dicurahkan oleh para saintis selama beberapa dekad. Di samping itu, dia telah melakukan lebih banyak daripada saintis hidup untuk menjadikan sains mudah diakses dan menarik bagi masyarakat umum.
Sebagai tambahan, dia menjelajah ke seluruh dunia dan memberi kuliah mengenai topik-topik mulai dari sains dan kosmologi hingga hak asasi manusia, kecerdasan buatan, dan masa depan umat manusia. Dia juga menggunakan status selebriti yang diberikan kepadanya untuk memajukan penyebab penyelidikan ilmiah, penerokaan ruang angkasa, kesedaran kecacatan, dan penyebab kemanusiaan sedapat mungkin.
Dalam semua aspek ini, dia sangat mirip dengan pendahulunya, Albert Einstein - seorang lagi selebriti berpengaruh yang bertukar menjadi saintis yang pasti menggunakan kekuatannya untuk memerangi kejahilan dan mempromosikan kemanusiaan. But what was especially impressive in all of this is that Hawking has managed to maintain his commitment to science and a very busy schedule while dealing with a degenerative disease.
For over 50 years, Hawking lived with a disease that doctor’s initially thought would take his life within just two. And yet, he not only managed to make his greatest scientific contributions while dealing with ever-increasing problems of mobility and speech, he also became a jet-setting personality who travelled all around the world to address audiences and inspire people.
His passing was mourned by millions worldwide and, in the worlds of famed scientist and science communicator Neil DeGrasse Tyson , “left an intellectual vacuum in its wake”. Without a doubt, history will place Dr. Hawking among such luminaries as Einstein, Newton, Galileo and Curie as one of the greatest scientific minds that ever lived.
We have many great articles about Stephen Hawking here at Space Magazine. Here is one about Hawking Radiation, How Do Black Holes Evaporate?, why Hawking could be Wrong About Black Holes, and recent experiments to Replicate Hawking Radiation in a Laboratory.
And here are some video interviews where Hawking addresses how God is not necessary for the creation of the Universe, and the trailer for Theory of Everything.
Astronomy Cast has a number of great podcasts that deal with Hawing and his discoveries, like: Episode 138: Quantum Mechanics, and Questions Show: Hidden Fusion, the Speed of Neutrinos, and Hawking Radiation.
For more information, check out Stephen Hawking’s website, and his page at Biography.com
