霍金的宇宙理论概述

主要讲述：宇宙是如何形成的？它是从哪里开始，又将在哪里结束？宇宙的本质是什么？人类为什么会在这里？星星为何会闪闪发亮？这是一趟充满惊奇的发现之旅，追随前行发现者的足迹，探索宇宙的奥秘，将会使你对人类自身的存在，以及周围的一切有焕然一新的理解。

斯蒂芬・霍金教授是继爱因斯坦之后最伟大的科学思想家。在他的带领下，我们踏上了数个世纪以来科学家们对宇宙的探索旅程。霍金教授凭借他的智慧与热诚，将最复杂的理论做了最细致明了的解释，使我们认识到人类如何逐渐地了解了行星、恒星、星系、宇宙，甚至是物质的特性。

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70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理，为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他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。他还证明了黑洞的面积定理。霍金的生平是非常有传奇性的，在科学成就上，他是有史以来最杰出的科学家之一。

他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务，是皇家学会会员。尽管他那么无助地坐在轮椅上，他的思想却出色地遨游到广袤的时空，去解开宇宙之谜。

宇宙论是一门既古老又年轻的学科。从亚里斯多德/托勒密的地心学说到哥白尼/伽利略的日心说的演化就花了2000年的时间。令人吃惊的是，尽管人们知道世间的一切都在运动，只是到了20世纪20年代因哈勃发现了红移定律后，宇宙演化的观念才进入人类的意识。

哈勃发现，从星系光谱的红移可以推断，越远的星系以越快的速度离开我们而去，这表明整个宇宙处于膨胀的状态。估计在100亿到200亿年前曾经发生过一桩开天辟地的大事件，即宇宙从一个极其密致、极其高热的状态中大爆炸而产生。

霍金认为他一生的贡献是，在经典物理的框架里，证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性，黑洞越变越大；但在量子物理的框架里，他指出，黑洞因辐射而越变越小，大爆炸的奇点不但被量子效应所抹平，而且整个宇宙正是起始于此。

弗洛伊德最终的成就并非在于心理学，而是鼓舞了文学与艺术的发展。史蒂芬・威廉・霍金赋予了宇宙学研究以艺术气质，他使黑洞变成日常生活的一部分，激励了人们的好奇心，丰富了人类的精神生活，更破除了将科学非人性化倾向。我们仰望星空，那辽阔的未知疆域。

史蒂芬・霍金1942年1月8日出生于英国牛津，他的父亲弗兰克与母亲伊莎贝尔都就读于牛津大学，弗兰克主修医学，伊莎贝尔学习哲学、政治学和经济学。第二次世界大战爆发后，弗兰克原本想要从军报国，上级认为他如果从事研究工作可以对国家给出更有价值的贡献，他于是在一所医学研究院任职研究员，伊莎贝尔也在这所研究院找到一份秘书工作。

他们在这里相遇并且坠入爱河、共结连理。婚后，他们住在伦敦附近郊区海格特。那时正值纳粹德军轰炸英格兰，伦敦遭受几乎夜夜不停的空袭。夫妻二人被迫决定，伊莎贝尔应该搬迁到较为安全的牛津把孩子生下来。等到史蒂芬诞生后，伊莎贝尔才又回到海格特。在史蒂芬1岁与5岁时，他们还生了两个女儿菲莉帕与玛莉，史蒂芬14岁时，他们又收养了一个儿子爱德华。

有一次，他还从楼梯上摔下来，头先着地，造成暂时的记忆力轻微丧失。在剑桥大学时，状况更加恶化，他的讲话有些含糊不清。霍金的父母亲也注意到他的健康问题，带他去看专科医生。在21岁时，医生诊断其患有肌萎缩性脊髓侧索硬化症，只有两年好活，但是，两年光阴飞驰而去，他仍旧活着。

60年代后期，霍金的身体状况又开始恶化，行动走路都必须使用拐杖，不再能定期教课。由于霍金逐渐失去写字能力，他自己发展出一种替代的视觉性方法，他在脑里形成各种不同的心智图案与心智方程，他可以用这些心智元素来思考物理问题。物理学者维尔纳‧以色列表示，霍金的思考过程，有如莫扎特只凭借想象就写出一整首极具特色的交响乐曲。

霍金不愿对恶疾低头，甚至不愿接受任何帮助。他最喜欢被视为是科学家，然后是科普作家，最重要的是，被视为正常人，拥有与其他人相同的欲望、干劲、梦想与抱负。

霍金的言语功能逐年退步，到了70年代后期，只剩下他的家人或密友能够听得懂他的话。 为了与其他人通话，他必须依赖翻译。在霍金的办公室大楼门口，没有设置专门给轮椅通行的残障坡道，剑桥大学不愿负担搭建残障坡道所需的款项，因此霍金与剑桥发生争执。

他与妻子共同发起活动敦促剑桥改善残障设施。但是，对于扮演残障权利代言人这角色，霍金的态度通常很摸棱两可，一方面他很想帮助残障族群，另一方面又想把自己跟残障和残障所伴随的挑战分开。他的这些态度引起了一些批评。

参考资料：百度百科-斯蒂芬・威廉・霍金

霍金所描述的宇宙，很像是克莱因瓶，有限而无界，是一个封闭的模型，就像地球，地球我们都知道是有限的，但是你从一点向前走，你永远都走不出地球，这就是无界。

与克莱因瓶相对应的是莫比乌斯环，克莱因瓶只有在四维中才可以看到全貌，三维中无法完美的表现出克莱因瓶的形状，因为我们的世界缺少一个方向。

在克莱因瓶里，无论你朝向哪个方向走，不管走多快，走多久，都永远到不了边界，他是有大小的，但是我们被维度所束缚，无法精确的测量它到底有多大，这和科学技术没关系，是根本性的束缚了我们，到目前为止，最能体现我们宇宙样子的，只有克莱因瓶了。

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在数学领域中，克莱因瓶（Klein bottle）是指一种无定向性的平面，比如二维平面，就没有“内部”和“外部”之分。在拓扑学中，克莱因瓶（Klein Bottle）是一个不可定向的拓扑空间。

克莱因瓶最初由德国几何学大家菲立克斯・克莱因 (Felix Klein) 提出。在1882年，著名数学家菲立克斯・克莱因 (Felix Klein) 发现了后来以他的名字命名的著名“瓶子”。

克莱因瓶的结构可表述为：一个瓶子底部有一个洞，现在延长瓶子的颈部，并且扭曲地进入瓶子内部，然后和底部的洞相连接。

参考资料：百度百科-克莱因瓶