2020年诺贝尔物理学奖揭晓，其中一半授予英国科学家罗杰·彭罗斯（Roger·Penrose），以奖励他在黑洞形成以及相对论的相关理论的有力预测；另一半授予德国科学家赖因哈德·根泽尔（Reinhard·Genzel）和美国科学家安德里亚·盖兹（Andrea·Ghez），以奖励他们对我们银河系中心超大质量天体的发现。

说起彭罗斯，如果喜欢霍金的朋友肯定不会陌生，他既是霍金的对手，曾因一场与霍金的精彩争辩而被媒体强烈曝光，也是霍金的老搭档，霍金的许多成就都是和彭罗斯共同完成的。彭罗斯发明的许多东西，因为深具八卦特征，所以在吃瓜群众中流传甚广，比如说彭罗斯阶梯。在这个神奇的图中，人一直在沿着台阶往上走，但是却一直在同一个水平面上打转转。

霍金最重要的工作奇点定理的证明。爱因斯坦的广义相对论出来之后，“爱因斯坦场“方程中，爱因斯坦沿用的是传统的直角坐标系，所以对一个对称的、不自旋、不带电荷的有质量球体进行计算，只能给出一个近似解。

而史瓦西在看了爱因斯坦场方程之后，则另辟蹊径，他引入的坐标系类似于极坐标系，从而可以得出精确解。他将自己的研究成果寄给爱因斯坦，得到了爱因斯坦的夸赞。爱因斯坦场方程的这个精确解，从此被命名为“史瓦西度规”，这也正是爱因斯坦场方程的第一个精确解。

而在此基础之上，史瓦西发出了第二篇论文，其中给出了“史瓦西内解”，以及计算黑洞视界半径的公式，由此，黑洞的视界半径便被称为“史瓦西半径”，并把上述天体周围史瓦西半径处的想象中的球面，叫作视界。

这个解可以说震惊了全世界，因为它让人类知道在茫茫宇宙之中存在着“黑洞”这种特殊的天体，除此之外，这个解给出了一个惊人的结果，如果爱因斯坦的广义相对论正确，那么将有一个奇点，一个无限密度和时空曲率的点，其中时间在会有一个起始点。在这一点所有可观测物理量都是发散的，物理定律失效了，包括广义相对论，物理学家们需要一个更好的理论来取代广义相对论。

霍金首先证明了奇点的存在，当然他第一个证明是他独立做出的，前提条件还比较多，后来彭罗斯也独立给出了奇点存在的证明，但是也不完美。这是彭罗斯和霍金两人合作的契机-完美证明奇点定理。彭罗斯提供了一个非常重要的数学工具，就是解析几何领域里的“全域法”。正是用了这个方法，他们两个人没有去直接求解广义相对论场方程，只讨论广义相对论方程解存在的范围上。在两个人的合作下，他们完美地证明了奇点定理，从此没人再怀疑奇点的存在，大家纷纷转向对奇点性质的研究。

很多人问，既然彭罗斯都得奖了，那么如果霍金没有去世，有可能得奖吗？目前来看，还是有可能的。

彭罗斯这次得奖是因他发现黑洞形成是广义相对论的一个预言，就像我刚才说的，史瓦西通过“史瓦西度规”证明了宇宙存在“黑洞”这样的天体（当然他本人不相信），而彭罗斯用新的数学概念揭示了广义相对论如何预测了黑洞的形成。这些时空和空间的怪物会捕获一切进入其中的东西。任何东西，甚至是光，都无法逃离黑洞。

彭罗斯证明黑洞的形成是一个稳定的过程，并描述了它们的特征。黑洞的中心隐藏着一个奇点，所有已知自然法则在这里都不再适用。

而斯蒂芬·霍金与彭罗斯合作完成了奇点理论等工作，说不定真的有可能因为对黑洞的研究被共同授予诺奖。

其实除了奇点理论，霍金另外一大成就就是霍金辐射，霍金称自己通过计算得出结论，他认为黑洞在形成过程中，其质量减少的同时还不断在以能量的形式向外界发出辐射。不过，黑洞辐射目前仅仅是个假说, 到现在也没有发现任何黑洞辐射。霍金的许多理论都没有被实验或者观测证实过，如果能被证实或者观测到，想必霍金早就拿到诺贝尔奖了。霍金的研究几乎都是理论先于观测，之所以能被接受，是因为大家认为他的推演逻辑是没有问题的，只不过观测起来很困难。而理论物理学家的一个惊人之处，就在于他们可以在事物被观测到之前发现它们。（南方科技大学李淼）

彭罗斯和霍金两个人在量子力学和相对论上曾经进行过多次的辩论，这些思想的火花也促进了两个人在科学道路上的进步，诺奖只是一项荣誉，在科学路上不懈探索的每一位科学家，都会被人类所铭记。


                                        
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