1、奇性定理
指在现在的宇宙膨胀相的开端，时空被高度地畸变，并且具有很小的曲率半径。
霍金70年代研究爱因斯坦的引力理论，他发现在很一般的条件下，空间和时间一定存在奇点，时空似乎被无限弯曲。不过当时还不清楚奇点是否真实存在。伦敦伯克贝克学院的罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）证实，奇点确实会在黑洞中形成。
后来，彭罗斯和霍金将同样的想法应用到整个宇宙中，并表明爱因斯坦的理论预测我们在遥远过去的奇点，这就是宇宙大爆炸。霍金与彭罗斯一起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。
2、黑洞理论
1974年，霍金提出黑洞蒸发的概念，认为在黑洞周围，在虚粒子产生的相对瞬间，会出现四种可能性：直接湮灭、双双落入黑洞、正粒子落入黑洞而负粒子逃脱、负粒子落入黑洞而正粒子逃脱，而且最后一种可能性最低。霍金据此进一步提出了微型黑洞（也称为原初黑洞）的概念。
史蒂芬·霍金于2014年1月26日的论据：爱因斯坦的重力方程式的两种奇点的解，分别是黑洞跟白洞。不过理论上黑洞应该是一种“有进没出”的天体，而白洞则只能出而不能进。然而黑洞却有粒子的辐射，所以不再适合称其名为黑洞，而应该改其名为“灰洞”，先前认为黑洞可以毁灭信息情报的看法，是他“最大的失误”。
3、无边界宇宙理论
霍金在80年代初，创立了量子宇宙学的无边界学说。他认为，时空是有限而无界的，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时的第一推动。
无边界宇宙理论还把上帝从“造物主”中摒除出去，他认为，时空是有限而无界的，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时的第一推动。宇宙的演化甚至创生都单独地由物理定律所决定，这样就把上帝从宇宙的事物中完全摒除出去，后来宇宙背景辐射探测者对太空背景温度起伏的观察证实了这个预言，也证明了世界上是无神论的说法。
4、霍金辐射
霍金运用弯曲时空背景下的量子场论方法，证明黑洞像热力学黑体一样对外辐射，从而提出了霍金辐射。
在“真空”的宇宙中，根据海森堡不确定性原理，会在瞬间凭空产生一对正反虚粒子，然后瞬间消失，以符合能量守恒。在黑洞视界之外也不例外。斯蒂芬·威廉·霍金推想，如果在黑洞外产生的虚粒子对，其中一个被吸引进去，而另一个逃逸的情况。
如果是这样，那个逃逸的粒子获得了能量，也不需要跟其相反的粒子湮灭，可以逃逸到无限远。在外界看就像黑洞发射粒子一样。这个猜想中的辐射被命名为“霍金辐射”。由于它是向外带去能量，所以它是吸收了一部分黑洞的能量，黑洞的质量也会渐渐变小，消失；它也向外带去信息，所以不违反信息定律。
5、宇宙波函数
霍金与Jim Hartle合作时，共同提出了“宇宙波函数”，“宇宙波函数”从理论上讲，可以用来计算我们所看到的宇宙特性。
扩展资料
史蒂芬·威廉·霍金是本世纪享有国际盛誉的伟人之一，剑桥大学数学及理论物理学系教授，当代最重要的广义相对论和宇宙论家。荣获英国剑桥大学卢卡斯数学教席，这是自然科学史上继牛顿和狄拉克之后荣誉最高的教席。
霍金在《大设计》中强调，宇宙不需要一个造物主或“上帝”，以“哲学已死”开篇，这意味着人类将从愚昧的自我奴役超脱出来，其否认了纯哲学和宗教可以真正解释自然，这也表明各大宗教只是古代精神世界探索未知，追求不灭解脱的体系，而非客观真理。
随着时代的进步，人类文明也当奋起直追，不甘落后，这就是为什么世代有识之士追求存在、生命和宇宙的意义。解决这些命题本来应该是哲学家的任务，可惜科学的高度发展使得哲学无法跟上。
霍金希望解开宇宙诞生之时的奥秘，1970年代时，霍金将量子力学应用于解释黑洞现象，在之后的30年中，用量子力学解释整个宇宙已经变得更加困难了。霍金想找到一套可以完美解释整个宇宙现象的理论来说明137亿年诞生直到现在的宇宙，但是多年过去了就算无限接近他仍然没有得出结论。
按照他的量子力学理论，宇宙诞生是大爆炸产生的，这是一个被压缩的无限小却具有超大重力的物质（也可以理解成密度无限大）爆炸的产物。量子力学的理论范畴不能够解释这一个过程是如何进行？为什么会这样？霍金说“那必须有一套可以描述小规模重力的理论”。
霍金的“灰洞”理论认为，物质和能量在被黑洞困住一段时间以后，又会被重新释放到宇宙中。他在论文中承认，自己最初有关视界的认识是有缺陷的，光线其实是可以穿越视界的。当光线逃离黑洞核心时，它的运动就像人在跑步机上奔跑一样，慢慢地通过向外辐射而收缩。
“经典黑洞理论认为，任何物质和辐射都不能逃离黑洞，而量子力学理论表明，能量和信息是可以从黑洞中逃离出来的。”霍金同时指出，对于这种逃离过程的解释需要一个能够将重力和其他基本力成功融合的理论。在过去近一百年间，物理学界没有人曾试图解释这一过程。
对于霍金的“灰洞”理论，一些科学家表示认可，也有人持怀疑态度。美国卡夫立理论物理研究所的理论物理学家约瑟夫·波尔钦斯基（Joseph Polchinski）指出，根据爱因斯坦的重力理论，黑洞的边界是存在的，只是它与宇宙其他部分的区别并不明显。现代量子物理学认定这种物质信息是永远不会完全消失的。
30多年来，霍金试图以各种推测来解释这一自相矛盾的观点。霍金曾表示，黑洞中量子运动是一种特殊情况，由于黑洞中的引力非常强烈，量子力学在此时已经不再适用了。霍金的这种说法并没有让科学界众多持怀疑态度学者信服。
现在看来，霍金终于给了这个当年自相矛盾的观点一个更具有说服力的答案。霍金称，黑洞从来都不会完全关闭自身——霍金辐射，它们在一段漫长的时间里逐步向外界辐射出越来越多的热量，随后黑洞将最终开放自己并释放出其中包含的物质信息。
2016年8月16日，海法以色列理工学院的教授杰夫斯坦豪尔（Jeff Steinhauer）在出版的《自然物理学》杂志中一篇论文上证明了霍金辐射的量子效应。他制造一种声音黑洞而非光黑洞，使用的是带声音粒子即声子“视界”的长管。
2014年斯坦豪尔教授发现，视界上随机产生了声子。在他最新的结果中，斯坦豪尔证明这些声子是一对相关声子中的一个，从而证明了霍金辐射的量子效应。
参考资料：斯蒂芬·威廉·霍金-百度百科
成就在三个方面：
1、1965–1970年间，他与罗杰.彭罗斯一起证明了“奇点”。这个成就是在宇宙意义的宏观框架里。按爱因斯坦的广义相对论，不能预言宇宙的启始。
而他们认为，大星燃烧耗尽会继续坍缩直至达到具有无限密度的奇点，这个奇点，引力场特别强大使得光线不能从围绕它的区域逃逸，而被引力场拉回去。这就叫做黑洞，黑洞的边界叫做时间视界，任何通过事件视界的东西掉进黑洞后都在奇点达到其事件的终结。
他还证明了黑洞的面积定理，即随时间的增加黑洞的面积不变。
2、 1970–1974年，主要研究黑洞，做出了毕生最令人吃惊的发现：黑洞不是完全黑的。在宇宙意义的微观尺度上，粒子和辐射可以从黑洞漏出来。
黑洞附近的强大引力场引起粒子反粒子对的创生，粒子对中的一颗粒子落进黑洞，而另一颗逃到无穷远去，逃逸的粒子好象是从黑洞里发射出来的，也就是说，黑洞象一个热体似的在辐射，这就是著名的霍金辐射。
3、1974年—，探讨将广义相对论和量子力学综合成一个统一的理论并提出了许多设想：宇宙无论时间还是空间在范围上都是有限的，但是它们没有边界。
如果这个设想成立，就不存在奇性，科学定律会处处有效，包括宇宙的开端在内，即宇宙的启始是由科学定律所确定的。一种没有边界的宇宙理论将全面取代大爆炸的宇宙理论。
扩展资料：
我是一个乐观的、浪漫的，并且顽固不化的人。（霍金自我评价）
我还有很多事情想做，人如果什么梦想都没有，就等于死亡。（霍金自我评价）
霍金最吸引我的特质是他对科学真理的不懈追求。（浙江工业大学教授吴忠超评）
人们追随霍金，固然有他身体缺陷所带来的‘残缺美’，但我更相信，这是他学术思想魅力导致的结果。（中科院物理所硕士生黄映洲评）
他是一位杰出的科学家，他出众的才华和幽默感将继续为世界各地的人们带来勇气和希望。（霍金的子女在父亲去世的声明中评）
他的杰出之处在于，以及他给我的启发是，当我20岁读他的著作《时间简史》的时候，我真切地感受到物理的美妙，他让我相信我们是可以去理解宇宙奥秘的，并且这将是一件美好的，值得享受的事情。（英国物理学家，曼彻斯特大学粒子物理学教授布莱恩·考克斯评价）
参考资料：斯蒂芬·威廉·霍金_百度百科
本回答被网友采纳主要成就有三个：
1、1965–1970年间，他与罗杰.彭罗斯一起证明了“奇点”。这个成就是在宇宙意义的宏观框架里。按爱因斯坦的广义相对论，不能预言宇宙的启始。而他们认为，大星燃烧耗尽会继续坍缩直至达到具有无限密度的奇点，这个奇点，引力场特别强大使得光线不能从围绕它的区域逃逸，而被引力场拉回去。
这就叫做黑洞，黑洞的边界叫做时间视界，任何通过事件视界的东西掉进黑洞后都在奇点达到其事件的终结。他还证明了黑洞的面积定理，即随时间的增加黑洞的面积不变。
2、 1970–1974年，主要研究黑洞，做出了毕生最令人吃惊的发现：黑洞不是完全黑的。在宇宙意义的微观尺度上，粒子和辐射可以从黑洞漏出来。黑洞附近的强大引力场引起粒子反粒子对的创生，粒子对中的一颗粒子落进黑洞，而另一颗逃到无穷远去，逃逸的粒子好象是从黑洞里发射出来的，也就是说，黑洞象一个热体似的在辐射，这就是著名的霍金辐射。
3、1974年，探讨将广义相对论和量子力学综合成一个统一的理论并提出了许多设想：宇宙无论时间还是空间在范围上都是有限的，但是它们没有边界。如果这个设想成立，就不存在奇性，科学定律会处处有效，包括宇宙的开端在内，即宇宙的启始是由科学定律所确定的。一种没有边界的宇宙理论将全面取代大爆炸的宇宙理论。
扩展资料
斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking，1942年1月8日至2018年3月14日），男，出生于英国牛津，英国剑桥大学著名物理学家，现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。
1963年，霍金21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症（卢伽雷氏症），全身瘫痪，不能言语，手部只有三根手指可以活动。
1979至2009年任卢卡斯数学教授，主要研究领域是宇宙论和黑洞，证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理，提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型，在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。
获得CH（英国荣誉勋爵）、CBE（大英帝国司令勋章）、FRS（英国皇家学会会员）、FRSA（英国皇家艺术协会会员）等荣誉。
2012年4月6日播出的热播美剧《生活大爆炸》第五季第21集中，史蒂芬·霍金本色出演参与了客串。2017年为英国BBC录制纪录片《探索新地球》。
物理学家斯蒂芬·霍金11月6日表示，技术有望逆转工业化对地球造成的一些危害，有助于消除疾病和贫困，但人工智能需要加以控制。2017年11月，霍金预言2600年能源消耗增加，地球或将变成“火球”。
2018年3月14日，霍金逝世，享年76岁。霍金逝世后，引发全球各界悼念。
斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking），1942年1月8日出生于英国牛津，出生当天正好是伽利略逝世300年忌日。父亲法兰克是毕业于牛津大学的热带病专家，母亲伊莎贝尔1930年毕业于牛津研究哲学、政治和经济。
1942年1月，纳粹德军几乎夜夜不停地轰炸英国伦敦。这迫使霍金一家搬离海格特的家园迁到牛津避难。他们在霍金诞生后又回到了伦敦。童年时的霍金学业成绩并不突出，但喜欢设计极为复杂的玩具。据说他曾用一些废弃用品做出一台简单的电脑。
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。
霍金跟母亲关系很好，其母住在莎士比亚的故乡斯特拉特福，霍金经常去探望她。霍金还跟自己的女儿合著了几本宇宙探险的科普书，他女儿已成为著名作家。
参考资料：斯蒂芬·威廉·霍金-百度百科
1、发现霍金辐射
霍金辐射是以量子效应理论推测出的一种由黑洞散发出来的热辐射。此理论在1974年由物理学家史蒂芬·霍金提出。有了霍金辐射的理论就能说明如何降低黑洞的质量而导致黑洞蒸散的现象。
而因为霍金辐射能够让黑洞失去质量，当黑洞损失的质量比增加的质量多的时候就会造成缩小，最终消失。而比较小的微黑洞的发散量通常会比正常的黑洞大，所以前者会比后者缩小与消失的速度还要快。
霍金的分析迅速成为第一个令人信服的量子引力理论，尽管目前尚未实际观察到霍金辐射的存在。在2008年6月NASA发射了GLAST卫星，它可以寻找蒸发的黑洞中γ射线的闪光。而在额外维度理论，高能粒子对撞也有可能创造出会自我消失的微黑洞。
2010年9月，一项模拟重力研究的结果被部分科学家认为是首次展示出霍金辐射的可能存在与可能性质。然而，霍金辐射仍未被实际观测到。
2、提出无边界条件
这个理论建立在广义相对论和量子理论的基础之上，涉及到弯曲时空中的量子场论和量子引力论等多种高深知识。
其中给出了著名的无边界猜想或条件：宇宙的边界条件就是它没有边界。无边界条件如果成立，则宇宙自给自足，这意味着宇宙不需要创世上帝或者不存在第一推动。
从霍金提出这个理论之后，几乎所有的量子宇宙学研究都是围绕着这个模型展开。这是因为它的理论框架只对闭合宇宙空间有效。
3、获得科普利奖
(2006年) ，霍金获得科普利奖，科普利奖是科学成就的最高荣誉奖、世界上历史最悠久的科学奖项。1731年以皇家学会的高级会员戈弗里·科普利爵士的遗赠设立。
每年颁发一次，为一枚镀金银质奖章和100英镑奖金(这在当时是相当大数额的一笔奖金)， 授予专为申请此奖而进行的自然哲学研究成果。
获奖成果都需发表过，或向皇家学会通报过。获奖项目需经皇家学会理事会评定，所以现职理事会成员不得获奖，以防止不公正。
4、创作《时间简史》
《时间简史》是霍金创作的科普著作，首次出版于1988年。
全书共十二章，讲述了关于宇宙本性的最前沿知识，包括：我们的宇宙图像、空间和时间、膨胀的宇宙、不确定性原理、黑洞、宇宙的起源和命运等内容，深入浅出地介绍了遥远星系、黑洞、粒子、反物质等知识，并对宇宙的起源、空间和时间以及相对论等古老命题进行了阐述。
在该书里，霍金探究了已有宇宙理论中存在的未解决的冲突，并指出了把量子力学、热动力学和广义相对论统一起来存在的问题，该书的定位是让那些对宇宙学有兴趣的普通读者了解他的理论和其中的数学原理。
该书自1988年首版以来，已被翻译成40种文字，累计销售量突破2500万册，成为一本畅销全世界的科学著作。
5、证明了相对论的奇性定理
奇性定理指在现在的宇宙膨胀相的开端，时空被高度地畸变，并且具有很小的曲率半径。宇宙大爆炸有一个初始奇点，那是时间开始的地方。黑洞内部有一个奇点，那是时间终结的地方。
霍金70年代研究爱因斯坦的引力理论，他发现在很一般的条件下，空间和时间一定存在奇点，时空似乎被无限弯曲。不过当时还不清楚奇点是否真实存在。
伦敦伯克贝克学院的罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）证实，奇点确实会在黑洞中形成。后来，彭罗斯和霍金将同样的想法应用到整个宇宙中，并表明爱因斯坦的理论预测我们在遥远过去的奇点，这就是宇宙大爆炸。
霍金与彭罗斯一起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。
参考资料来源：百度百科——斯蒂芬·威廉·霍金
参考资料来源：百度百科——科普利奖
参考资料来源：百度百科——奇性定理
参考资料来源：百度百科——无边界条件
参考资料来源：百度百科——黑洞辐射
霍金在物理上主要研究领域是宇宙论和黑洞，有三大成就，分别是无边界宇宙理论，灰洞理论，奇性定理。
1、无边界宇宙理论。
这是霍金在80 年代初创立，他认为时空是有限而无界，而宇宙是可以自给自足，不需要依靠上帝在宇宙最初开始时给予推动力，可以单凭物理定律所决定，完全将人类既有认知，即是上帝为宇宙赋予生命、事物的定理改写。
至于量子宇宙学的主要预言之一，是关于宇宙结构的起源，很久年前宇宙背景辐射探测者对太空背景温度起伏的观察，证实了这个预言。
2、灰洞理论。
“灰洞”理论认为，物质和能量在被黑洞困住一段时间以后，又会被重新释放到宇宙中。他在论文中承认，自己最初有关视界的认识是有缺陷的，光线其实是可以穿越视界的。当光线逃离黑洞核心时，它的运动就像人在跑步机上奔跑一样，慢慢地通过向外辐射而收缩。
“经典黑洞理论认为，任何物质和辐射都不能逃离黑洞，而量子力学理论表明，能量和信息是可以从黑洞中逃离出来的。”
霍金同时指出，对于这种逃离过程的解释需要一个能够将重力和其他基本力成功融合的理论。在过去近一百年间，物理学界没有人曾试图解释这一过程。
3、奇性定理。
霍金跟物理学家罗杰潘洛斯共同提出在广义相对论框架内的“潘洛斯－霍金奇性定理”。如果广义相对论是有效，而宇宙间的物质分布满足非常一般的条件，那么宇宙时空就会有奇点存在，而在奇点处，经典物理的定律就会失效。
虽然爱因斯坦否认过奇点的存在，不过在霍金和罗杰潘洛斯合作研究的奇性定理，表明了对引力量子化这个过程是不可避免的。
扩展资料：
霍金同样以敢说著称，从“地球毁灭说”到“外星人不好惹”，从“大脑可独立于人体存在”到“人工智能终将超越人类”，这位“预言帝”的论断总是那么惊世骇俗。
从《银翼杀手》到《人工智能》，人类对人工智能（AI）发展的忧虑频繁体现在大银幕上。而“AI”这个听起来酷酷的词，也让人感觉亦幻亦魔。霍金曾多次表示，人工智能技术应谨慎发展，否则人类智慧或将被其超越。
事实上，霍金并不否认人工智能为人类生活带来的便利，他本人也是此类科技的受益者之一。由于患有运动神经元疾病，霍金需要利用一台机器与外界交流。
受智能手机输入法启发，美英两家科技公司合作，为霍金量身定制了一款打字软件，使这位科学家“说话”的速度提升了一倍。这种软件利用基础的人工智能技术，可“猜测”使用者的思维，推荐下一个可能用到的字词。
2014年12月，霍金坦陈人工智能的初步发展已证明了其有用性，但他担心这类技术最终会发展出与人类智慧相当甚至超越人类的机器，“到时它可能以不断加快的速度重新设计自己。而人类则受制于生物进化速度，无法与其竞争，最终被超越。”
相比于人工智能威胁人类，“地球毁灭论”更加惊悚。“末日说”其实并不新鲜，但出自霍金这样一位重量级科学家之口，那就不得不认真思量了。更何况，霍老还给地球寿命加了一个明确的期限——1000年。
2012年，霍金在70岁生日前夕参加了英国广播公司的节目。在谈及有关世界末日的问题时，霍金表示，基本可以确定的是，未来1000年内，地球会因某场大灾难而毁灭，比如核战争或者温室效应。
霍金所说的灾难，包括战争、资源殆尽、人口过剩等等，他认为这些都是正在膨胀的威胁。对于人类社会和地球的“健康状况”，霍金的确不那么有信心。他说，人类基因中携带“自私、贪婪”的遗传密码，人类对地球掠夺日盛，地球资源正在一点点耗尽。
因此，他认为人类不能“把所有的鸡蛋都放在一个篮子里”，不能将赌注押在一个星球上，人类社会在未来灾难中得以逃脱的唯一机会不在地球，而应该在太空中。
在科学界，时间旅行一度被认为是“歪理邪说”。“过去因为担心有人会把‘怪人’的标签贴在自己身上，我对这个问题常常避而不谈。但现在，我不再那么谨小慎微了。”
霍金说，他对时间痴迷已久，如果有一台时间机器，会去拜访风华正茂的玛丽莲·梦露，或是造访将望远镜转向宇宙的伽利略。或许，还会走到宇宙的尽头，破解整个宇宙湮灭之谜。
不只是美好幻想，霍金还从科学角度分析了未来实现时间旅行的现实问题。
他认为，时光机的关键是第四维。他说，一切物体都有时间以及空间的长度，时间旅行意味着我们要经过第四维。如何才能穿越第四维通道？霍金说，“虫洞”（wormhole）提供了一种可能。
虫洞又称时空洞，被认为是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。霍金认为，宇宙万物都存在小孔或裂缝，这种基本规律同样适用于时间，时间也有细微的裂缝和空隙。比分子、原子还要小的空隙被称作“量子泡沫”，而虫洞就存在于“量子泡沫”中。
霍金说，也许在未来的某一天，人类能够捕获某一个虫洞，并将它放大到足以使人类甚至宇宙飞船从中穿过。
霍金在21岁时就患上了罕见的运动神经元疾病，全身肌肉逐渐萎缩，只有几根手指能够活动，后来连说话也只能依靠特制的声音合成装置。但在这种情况下，他在宇宙和黑洞研究等领域取得了卓越成果，赢得了全球科学界的尊敬。
有媒体称，霍金一直是在用“残存的肢体”来表达这颗“世界最聪明大脑”里的所思所想。为避免日渐衰弱的身体将那些弥足珍贵的思想永久“封存”，也有人在研究脑神经设备，试图帮助这颗“最强大脑”绕开身体的局限，直接与外界沟通。
而关于大脑与身体的关系，霍金也有自己的思考。他曾在2013年对英国《卫报》记者表示，他笃信人的大脑是可以不依附于身体而独立存在的，而思维就像储存在大脑中的一段程序，可以被复制。霍金说：“大脑在某种程度上就像一台计算机，而我们可以将其中的‘程序’复制到电脑里面，这在理论上是可行的。”
参考资料来源：百度百科——斯蒂芬·威廉·霍金