——　第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼　——

　　结合广义相对论和量子力学，在上世纪70年代世界著名理论物理学家霍金，贝肯斯坦等发现黑洞具有热力学性质，黑洞像一个普通的热力学体系，其质量，温度，熵等热力学量满足热力学第一定律。时空的动力学（引力）和热力学定律存在本质的内在联系吗？

　　中国科学院理论物理研究所蔡荣根研究员等在国家自然科学基金的资助下，开展了系统研究，取得了一系列具有国际影响的研究成果。揭示了视界热力学和爱因斯坦场方程之间的内在关系，在一般静态黑洞时空中证明了爱因斯坦场方程可以表述为热力学第一定律的形式。在弗利德曼-罗伯特孙-沃克（FRW）宇宙时空中，应用δE=TdS于表观视界，成功地导出了描述时空动力学的弗利德曼(Friedmann)方程。

　　进一步研究表明，在表观视界上弗利德曼方程可以表述为一个类似于热力学第一定律的形式：dE=TdS+WdV。证明了宇宙时空中的表观视界，类似于黑洞的事件视界，也具有霍金辐射，其温度为T=1/2πR，这里R为表观视界的半径（Class.Quant.Grav.2009,26:155018）。研究表明霍金辐射并不要求时空事件视界的存在。关于宇宙表观视界霍金辐射的论文被英国“经典和量子引力”（Class.Quant.Grav.）杂志编委会推选为该杂志2009-2010年度“亮点”（highlight）论文之一。最近蔡荣根研究员等还利用引力作为熵力的观点，成功地推导出了Friedmann方程。该成果作为研究快报(Rapid Communication)的形式发表在美国物理评论D上(Phys. Rev. 2010, D81:061501)。

　　这些研究开创了表观视界热力学和时空动力学之间的内在联系的研究方向，进一步揭示了引力的全息性质，为深刻理解黑洞的霍金辐射，黑洞热力学,宇宙学常数等问题提供了新思路和新方法。该组研究工作引起了国内外同行的极大兴趣和广泛关注，得到了包括2006年诺贝尔物理奖获得者G.Smoot等一批世界著名物理学家的高度好评，认为“为理解引力理论和热力学关系前进了一步”。该课题研究论文已被国内外同行实质引用1000余次。有关成果获得了2011年度国家自然科学奖二等奖。