2020年12月5日 星期六

霍金黑洞理論 (續)

 

  黑洞是科學創造出來的“怪物”,它是一個宇宙深淵。黑洞的力量來自何方?其吸引力有多大多強?科學家曾經完整地見證了黑洞吞噬一顆大小相當於太陽的恒星的全過程。當這顆恒星受黑洞強大的吸引力作用,突然離開它自己運行的軌道,身不由己地被黑洞吸進去的瞬間,恒星立時發射出巨大的閃光,用物理學的科學語言講應該稱“近似光速移動的閃光物質”,可以推測黑洞的引力場有多麼巨大的力量,這種吞噬是多麼的驚心動魄。

  黑洞是愛因斯坦廣義相對論的預言:過多的物質或能量集中在一處將導致空間坍塌,像魔術師的外套一樣吞掉萬物。這是愛因斯坦對黑洞下的定義,也有科學家對黑洞更直接的解釋可以用一個比喻:永久的監獄。這個監獄似乎是愛因斯坦打下的基石,因此就越發顯得牢不可破。

  霍金認同愛因斯坦的定義,但有一道物理學中吸引人關注的難題,黑洞的成長,黑洞的資訊儲藏,黑洞的真實屬性,黑洞能否突破?假設人進入黑洞之中會是什麼狀態?宇宙和太空,黑洞和人類似乎都在等待霍金回答。

  霍金推開“新世界的大門”,是指霍金在黑洞研究上的新跨越、新認識、新理論。所謂新舊世界,我理解,在霍金之前,是把黑洞研究得“一片黑暗”,一切物質一旦進入黑洞就會被“消化”得無聲無息。而霍金卻發現了黑洞的“新世界”。看看霍金觀察到的,研究中的黑洞:霍金等人以量子力學為基礎,對黑洞做了更縝密的考察研究,發現黑洞會像“蒸發”那樣穩定地帶有規律地往外發射粒子,說明黑洞絕非“無情無義”,黑洞雖黑,但非絕對黑。他提出一個讓人更感興趣的大膽假設,就是人類進入黑洞之後會怎麼樣?在此之前,人們通常認為,人類一旦掉進黑洞就肯定會陷入“無底深淵”,無法逃脫。但是根據霍金的新理論,即便人掉進黑洞也不會憑空消失,而是有可能逃離出來。黑洞會不斷旋轉,人很有可能會進入另一個平行宇宙,只不過,這個平行宇宙絕不是我們現在存在的宇宙,也就是說,人永遠無法真正“回家”。霍金開玩笑道:“雖然我熱愛太空飛行,但我也決不會做出這樣的嘗試。”

  霍金還說,即便人死在黑洞之中,也不會消失得無影無蹤,極有可能“永生”。目前,僅在銀河系中的黑洞大約有一億個。吞噬比太陽大數百萬倍的宇宙恒星對一些黑洞來說都易如反掌,在宇宙的真空中,瞬間可能僅僅是地球上時間的幾十天,但也可能是人類生命的幾十秒鐘,那麼大的恒星就消逝了,遑論行星?這讓人不但覺得恐怖,似乎也覺得絕望;當然更多的人會覺得太不可思議,共同的感覺是人類太渺小了,渺小微小得不值一提。美國NASA繪製的巨大黑洞在吞食恒星的概念圖,我的感覺像美國驚險的太空科幻探險片。但那些畫面都是真實的,很可能此時此刻正在發生。怎麼能不讓人覺得毛骨悚然呢?

        霍金活了七十六歲,七十六年間對他來說既有星光燦爛的黎明,也有難熬受罪的陰冷寒夜。

        霍金十七歲考入牛津大學,攻讀自然科學,十九歲就獲得了自然科學一等榮譽,隨後轉入劍橋大學研究宇宙並獲得劍橋大學博士學位。一九六三年,霍金剛滿二十一歲,正是意氣風發時,卻被確診患上「漸凍人症」,醫生給出的診斷是他活不過兩年。這兩年霍金受盡病魔的折磨,生不如死。他是怎麼挺過來的?但霍金就是在他二十一歲被確診的前幾天就開始戀愛,二十二歲進入熱戀,二十三歲就結婚,他的妻子簡.懷爾德也是劍橋大學的學生,一位虔誠的基督教信仰者。他們婚後育有三個子女。霍金和簡的婚姻維持了二十五年。

        簡.懷爾德曾經寫過《霍金:前妻回憶錄》,我卻四處碰壁,沒能借到中譯本。三個兒女,二十五年的夫妻,霍金為何離婚?有人認為簡是一位虔誠的基督教徒,而霍金是一位無神論者,隨著他對黑洞研究的深入,他對有神論的批判愈烈,是信仰導致他們各行東西,導致婚姻破裂。真正原因不得而知。離婚以後的霍金又經過多次戀愛,身殘也擋不住愛情,五年以後,一九九五年霍金又迎娶了新人。

        縱觀一生,霍金認為最值得他驕傲和自豪的,一是他創造和研究出黑洞新理論,推開宇宙新世界的大門;二是他的著作《時間簡史》,雖然霍金的著作多哉,但真正體現他學識、文化、個性、品德、自信的就是《時間簡史》。這書既是一部霍金認為通俗的、世界性的科普書籍,又充分體現出霍金的黑洞論。二十世紀初年,廣義相對論和量子力學兩大革命性理論撼動了以牛頓物理學為基礎的近代科學體系,開創了新物理學,霍金是其中的扛旗者。他直接對愛因斯坦廣義相對論關於宇宙空間有限的假設提出挑戰和再研究、再探索。他提出並用科學的理論論證和探索了宇宙的無限論,正是霍金在《時間簡史》中說:「按照廣義相對論,宇宙在過去某一時刻必須有一無限密度的狀態,亦即大爆炸,這是時間的有效起始。類似的,如果整個宇宙坍縮,在和有另一個無限密度的狀態,即大擠壓,這是時間的終點。」

        霍金提出「黑洞輻射」「無邊界猜想」和「虛時間」。什麼是「虛時間」?霍金的解釋是實時間是有始有終的,但是還存在另外一種時間,即「虛時間」,它是和時間垂直的,宇宙在虛時間裏既沒有開端也沒有終結。坦率地說,關於「虛時間」,我反覆查找,始終沒有看懂。中國有史可查可證的是從秦始皇開始就千方百計地長生不死,把「實時間」過成「虛時間」,讓時間永遠不度年華,不記春秋,難道那就是皇帝們追求的「虛時間」?霍金給的通俗解釋是「虛時間是物理學的愛麗絲奇境」。估計在太空、真空、黑洞中會有「虛時間」。

        霍金把《時間簡史》稱為科普讀物,是讓行外、圈外、業外人士看的。《時間簡史》被譯成四十多國語言,數以千萬計的讀者把其視為經典,讀了不止一遍。牛頓堪稱在科學界「橫空出世」,他曾經寫過一本書《自然哲學的數學原理》,他曾說,他的書不是一般的科普讀物,每一個字你都能認得,但你卻讀不懂。牛頓的這本科學力作在全世界賣出去多少本,似乎沒有一個準確地統計。

        諾貝爾文學獎獲得者馬奎斯,一九六六年八月寫完《百年孤獨》時,對擺在面前一千三百多頁的書稿,幾乎喪失了所有信心,他為《百年孤獨》能不能出版而愁得白了頭,有朋友問他小說的前景如何?馬奎斯的回答是,要麼是一本小說,要麼是一公斤廢紙。

        一八六七年馬克思完成了他的《資本論》,從馬克思留世的資料中可以看出,他當時對《資本論》的出版發行並不看好,也不太積極,他認為即使出版成書,恐怕連他在寫作時抽香煙的錢也換不回來,它不是一本熱銷書,絕不會暢銷。那個時期,馬克思十分貧窮,並且有不少欠債,他冒著風雨趕到漢堡洽談出版事宜,當時對《資本論》並沒有抱多大的希望,僅僅出版了《資本論》的第一卷,第二卷、第三卷都是在他去世以後,由恩格斯負責出版的,但馬克思沒有料到的是《資本論》如今已是《聖經》之後最暢銷的書了。

        霍金能看透太空中黑洞,也能看清他《時間簡史》的銷售前景,對此信心滿滿,並稱敢和當時最暢銷的時髦書試比高,實踐證明,《時間簡史》緊跟著《資本論》一直暢銷世界。

        霍金可能能逃出黑洞,但他不能逃出死亡;霍金不可能享受虛時間的光陰,他只能在實時間中探索太空;霍金探求生命的興衰,探尋生活的苦樂,探索宇宙和黑洞,全人類恐怕沒有第二位像霍金這樣身殘志堅,肆意姿行,只手推開宇宙「新世界大門」。但他上天入地,幾乎無所不能。他走遍除大洋洲之外的所有大洲,包括南極洲,光中國就來過三次,他還曾乘潛艇下潛到海底。如果說霍金還留有終身遺憾的話,那就是他未能如願以償在七十一歲時去太空旅行,但在六十五歲時專門做過一次特殊飛行,以體驗自己身體零重力時的狀態。

        我倒為霍金感到遺憾,從一九七四年始,他發表了其影響深遠的黑洞輻射研究,直到宇宙創生理論,卻次次落選諾貝爾獎,至二零一八年逝去。霍金似乎並不介意,難道他對人類的五大預言都是真實的?


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