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閑話煙雨/放眼宇宙\白頭翁

時間:2020-11-29 04:23:59來源:大公報

  一九七四年,霍金發表了他一生影響最深遠的黑洞輻射的研究,他發現粒子可以從黑洞內穿透視界而蒸發出來,粒子有這種破壁而行的力量,既使是黑洞也「牢」不住它,圈不了它。粒子的逃離使得黑洞的質量會變小、變弱、變脆。關鍵霍金還證明了飛出黑洞的粒子,具有黑洞的熱譜,帶走的黑洞的性質並沒有因粒子逃離黑洞而消失、減弱,其溫度與黑洞的質量成反比。粒子本身從黑洞中帶走的溫度越高,黑洞的質量就越少、越弱,最後導致黑洞的溫度越高,其質量越弱、越差,達到極致之點時,黑洞則以爆炸終結。在黑洞輻射場景中,相對論、量子論和熱力學得到了完美的統一,這正是霍金的高明和傑出之處。在他之前,無人能如此全面、科學、正確地去解釋黑洞的「生老病死」。

  關於宇宙間的粒子,它似乎是地球物理學的一個概念。從字表上看,總覺得粒子不大、不重,說它小至細菌、粒子、中子還好理解。而霍金說的這種宇宙的粒子,卻無限大、無限重。他舉例說,宇宙中有些星球叫白矮星,白矮星體積不大,但是它上面的一塊小石頭的密度有多大?一立方英寸的石頭,形象地說比一塊綠豆糕還小的石頭,重量就達到幾百億噸,讓人無法想像。霍金又打了一個簡單比方,如果把這塊小石塊放到地球上,地球表層的石頭就會像豆腐一樣,這塊小石塊會輕而易舉地從地球表面穿過去,直穿到最裏面,有可能一穿而過,比利箭射穿一張紙面還輕易,這不是危言聳聽,也不是故弄玄虛。   這種白矮星被霍金稱之為可能是上次宇宙大爆炸過程中遺留下的高密度的星球。就是像白矮星這樣的星球,一旦進入到黑洞中,也會發生人類不可思議的變化,它可能被融化得無蹤無跡,也可能貼附在黑洞壁上,轉化為其他物質,也有可能永遠被禁錮在黑洞之中。

  過去讀老子的《道德經》,莊子的寓言,讀魏晉的玄學、清談,亞里士多德的《論天》,屈原的《天問》,柳宗元的《天說》上九天攬月,下五洋捉鱉,都沒有離開這個世界。而霍金指點的是星球,放眼的是宇宙。

  霍金的無邊界宇宙的設想和他的黑洞論,無論在科學上、哲學上,還是美學上、數學上,都具有巨大魅力。霍金認為,哲學為了和當代科學的成就相容,必須採納他稱為依賴型的實在論。在霍金之前,對宇宙黑洞的研究已有定論,那就是在大質量恆星坍塌形成黑洞時,黑洞會形成一種無所不能的「黑牢」。由於黑洞也不能永恆地存在,也面臨「生老病死」,在黑洞最終消失的時候,黑洞內部「禁錮」的一切信息也會隨之消逝,但這與量子物理學原理相悖。

  (「霍金黑洞論」之五,標題為編者加)

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