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霍金的惊人之论-1
送交者: 二野 2013年06月18日09:33:49 于 [史地人物] 发送悄悄话

难以启齿的秘密:霍金的惊人之论-1

 

在轮椅上坐了40年,被誉为当代爱因斯坦(Einstein)的物理学家史蒂芬霍金(Stephen Hawking)靠仅剩下的几根能活动的手指,用黑洞理论撬动了整个科学界。他被称为宇宙之王。这一回,他再次搅起一个大漩涡。

  2010年4月25日,霍金说:外星生命几乎可以确定存在,人类不要主动和它们打招呼。

  就在当月月底,霍金又言:人类终可实现时间旅行,但千万不要回到过去,否则会扰乱时间的结构,后果不堪设想。

  2010年8月6日,霍金警告:地球将在200年内毁灭,移民太空是唯一的出路。

  2010年9月2日,霍金声称:宇宙创造与上帝无关。

  正是这一系列震撼言论,再次触动科学界,波及到宗教界,社会反响巨大。也只有霍金,才能够在每一次公开露面时,最大限度地吸引公众和媒体的注意力。

  当人类昂首于亿万斯年的灿烂星空时,一片伟大思想的光辉正漫过黎明的幽暗地带:让我们和历史一起,记住这个人——斯蒂芬霍金。

  霍金出生的那一天,恰巧是伽利略(Galileo)逝世300年祭日。自21岁患肌萎缩侧索硬化症1(Amyotrophic Lateral Sclerosis,简称ALS)起,霍金饱受病痛的折磨,长时间被禁锢在一张轮椅之上。就是在这种极端的身体状况之下,霍金和罗杰彭罗斯(Roger Penrose)合作,共同证明了奇性定理,并独立提出了“霍金辐射”理论;他无法用健全人的步履行走,但他乘坐着“思考机器”,一次又一次越过了想象的边界,在统一广义相对论和量子力学方面迈出重要的一步,并提出了许多设想;他无法用正常的声音表达,但在电脑的帮助下,一次又一次地成功演讲,提出自己对世界的看法。从时间的开端,到宇宙的黑洞,哪里有宇宙的出发点?哪里有宇宙的停止处?霍金思想的火花在茫茫宇宙中闪烁。

  2010年4月25日,美国探索频道开始播出系列科普纪录片《与霍金一起了解宇宙》(Into the Universe with Stephen Hawking)。霍金首次以第一人称讲述的方式,对外星生命、时间机器、物种起源等非常火热的话题阐发观点,向人们揭示宇宙的奇迹——从宇宙大爆炸到时间的尽头,以及外星生命和时间旅行的可能性,探索宇宙的炫美与壮丽。此一系列纪录片共有4集,分别为《外星生命》、《时间旅行》和《万物始末(上、下集)》。

  正是在这一系列纪录片中,霍金提出外星人可能存在,时间旅行可行等观点。而在接受媒体访问中,霍金更是先后抛出人类将在200内毁灭、上帝在宇宙形成的过程中并未起作用等看法。这些观点掷地有声,全球各界大为惊异。 

  这些听上去很科幻的猜想,因为霍金而变得让人有些无法释怀。短短几个月,霍金接二连三发出惊人之论,是肺腑之言,还是哗众取宠?是一直认同还是突然有感而发?是科学家的真知灼见,还是新书作者的宣传之计?

  各种猜测纷至沓来,真相却并未大白。本书以霍金的言论为主线,结合这个世界已经和正在发生的种种神秘状况,力图凸显出霍金所言的地球、人类、地外生物、宇宙的真实面目,以解开促使霍金作出这些惊人之论的秘密。

1.霍金新思考之外星生物

  “外星生命几乎肯定存在,人类最好不要主动和它们打招呼……如果外星人拜访我们,我认为结果可能与克里斯托弗哥伦布(Christopher Columbus)当年踏足美洲大陆类似。那对当地印第安人来说可不是什么好事。”在纪录片《外星生命》中,霍金如是说。这是霍金68岁时对宇宙外星生命问题的最新思考。

  基于生命的基本原则,霍金探讨了下列问题:我们在宇宙中是否独一无二,外星智能生命是否存在,以及人类和外星生命联络的可能性。

  霍金眼中的外星生物

  外星生物真的存在?霍金的答案是肯定的。

  霍金列出的理由非常简单:“以数学的思维来考虑的话,数字本身让我们认为外星生命的存在是非常合理的。”他指出,“宇宙有1000亿个银河系,每个星系都包含上亿计恒星,在这样一个庞大空间里,地球不大可能是唯一演化出生命的行星。”

    如果外星生物存在,那它们藏身何处?

  霍金认为,外星生命几乎肯定存在于宇宙中的许多其他地方——不仅生活在行星之上,甚至还可能生存于恒星中心,甚至漂浮在行星间的广阔宇宙。

  霍金对外星生命的见解早已有证据支持。自1995年以来,已有逾450个行星被发现围绕着恒星运行。这些行星的体积远比地球大,可能还有许多地球般大小的星球尚未被探测到。此外,地球生命可在极端环境下生存,以此类推,生命在其他环境严苛的星球存在也不足为奇。

  外星生物什么模样?怎样生活?

  霍金叹道,“真正的挑战是弄明白外星人长什么样。”在他看来,外星生命极有可能以微生物或初级生物的形式存在,但不排除存在能威胁人类的智能生物。在记录片中,霍金设想了5种不同星球的外星生物,首次向世人展示他想象中的外太空生物的具体形态。 

  类地星球:吃草的嘴像吸尘器,吃肉的像蜥蜴。在霍金的宇宙中,火星、月球等类地行星上生活着两只脚的食草动物。它们拥有两只足以支撑庞大身体的三趾小脚和一张吸尘器般的巨型嘴巴。它们利用大嘴从岩石的缝隙中吸食食物。而类似蜥蜴的食肉动物,身上长有毒刺,时常与食草动物爆发猎食大战。

  气态星球:外星水母以闪电为食。土星和木星属于充满氢气和氦气的气态行星。霍金认为,气态星球上可能存在水母状的巨型浮游生物,它们像吹胀的小型飞船那样漂在气体中,以吸收闪电的能量为生。

  液态星球:海洋生物似墨鱼会发光。木卫二“欧罗巴”(Europa)等液态行星上,则可能有类似墨鱼的海洋生物存活在冰层下的深海温水区。它们也许有类似地球深海生物的特性,比如身体能发出冷光,或者依靠“深海热泉”1创造出的食物链生活。

  极寒星球:长毛兽活在零下150℃。霍金相信,即使在平均温度达到液氮(温度比零下150℃还低)水平的星球上也有可能存活着生命体。霍金想象中的耐寒生物不仅拥有许多只脚,全身还长满厚毛以抵御强风和严寒。从理论上讲,如果极寒星球上的生物能获得支持生物活性的能量,即使在这种极低的气温下,生命体仍有可能存活。当然,生物要在这种极寒星球上生存,它们的有机器官和生理构造,必然与类地星球上以水为生命线的生物截然不同。

  宇宙:外星“游牧民族”漫游星际。霍金相信,宇宙间还存在着漂浮的生命体,成群结队地游离在星球与星球之间,属于外星生物中的游牧民族。它们可能用犹如行星般大的“收集器”吸收各个星球的辐射能,进而获得穿越时空的巨大能量。

  不要主动和外星人打招呼

  “外星生命的构成并不重要,对我来说,它们的行为才是关键。”霍金说。这源于可能存在的高智能生物。“外星生命在宇宙中几乎无处不在,绝大部分是微生物和简单生命体,但也不排除少数智能生命的存在。”这些外星智能生物的智慧究竟有多高?一种可能是他们的智慧也未必就会高到哪里去。霍金猜想,“一旦人类与这些外星人真的联系上,也许他们对我们的恐惧程度可能会比我们对他们的恐惧程度更甚。”

  事实上,我们与外星生命缺少接触,这的确是一个严肃的科学问题。尽管40多年来我们一直不断地倾听着宇宙的声音,但却一无所获。在时间和空间上,它们都是那么遥不可及。

  即便如此,霍金还是非常担忧:“如果外星人拜访我们,我认为结果可能与克里斯托弗哥伦布当年踏足美洲大陆类似。那对当地印第安人来说不是什么好事。”霍金认为这种可能性很大:外星智能生物会掠夺地球资源。如我们人类一样,他们很可能早已进化成了一个习惯于把资源榨干的物种。霍金说,“我们看看自己就能知道,智能生命是怎么发展到无法自给自足、对资源贪婪无度的地步。”

  高智能外星生命可能已经踏上了殖民全宇宙的征途。霍金谈到,“我想他们其中有的已将本星球上的资源消耗殆尽,可能生活在巨大的太空船上。这些高级外星人可能成为游牧民族,企图征服并向所有他们可以到达的星球殖民。”鉴于此,霍金认为,人类主动寻求与他们接触“有些太冒险”,因此要尽可能地避免与其联系。

  “在如此浩瀚无垠的宇宙中,我们只要看看我们自己,就知道那些极不可能发生的事情其实一直都在发生。让我们祈祷外星人真的找上门来的那一天,能为和平而来。”

2.霍金新思考之时间旅行

  “我相信时间旅行,相信能够进入未来。”霍金说,“不要搭时光机回去看历史,因为只有疯狂的科学家,才会想要回到过去‘颠倒因果’。”

  这是继警告人类不要主动与外星人接触之后,霍金抛出的又一言论。在纪录片《时间旅行》、英国《每日邮报》(Daily Mail)上,霍金探讨了人类如何利用自然规律实现时间旅行的伟大梦想。他一直在思考下列问题:时间旅行是否可行?我们能找到回到过去或者通往未来的入口吗?人类能够使用自然法则,成为时间的主人吗?

  回到过去的旅行应该永不会上演

  尽管霍金梦想回到过去与梦露约会,但他自己也承认,这种旅行应该不会上演。

  霍金认为,从理论上讲,时光隧道或虫洞能够带着人类前往其他行星。如果虫洞两端位于同一位置,且以时间而非距离分离,那么太空船就能飞入,并在地球附近重新出现。飞船只是回到了遥远的过去,或许恐龙能够看到太空船着陆。 

  但他同时提出一个“疯狂科学家”悖论:一个科学家建立了一个虫洞,仅需1分钟就回到了过去。通过虫洞,该科学家可以看到1分钟前的自己。如果这位科学家利用虫洞向以前的自己开枪,会发生什么?现在的他也跟着一命呜呼。那又是谁开的枪呢?这便是悖论。这种时间机器会违反整个宇宙所遵循的基本规则。

  似乎任何通过虫洞或者其他方法回到过去的时间旅行都是不可能的,否则悖论就会发生。因此,前往过去的时间旅行似乎从未发生过。但是这并不是故事的结尾,这并不意味着所有时间旅行都是不可能的。“我相信时间旅行,相信能够进入未来……”

  三种穿越路径:虫洞、黑洞、光速

  时间流在不同的空间也有不同的速度,这是未来时间旅行的关键。爱因斯坦曾意识到,时间流应该有速度缓慢的地方。例如每艘太空船上都有精确的时钟,但它们每天比地球上的时钟快三十亿分之一秒。

  霍金由此认为,带着人类飞入未来的时光机,在理论上是可行的,所需条件包括虫洞、太空中的黑洞或速度接近光速的宇宙飞船。

  虫洞:穿越第四维的通道。霍金认为,时间旅行意味着我们要经过第四维,即时间。科学家们所设想的虫洞是穿越第四维的一个通道。霍金说,虫洞就在我们周围,只是小到人类的肉眼无法看见。宇宙中的万物都会出现小孔或者裂缝,这种基本规律同样适用于时间。时间也有着细微的裂缝和空隙。比分子、原子还要小的空隙被称为量子泡沫,虫洞就存在于量子泡沫中。有朝一日,人类也许能够捕获某一个虫洞,将它放大到足以使人类甚至宇宙飞船从中穿过。但霍金认为,虫洞本身存在一定的缺陷,原因就是反馈。一旦虫洞变大,大自然的辐射物便会进入,最终形成一个环路;反馈变得如此强劲,以致最终摧毁虫洞。

  黑洞:天然的时间机器。霍金说,时间就如一条河流,在不同的地段会有不同的流速,而这正是实现通往未来之旅的关键。银河系中最重的天体——一个质量相当于400万个太阳的超大质量黑洞,可以明显地降低时间流逝的速度。霍金认为,它就像是一部天然的时间机器。如果一艘宇宙飞船绕这个黑洞运行5年时光,返回地球时会发现已过去了10年。但这种时光旅行的方式也存在问题:接近超大质量黑洞的危险太大。

  光速:时空旅行的关键。霍金指出,如果我们想踏上未来之旅,那么速度必须加快。如果人类能够建造出速度接近光速的宇宙飞船,那么,宇宙飞船必然会因为不能违反光速最快的法则,而致使舱内的时间放慢。霍金设想出一艘大型极速宇宙船,其速度是人类历史上速度最快的载人飞船“阿波罗”10号(Apollo 10)的2000倍。在太空飞行数年后,飞船将到达其最高速度——相当于光速的99%。在这一速度下,在船上待1天,就相当于在地球上度过1年。船上的乘客变相地飞向了未来,实现了时间旅行的梦想。

 

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