好賭成性的霍金會繼續輸下去嗎? |
送交者: 仍不服氣 2004年07月23日17:38:36 於 [教育學術] 發送悄悄話 |
對於60多歲的霍金能否徹底解決“黑洞信息佯謬”這一複雜的難題,科學家大多表示謹慎的懷疑 本周三下午,在愛爾蘭舉行的第17屆國際廣義相對論和引力大會上,自愛因斯坦以來最為知名的物理學家、英國劍橋大學霍金(Stephen Hawking)教授以“黑洞的信息佯謬”為題作了一場學術報告。 據英國《新科學家》雜誌等媒體報道,霍金此前曾給大會學術委員會主席、德國愛因斯坦研究所物理學家卡特勒(Curt Cutler)去信稱,他已經解決了黑洞信息佯謬(paradox,有人譯作悖論),希望在會議上介紹其研究成果。 所謂黑洞,是時空的一個區域,這個區域內的引力非常強大,以至於任何東西,甚至光都不能從中逃逸出來。長期以來,科學家們認為黑洞會吞噬掉一切。但到了1976年,霍金提出,黑洞一旦形成,就會開始“蒸發”,即輻射出能量,同時損失質量,這種輻射亦稱為“霍金輻射”。 霍金這一理論是黑洞研究中的一個重大進展。但與此同時,他“製造”出了一個新的難題。霍金認為,黑洞輻射並不含有任何黑洞內部的信息,在黑洞蒸發殆盡之後,所有信息都會丟失。而根據量子力學的定律,信息是不可能被徹底抹掉的,霍金的說法與之產生了矛盾,是謂“黑洞信息佯謬”。當時,霍金辯稱,黑洞的引力場過於強大,量子力學的定律並不適用,但他這種解釋並不令學術界感到信服。 如今,霍金改變了他的看法,認為黑洞內部的信息並不會丟失。他在劍橋大學的同事吉本斯(Gary Gibbons)向媒體透露,霍金在劍橋的一個討論會上曾大致介紹其研究工作,與傳統黑洞理論不同的是,在霍金的新理論中,不再存在分隔黑洞內外的事件視界(event horizon),而黑洞最終會釋放出信息。 吉本斯稱,霍金的新理論或許能夠解決黑洞信息佯謬,但還有待於同行的檢驗。記者此前接觸到的幾位物理學家則表示,由於霍金尚未公開發表論文,目前還不能作出具體評論。他們謹慎地認為,霍金可能會提出一些令人興奮的想法,但對60多歲的霍金能否徹底解決黑洞信息佯謬這個非常複雜的問題,他們大多表示懷疑。 試圖對黑洞信息佯謬作出解釋的,當然不只霍金一人。特別地,中國科學院理論物理所蔡榮根研究員告訴記者,從1996年開始,弦理論為黑洞物理的發展作出了很多貢獻,就連早前反對弦理論的霍金也開始接受它。根據弦理論,宇宙萬物並不是由人們通常認為的點狀粒子組成,而是由細小的、可振動的一維弦所組成。2002年8月,杭州和北京兩地舉辦國際弦理論會議,邀請霍金發表演講,中國也因此掀起一股“霍金熱”。 今年3月,美國俄亥俄州立大學馬圖爾(Samir Mathur)等人發表論文,運用弦理論構建了一個黑洞模型,其霍金輻射包含了黑洞的內部信息。不過,中國科學院理論物理所李淼研究員對記者說,馬圖爾等人構建的只是一個特殊黑洞,對於天體物理學中最普遍黑洞的信息佯謬,並沒有給出解釋。 不管怎樣,既然霍金現在認為黑洞信息並不會丟失,那麼他就將再次輸掉一個賭局。 1997年2月6日,加州理工學院的普瑞斯基爾(John Preskill)教授與霍金及加州理工學院另一位教授索恩(Kip Thorne)立下了一個打賭的字據。霍金與索恩認為黑洞永遠不會釋放其內部隱藏的信息,而普瑞斯基爾持相反觀點。輸者將向勝者提供一套百科全書,其寓意是從百科全書中可以獲取“信息”。聽說霍金改變觀點後,普瑞斯基爾公開表示,希望霍金他們認輸。 好賭成性的霍金,在黑洞領域已經和同行多次設下賭局。 在那本極為暢銷的《時間簡史》一書中,霍金提到了他和索恩的一個賭局。1975年,曾就一個名叫天鵝座X-1的天體中是否包含黑洞打賭。霍金說,他對黑洞做了很多研究,如果發現黑洞不存在,一切都將成為徒勞,但在這種情況下,他將得到贏得賭局的安慰,索恩將為他訂閱4年的《私家偵探》雜誌。後來,人們積累了越來越多對黑洞有利的觀測證據,霍金也只好認輸,為索恩訂閱了1年的《閣樓》——與《花花公子》齊名的一份男性雜誌,據說由此引來了索恩夫人的不滿。 1991年,霍金又找到索恩,同時拉上普瑞斯基爾,賭裸奇點(naked singularities)是否存在。奇點是時空中時空曲率變成無窮大的點,奇點通常只存在於黑洞內部。裸奇點則是不被黑洞圍繞的時空奇點。1997年2月5日,霍金承認,在特殊情況下裸奇點是可以形成的,然後輸給了索恩和普瑞斯基爾兩件可以用來“遮蔽裸體”的T恤衫,上面寫着“自然界憎恨裸奇點”。 霍金仍不服氣。在認輸的當天,也是在他們就黑洞信息是否丟失打賭的前一天,他又向索恩和普瑞斯基爾發出挑戰。這一次,霍金賭的是,雖然在特殊情況下存在裸奇點,但一般情況下它是被禁止的。這個賭局現在還沒有結果,但普瑞斯基爾的弟子、香港大學物理系李啟明博士告訴記者,索恩曾公開承認,他和普瑞斯基爾恐怕會輸。“我也覺得他們要輸。”李啟明說。 霍金他們怎麼會如此喜歡打賭呢?李啟明說,在科學研究中,圍繞一些問題出現爭論是極為常見的,而索恩曾表示設下賭局是為了激勵下一代的物理學家,此外,設賭會激發公眾對科學的興趣,而科學家們也可以樂在其中。 |
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