霍金与黑洞和量子论

       坐在轮椅上的史蒂芬·霍金先生系英国剑桥大学的应用数学和理论物理终身教授。最近，他出席了在爱尔兰召开的第17届国际广义相对论大会。会上，他向学术界宣布了对黑洞研究的新成果，说：“黑洞并不像我以前所想象的那样‘无所不吞’，而是随着时间的推移，一些被黑洞吞没的物质会慢慢地从黑洞中‘流淌’出来。”这一消息轰动了学术界。

　　黑洞通常是已爆炸的大恒星的残留物，物质密度极高，所产生的引力足以吞没太空中的其它物体。科学家们认为这个引力太大了，以致于连光线都无法逃脱。

　　1975年，霍金先生曾声称：黑洞“无所不吞”，被黑洞吞没的任何信息都将不复存在。

　　研究太空的其它物理学家发现很难接受黑洞“无所不吞”的说法。许多科学家争辩说信息全部消失是不可能的，这违反了量子论定律。

　　其它天体物理学家争辩说霍金教授的计算肯定有误。许多年过去了，有人找到了一个折衷的办法，他们的数学计算提出了黑洞里的信息有冲突的理论。但是，科学家们就是没有发现霍金教授论著中的问题。

　　现在，霍金教授说他自己发现了问题，以一种新的方法改写了他1975年的论著。他说新结论证明了关于黑洞内部的信息是靠辐射物带回宇宙的。霍金教授在二十世纪70年代的论著中已经证明了黑洞释放辐射物，科学家们称之为“霍金辐射物”。

　　霍金教授说他新近的论著证明了关于被称为“事件地平线”的黑洞表面的新物质，在“事件地平线”里发生的变化允许信息从黑洞中“流淌”出来，但是经过黑洞的信息会变。根据这个理论，信息变得认不出来了。霍金教授将在专业杂志和互联网上全文发表他的新论著。

　　这个发现有助于科学家去研究“万物论”。物理学家们希望能够发现控制物质最微小部分的定律与在宇宙中引导更大的物体的定律之间的联系，因为这些定律经常出现矛盾。

　　霍金教授论述了在黑洞表面上的变化是量子的变化，量子论论述了能量和物质在原子和粒子水平上的运动。现在，量子论在物理学上引导了大部分研究。

　　物理学家们希望量子力学能帮助他们理解与传统的物理学定律相矛盾的运动。三个世纪前，英国科学家牛顿根据人们的日常经验发展了他的理论。但是，科学家们现在知道了极其微小的粒子和系统并不遵循牛顿所观察到的那些自然定律。如果科学家们想为万物取得一个统一理论，就必须解决这些矛盾。

　　量子力量的研究已应用于诸如化学、分子生物学和信息技术等地方，并已被引入功能更强大的电脑。量子论还被引入对宇宙的更深刻地认识，这和阿尔伯特·爱因斯坦的相对论一样都是真理。爱因斯坦的相对论解释了宇宙间的宏观世界，而量子论揭示了物质的微观世界。

　　有些科学家想把相对论和量子论结合成一个万物论，以帮助解释宇宙的形成。有个科学家正在作这个努力，其中之一就是史蒂芬·霍金先生。史蒂芬·霍金教授现年62岁，21岁时患上一种罕见的疾病——肌肉萎缩性脊髓侧索硬化症，这种病破坏神经系统。当时，他还是英国剑桥大学的学生。现在，霍金先生全身瘫痪，蜷缩在轮椅中，只有三根手指头能动；1985年后又丧失了语言能力，只能依靠语音合成器“说话”。许多人都知道霍金先生很流行的《时间简史：从大爆炸到黑洞》。这部著作被翻译成了许多种文字，发行了几百万册，解答了人类有史以来一直探索的问题：时间有没有开端，空间有没有边界。霍金先生从研究黑洞出发，探索了宇宙的起源和归宿。（郑明编译）

本文编辑：闫秋