霍金悖論

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　　霍金悖論，認為黑洞這種由星體殘骸演化成的漩渦會保留被吞噬物體的痕跡、而且終將釋放出少量被撕碎的物質的理論。1975年，霍金創立了聞名世界的理論體系，讓黑洞的概念家喻戶曉。這一理論主要是說，黑洞不可能透露出東西，所有那些被它吞噬的東西將永遠置身於我們的宇宙之外。這一論斷被一些人稱為“霍金悖論”（為瞭解決“悖論”從而引發了平行宇宙的概念，或者說有多個宇宙共存的說法），因為它與量子理論向抵觸。量子理論在原子的水平上對宇宙加以描述，推斷出信息時從來不會丟失的。如今，霍金已修改了黑洞理論，認為黑洞是可以“從新開放”的，所吞噬的信息可以以另一種形式釋放出來，就像生活中的燃燒一樣，只是信息的轉化而已。

　　經過29年的思考斯蒂芬·霍金錶示、他以前對黑洞的看法是錯誤的。2004年7月14日，這位劍橋大學的著名物理學家正式發表了一篇論文，認為黑洞這種由星體殘骸演化成的漩渦會保留被吞噬物體的痕跡、而且終將釋放出少量被撕碎的物質。霍金激進的新理論顛覆了他30年來為了科學地解釋黑洞悖論而進行的努力：被吸入黑洞的物體怎樣才能真正消失，不留一點痕跡呢長期以來他一直是這樣認為的，而亞原子理論認為物質的形式可以相互轉換，但不可能完全消失。此前、霍金堅持認為、黑洞會摧毀其中所包含的一切微小信息，然後只是正常向外輻射能量。在第17屆國際廣義相對論和萬有引力大會上，霍金提出了令人難以置信的新的計算結果，認為黑洞能夠將吞噬的物質慢慢釋放出來，而且吸收和釋放的方式都只有一種。

　　62歲的霍金說他不再相信20世紀80年代的理論、當時的理論認為黑洞可能可以通往另一個宇宙空間，這正好可以用來解釋被黑洞吞噬的物質和能量去了哪裡。霍金站在粒子物理學家一邊、長期以來，粒子物理學家們堅持認為任何被黑洞吞噬的物質都不會憑空消失，最後必然以一種特殊的方式釋放出來。霍金面對來自50個國家的大約800名物理學家和其他科學家發表了演講，他說：（黑洞里）沒有我曾設想過的子宇宙分支，物質信息仍然牢牢地保存在這個宇宙里。我很遺憾這讓科幻迷們失望了，但如果物質信息被保存了，就不可能利用黑洞去別的宇宙空間旅行。如果跳進一個黑洞，物質能量將以一種被撕裂的形式返回到宇宙中、其中包含以前的信息，但是已經處於無法辨認的狀態。

　　霍金的新理論在物理學權威中激起了懷疑和困惑的浪潮。霍金在發表演講時，其中的兩位領軍人物英國哥倫比亞大學的威廉·翁魯和芝加哥大學的羅伯特·沃爾德不斷聳肩搖頭表示懷疑。黑洞專家沃爾德說：霍金完全改變了他自己以前的觀點、霍金以前認為進入黑洞的一切都會被沖走。現在他相信從黑洞釋放出的任何物質都能追溯到來源。他已經偏離了仍然堅信的理論。

　　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一切。但1974年，霍金提出，黑洞一旦形成，就會“蒸發”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，他又製造出了一個新的難題。霍金在1976年的另一篇論文中對此做出闡述：黑洞輻射並不含有任何黑洞內部的信息，在黑洞損失殆盡之後，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，霍金的說法產生了矛盾，這就是“黑洞信息悖論”。

　　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。哈佛大學物理學家施特勒明格就直言“我並不相信霍金1976年的理論，儘管我不知道他的計算到底錯在哪裡”。

　　1976年，霍金稱自己通過計算得出結論，他認為黑洞在形成過程中，其質量減少的同時還不斷在以能量的形式向外界發出輻射。這就是著名的“霍金輻射”理論。但是，理論中提到的黑洞輻射中並不包括黑洞內部物質的任何信息，一旦這個黑洞濃縮並蒸發消失後，其中的所有信息就都隨之消失了。這便是所謂的“黑洞悖論”。

　　這種說法與量子力學的相關理論出現相互矛盾之處。因為現代量子物理學認定這種物質信息是永遠不會完全消失的。近30年來，霍金試圖以各種推測來解釋這一自相矛盾的觀點。霍金曾表示，黑洞中量子運動是一種特殊情況，由於黑洞中的引力非常強烈，量子力學在此時已經不再適用了。但是霍金的這種說法並沒有得到科學界眾多持懷疑態度學者的信服。如今，霍金終於給了這個當年自相矛盾觀點一個更具有說服力的答案。霍金稱，黑洞從來都不會完全關閉自身，他們在一段漫長的時間里逐步向外界輻射出越來越多的熱量，隨後黑洞將最終開放自己並釋放出其中包含的物質信息。

　　這一重大研究成果還沒有公開以論文的形式發表，已經在學術界引起了軒然大波。霍金在劍橋大學的同事、著名的物理理論學家馬爾科姆·佩里博士表示，“霍金在這次研討會上提出的觀點也許是一種可行的解決方案。但是具體是否能得到最終認可，我看還需要由大家說了算。”但他認為，霍金最新的研究成果將可以和30年前發表的“霍金輻射”相媲美。

　　物理學家科特·卡特勒在接受《新科學家》雜誌的訪問時說：“霍金髮出了一個信息，他似乎在說‘我已經解決了黑洞理論中的矛盾之處，我想就此發表一些新的看法’。但是我們作為該信息的接受者，預先卻並沒有看到任何有關的書面闡述。作為對霍金本人的尊重，根據他的名譽，我只能暫且先接受這種說法。”。

　　霍金的自我否定與其所持的朴素證偽主義科學觀密切相關。霍金在科學理論的認識上有自己獨特的見解。他認為，科學理論僅僅是一些模型或規則，而這些模型和規則“只存在於我們的頭腦中，不再具有任何其他的實在性”。他還認為，簡單性和解釋力是一個“好的科學理論”必須滿足的兩個條件，但科學理論是不能證實的，在理論只是假設的意義上來說，“任何物理理論總是臨時性的”。悖論是理論創新的突破口。霍金提出“黑洞悖論”，當時確實為科學界探索黑洞開創了全新的研究方向，但他的理論也存在一些與其他物理學理論相互矛盾的地方。其實，這次新發現將進一步完善霍金有關黑洞研究的理論體系。

　　霍金的自我否定，是他堅持實事求是的科學精神和敢於追求真理的理論勇氣的生動體現。在他的身上，有科學家求真、求新的人格魅力。在攀登科學高峰的征途中，科學家總是在已知與未知的邊緣上提出問題和解決問題。因而，科學家在研究中犯這樣或那樣的錯誤總是難免的。重要的是，科學家一定要保持對科學真理的執著追求和勇於探索的堅定信念。

　　霍金的自我否定，並非是心血來潮，也不是突然想改變他自己原先的理論。因為越來越多的理論證據迫使他不得不作出自我否定。據普雷斯基爾介紹，根據近年來弦理論家的一些研究成果，普雷斯基爾等人已經建立了一個強有力的以顯示黑洞真的能保藏信息的理論模式。霍金一直以極大的興趣跟蹤著弦理論家的工作，但目前霍金的學術論文還沒有發表，一切都難有定論。他的新理論是否正確還要經過多方的驗證。