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霍金似乎又要赌输了

南方周末　 　2004-07-22 15:02:35

　　对于60多岁的霍金能否彻底解决“黑洞信息佯谬”这一
复杂的难题，科学家大多表示谨慎的怀疑
　　□本报驻京记者　李虎军
　　本周三下午，在爱尔兰举行的第17届国际广义相对论和
引力大会上，自爱因斯坦以来最为知名的物理学家、英国剑
桥大学霍金(Stephen　Hawking)教授以“黑洞的信息佯谬”
为题作了一场学术报告。
　　据英国《新科学家》杂志等媒体报道，霍金此前曾给大
会学术委员会主席、德国爱因斯坦研究所物理学家卡特勒
(Curt　Cutler)去信称，他已经解决了黑洞信息佯谬
(paradox，有人译作悖论)，希望在会议上介绍其研究成
果。
　　所谓黑洞，是时空的一个区域，这个区域内的引力非常
强大，以至于任何东西，甚至光都不能从中逃逸出来。长期
以来，科学家们认为黑洞会吞噬掉一切。但到了1976年，霍
金提出，黑洞一旦形成，就会开始“蒸发”，即辐射出能
量，同时损失质量，这种辐射亦称为“霍金辐射”。
　　霍金这一理论是黑洞研究中的一个重大进展。但与此同
时，他“制造”出了一个新的难题。霍金认为，黑洞辐射并
不含有任何黑洞内部的信息，在黑洞蒸发殆尽之后，所有信
息都会丢失。而根据量子力学的定律，信息是不可能被彻底
抹掉的，霍金的说法与之产生了矛盾，是谓“黑洞信息佯
谬”。当时，霍金辩称，黑洞的引力场过于强大，量子力学
的定律并不适用，但他这种解释并不令学术界感到信服。
　　如今，霍金改变了他的看法，认为黑洞内部的信息并不
会丢失。他在剑桥大学的同事吉本斯(Gary　Gibbons)向媒
体透露，霍金在剑桥的一个讨论会上曾大致介绍其研究工
作，与传统黑洞理论不同的是，在霍金的新理论中，不再存
在分隔黑洞内外的事件视界(event　horizon)，而黑洞最终
会释放出信息。
　　吉本斯称，霍金的新理论或许能够解决黑洞信息佯谬，
但还有待于同行的检验。记者此前接触到的几位物理学家则
表示，由于霍金尚未公开发表论文，目前还不能作出具体评
论。他们谨慎地认为，霍金可能会提出一些令人兴奋的想
法，但对60多岁的霍金能否彻底解决黑洞信息佯谬这个非常
复杂的问题，他们大多表示怀疑。
　　试图对黑洞信息佯谬作出解释的，当然不只霍金一人。
特别地，中国科学院理论物理所蔡荣根研究员告诉记者，从
1996年开始，弦理论为黑洞物理的发展作出了很多贡献，就
连早前反对弦理论的霍金也开始接受它。根据弦理论，宇宙
万物并不是由人们通常认为的点状粒子组成，而是由细小
的、可振动的一维弦所组成。2002年8月，杭州和北京两地
举办国际弦理论会议，邀请霍金发表演讲，中国也因此掀起
一股“霍金热”。
　　今年3月，美国俄亥俄州立大学马图尔(Samir　Mathur)
等人发表论文，运用弦理论构建了一个黑洞模型，其霍金辐
射包含了黑洞的内部信息。不过，中国科学院理论物理所李
淼研究员对记者说，马图尔等人构建的只是一个特殊黑洞，
对于天体物理学中最普遍黑洞的信息佯谬，并没有给出解
释。
　　不管怎样，既然霍金现在认为黑洞信息并不会丢失，那
么他就将再次输掉一个赌局。
　　1997年2月6日，加州理工学院的普瑞斯基尔(John　
Preskill)教授与霍金及加州理工学院另一位教授索恩(Kip
　Thorne)立下了一个打赌的字据。霍金与索恩认为黑洞永
远不会释放其内部隐藏的信息，而普瑞斯基尔持相反观点。
输者将向胜者提供一套百科全书，其寓意是从百科全书中可
以获取“信息”。听说霍金改变观点后，普瑞斯基尔公开表
示，希望霍金他们认输。
　　好赌成性的霍金，在黑洞领域已经和同行多次设下赌
局。
　　在那本极为畅销的《时间简史》一书中，霍金提到了他
和索恩的一个赌局。1975年，曾就一个名叫天鹅座X－1的天
体中是否包含黑洞打赌。霍金说，他对黑洞做了很多研究，
如果发现黑洞不存在，一切都将成为徒劳，但在这种情况
下，他将得到赢得赌局的安慰，索恩将为他订阅4年的《私
家侦探》杂志。后来，人们积累了越来越多对黑洞有利的观
测证据，霍金也只好认输，为索恩订阅了1年的《阁楼》—
—与《花花公子》齐名的一份男性杂志，据说由此引来了索
恩夫人的不满。
　　1991年，霍金又找到索恩，同时拉上普瑞斯基尔，赌裸
奇点(naked　singularities)是否存在。奇点是时空中时空
曲率变成无穷大的点，奇点通常只存在于黑洞内部。裸奇点
则是不被黑洞围绕的时空奇点。1997年2月5日，霍金承认，
在特殊情况下裸奇点是可以形成的，然后输给了索恩和普瑞
斯基尔两件可以用来“遮蔽裸体”的T恤衫，上面写着“自
然界憎恨裸奇点”。
　　霍金仍不服气。在认输的当天，也是在他们就黑洞信息
是否丢失打赌的前一天，他又向索恩和普瑞斯基尔发出挑
战。这一次，霍金赌的是，虽然在特殊情况下存在裸奇点，
但一般情况下它是被禁止的。这个赌局现在还没有结果，但
普瑞斯基尔的弟子、香港大学物理系李启明博士告诉记者，
索恩曾公开承认，他和普瑞斯基尔恐怕会输。“我也觉得他
们要输。”李启明说。
　　霍金他们怎么会如此喜欢打赌呢？李启明说，在科学研
究中，围绕一些问题出现争论是极为常见的，而索恩曾表示
设下赌局是为了激励下一代的物理学家，此外，设赌会激发
公众对科学的兴趣，而科学家们也可以乐在其中。
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青梅，咱们赌一把如何？跟大科学家们学习一下嘛。

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