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想起霍金

最近科学家们公布了黑洞的照片,这是人类第一次直接观察到了黑洞。

我盯着这照片看了一会儿,没有看出什么东西来,只是觉得有点像甜甜圈,然后突然想起了霍金。

霍金先生去年仙逝,作为他的读者,看到新闻后心里惊了一下,然后也就接受了这个事实,一如后来看到金庸先生逝世的新闻时。网上有很多纪念的文章,朋友圈也看到很多人转发,这是很好的对科学家的纪念。也有一些朋友抒发自己的不舍,觉得很可惜—任何人的离去都是可惜的,我觉得。霍金先生享寿不短,而且身患顽疾,坚持到现在也实属不易,所以对他的离去我心里没有什么波澜。

这次看到黑洞的照片,想起霍金是情理之中的事情,因为黑洞是霍金的主要研究对象。一个人大半辈子在研究一个从来没有见过的东西,这有点像几百年前的(神)哲学家们讨论针尖上到底站得了几个天使。不过这确是现在一些理论物理学家的境遇,到底是好是坏,就如人饮水了。(神)哲学家们的讨论依赖的是信仰和逻辑;而物理学家们的工作则依赖的是信仰,数学和逻辑。

我同时想起了霍金说(写)过的一句话:

It’s a pity that nobody has found an exploding black hole. If they had, I would have won a Nobel prize.

霍金是一个在很多方面被符号化了的人,得不得诺奖并不会增加或者减少他的知名度,不过还是可以说说这句话。黑洞是个神秘的概念(在这个观察之前),尤其是其在奇点密度发散这个特质牵动了物理学家和物理学爱好者的心。因为这个发散在现有的物理框架下会导出许多难以自冾的问题,这些问题的解决或许是新物理学的突破口。霍金这句话里黑洞前的定语 “exploding” 一词尤为重要,因为光是拍到黑洞并不能给霍金带来诺奖,就算他还活着。因为在相对论框架下最早预测黑洞的是“史瓦之子”(Schwarzschild,一般翻译为史瓦西),而在更早时候,在牛顿力学框架下,米歇尔和拉普拉斯也描述过“光都跑不出来的”天体。霍金的贡献是将量子效应纳入了黑洞研究,提出了霍金辐射,并且定量了辐射率和黑洞质量的关系—随着黑洞质量的减少,辐射率会增加。等到黑洞临终前的一刹那,大量的物质在约0.1秒的时间内被辐射出来,如同一个爆炸。所以,观察到爆炸的黑洞是验证霍金辐射模型的方式之一,这就是为什么 “exploding” 这个定语很重要了。黑洞会爆炸?迄今为止这也是个大问题,因为黑洞爆炸后其中储藏的信息去哪儿了?这个暂且不论,说回黑洞的爆炸吧。

要观察黑洞爆炸,这是个难如登天的事情。质量和太阳相当的黑洞(一个天体塌缩成黑洞大概需要具备一个半太阳的质量,那为什么会有和太阳质量相当或小于太阳质量的黑洞,这是个有意思的问题)通过霍金辐射爆发的时间会远长于我们宇宙的年纪,所以不用想着去找它们了;在宇宙形成早起出现的小质量的黑洞则早就自爆了。离我们远的小黑洞爆炸我们可能完全看不到,离我们近的,额,但愿没有离我们太近的黑洞要爆炸。另外,要是看到宇宙里有一阵强光,那到底是超新星爆发出来的还是黑洞爆发出来的呢?我不知这能不能区分。最好是我们先拍到一个黑洞,看到它乖乖待着,过一段时间,嘭地一声炸没了,那就完美了。可惜这次拍到的黑洞太大,等它爆炸了黄花菜都凉了几轮宇宙了。

霍金辐射本身是个很美的物理模型,如果是真实存在的,那就是在这美之上再添了花。如果实际上并不存在,那也没关系,因为想法本身是美的。

霍金是我很敬佩的一个科学家,不只是因为他的科学成就,还因为他的一系列科普书籍。读霍金的书的时候,你会被他的幽默和睿智所感染,如果你不知道他的生平,光看他的文字,你会难以想象他是个被困在轮椅上几乎不能动弹的人。霍金的科普书得到了大众的广泛认可,但是也有些人认为他误导了人们对物理的认识。我觉得如果一个人想学物理,那就不应该看科普书,应该去看物理教材;科普书的意义在于启发兴趣,不在于知识的正确性(当然,也不能传播谬误,不过把握这火候实在是难)。

我很好奇,如果霍金还活着,看着这张黑洞的照片会作何感想。是 “I knew it” 还是 “执手相看泪眼,乱红飞过秋千。”

这是篇为纪念霍金写的文字吗?我想不是,只是最近养成了将脑中所想写下来的习惯而已。