高(gao)德的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)完(wan)備定(ding)(ding)(ding)理(li)更像是(shi)(shi)(shi)一組非常有(you)趣的(de)(de)(de)(de)關于邏輯(ji)和哲學的(de)(de)(de)(de)數學定(ding)(ding)(ding)理(li),而不(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)(shi)嚴(yan)格意(yi)義上(shang)的(de)(de)(de)(de)科(ke)學。但是(shi)(shi)(shi)整體(ti)(ti)上(shang),這(zhe)些邏輯(ji)和哲學與科(ke)學密切相(xiang)關。1931年(nian),科(ke)特-高(gao)德證(zheng)(zheng)(zheng)明(ming)了(le)該(gai)定(ding)(ding)(ding)理(li):因為任何稍微復雜一點(dian)的(de)(de)(de)(de)邏輯(ji)體(ti)(ti)系都(dou)不(bu)(bu)(bu)可避免自我引用;所以(yi)對于給定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)任意(yi)一組邏輯(ji)規(gui)則,除了(le)最簡單的(de)(de)(de)(de)之外(wai),總(zong)會(hui)存在(zai)無(wu)(wu)法判(pan)定(ding)(ding)(ding)(證(zheng)(zheng)(zheng)明(ming)或(huo)(huo)證(zheng)(zheng)(zheng)偽(wei))的(de)(de)(de)(de)命(ming)(ming)(ming)(ming)題(ti)(ti)。這(zhe)表明(ming)了(le)世界上(shang)不(bu)(bu)(bu)存在(zai)能夠證(zheng)(zheng)(zheng)明(ming)或(huo)(huo)證(zheng)(zheng)(zheng)偽(wei)所有(you)命(ming)(ming)(ming)(ming)題(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)終極數學體(ti)(ti)系。一個無(wu)(wu)法判(pan)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)命(ming)(ming)(ming)(ming)題(ti)(ti)可以(yi)被當成是(shi)(shi)(shi)“我總(zong)是(shi)(shi)(shi)說(shuo)(shuo)謊(huang)”的(de)(de)(de)(de)數學形式。由(you)于該(gai)命(ming)(ming)(ming)(ming)題(ti)(ti)引用了(le)描述(shu)它的(de)(de)(de)(de)語(yu)言本(ben)身(譯者注:“我總(zong)是(shi)(shi)(shi)說(shuo)(shuo)謊(huang)”有(you)兩方面(mian)的(de)(de)(de)(de)意(yi)思(si),一方面(mian)是(shi)(shi)(shi)指(zhi)(zhi)命(ming)(ming)(ming)(ming)題(ti)(ti)要表達的(de)(de)(de)(de)內容“我是(shi)(shi)(shi)一個愛說(shuo)(shuo)謊(huang)的(de)(de)(de)(de)人”,另(ling)一方面(mian)也可以(yi)指(zhi)(zhi)描述(shu)它的(de)(de)(de)(de)語(yu)言“我說(shuo)(shuo)‘我總(zong)是(shi)(shi)(shi)說(shuo)(shuo)謊(huang)’是(shi)(shi)(shi)說(shuo)(shuo)謊(huang),其實我不(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)(shi)一個愛說(shuo)(shuo)謊(huang)的(de)(de)(de)(de)人”),所以(yi)永(yong)遠無(wu)(wu)法知道這(zhe)個命(ming)(ming)(ming)(ming)題(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)真假。盡管如此,并不(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)(shi)只(zhi)有(you)自我引用的(de)(de)(de)(de)命(ming)(ming)(ming)(ming)題(ti)(ti)才(cai)是(shi)(shi)(shi)無(wu)(wu)法判(pan)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)。高(gao)德的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)完(wan)備定(ding)(ding)(ding)理(li)的(de)(de)(de)(de)主要結(jie)論是(shi)(shi)(shi),所有(you)的(de)(de)(de)(de)邏輯(ji)體(ti)(ti)系都(dou)會(hui)存在(zai)無(wu)(wu)法證(zheng)(zheng)(zheng)明(ming)或(huo)(huo)證(zheng)(zheng)(zheng)偽(wei)的(de)(de)(de)(de)命(ming)(ming)(ming)(ming)題(ti)(ti)。因此,所有(you)的(de)(de)(de)(de)邏輯(ji)體(ti)(ti)系都(dou)不(bu)(bu)(bu)“完(wan)備”。
不(bu)(bu)(bu)(bu)完(wan)(wan)備定理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)哲(zhe)學(xue)含意(yi)廣為(wei)傳播。由(you)于沒(mei)(mei)有(you)(you)一(yi)組規(gui)則能(neng)夠解(jie)釋(shi)所有(you)(you)可能(neng)的(de)(de)(de)(de)事件或結果,所以物理(li)(li)學(xue)上的(de)(de)(de)(de)“終極理(li)(li)論”是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)存在的(de)(de)(de)(de)。同時,這(zhe)(zhe)(zhe)也說明了“證(zheng)據”是(shi)(shi)(shi)比“真相(xiang)(xiang)”更(geng)不(bu)(bu)(bu)(bu)靠譜的(de)(de)(de)(de)概念。這(zhe)(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)想(xiang)(xiang)法(fa)令科學(xue)家們惴惴不(bu)(bu)(bu)(bu)安。因為(wei)這(zhe)(zhe)(zhe)意(yi)味(wei)(wei)著(zhu)世界上總會存在無(wu)法(fa)被(bei)“證(zheng)據”證(zheng)明的(de)(de)(de)(de)“真相(xiang)(xiang)”。由(you)于不(bu)(bu)(bu)(bu)完(wan)(wan)備定理(li)(li)對計(ji)算(suan)機也一(yi)樣適用,這(zhe)(zhe)(zhe)也意(yi)味(wei)(wei)著(zhu)我(wo)們的(de)(de)(de)(de)想(xiang)(xiang)法(fa)是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)完(wan)(wan)備的(de)(de)(de)(de)。世界上有(you)(you)些想(xiang)(xiang)法(fa)我(wo)們永(yong)遠無(wu)法(fa)明了,這(zhe)(zhe)(zhe)包括我(wo)們的(de)(de)(de)(de)想(xiang)(xiang)法(fa)是(shi)(shi)(shi)否一(yi)致(zhi)(比如說,我(wo)們的(de)(de)(de)(de)理(li)(li)性是(shi)(shi)(shi)否包含錯(cuo)誤,自(zi)(zi)相(xiang)(xiang)矛盾)。這(zhe)(zhe)(zhe)是(shi)(shi)(shi)因為(wei)高德的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)完(wan)(wan)備第二定理(li)(li)表示(shi),沒(mei)(mei)有(you)(you)一(yi)種(zhong)一(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)(de)理(li)(li)論能(neng)夠證(zheng)明自(zi)(zi)己(ji)的(de)(de)(de)(de)一(yi)致(zhi)性。這(zhe)(zhe)(zhe)意(yi)味(wei)(wei)著(zhu),沒(mei)(mei)有(you)(you)任(ren)何理(li)(li)智的(de)(de)(de)(de)人(ren)能(neng)證(zheng)明自(zi)(zi)己(ji)沒(mei)(mei)有(you)(you)精神病。同樣,如果一(yi)個體系(xi)證(zheng)明自(zi)(zi)己(ji)是(shi)(shi)(shi)一(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)(de),那么(me)這(zhe)(zhe)(zhe)就不(bu)(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)(shi)一(yi)個一(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)(de)體系(xi)。任(ren)何自(zi)(zi)以為(wei)能(neng)證(zheng)明自(zi)(zi)己(ji)沒(mei)(mei)精神病的(de)(de)(de)(de)人(ren)都是(shi)(shi)(shi)瘋子。(譯者(zhe)注(zhu):有(you)(you)點像喝醉(zui)的(de)(de)(de)(de)人(ren)總是(shi)(shi)(shi)說自(zi)(zi)己(ji)沒(mei)(mei)醉(zui),自(zi)(zi)以為(wei)“舉世皆濁我(wo)獨醒(xing)”的(de)(de)(de)(de)屈原情何以堪,無(wu)奈只能(neng)投江自(zi)(zi)盡了。自(zi)(zi)以為(wei)“才高八(ba)斗遇人(ren)不(bu)(bu)(bu)(bu)淑”的(de)(de)(de)(de)賈生多么(me)落寞,不(bu)(bu)(bu)(bu)得不(bu)(bu)(bu)(bu)抱憾而終。)
顧名思義,反(fan)(fan)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)與物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)正好(hao)相(xiang)反(fan)(fan)。反(fan)(fan)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)攜帶的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)與物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)一樣但是(shi)電(dian)(dian)荷(he)恰好(hao)相(xiang)反(fan)(fan)。約翰-惠勒和(he)諾貝爾獎得主(zhu)理查德-弗(fu)雷曼,他(ta)們基于(yu)物(wu)(wu)理體系中時間(jian)(jian)(jian)應(ying)該可以倒(dao)流的(de)(de)想法,提出了(le)一種反(fan)(fan)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)理論。例如(ru),我們的(de)(de)太陽系軌道向(xiang)后退應(ying)該和(he)向(xiang)前(qian)進遵守一樣的(de)(de)規律。有人因(yin)此提出,反(fan)(fan)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)只是(shi)時光倒(dao)流的(de)(de)普(pu)通(tong)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)。這解(jie)(jie)釋(shi)了(le)為(wei)什么(me)反(fan)(fan)粒子(zi)會(hui)攜帶相(xiang)反(fan)(fan)的(de)(de)電(dian)(dian)荷(he)。因(yin)為(wei)如(ru)果電(dian)(dian)子(zi)在(zai)(zai)時光前(qian)進的(de)(de)時候(hou)被排斥(chi),那么(me)在(zai)(zai)時光倒(dao)流的(de)(de)時候(hou)應(ying)該被吸引。這也解(jie)(jie)釋(shi)了(le)為(wei)什么(me)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)與反(fan)(fan)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)會(hui)消(xiao)失。這不(bu)(bu)是(shi)因(yin)為(wei)正方(fang)粒子(zi)對沖同歸(gui)于(yu)盡;其實(shi)是(shi)同一個(ge)粒子(zi)停止后在(zai)(zai)時間(jian)(jian)(jian)維度上(shang)往(wang)回走。在(zai)(zai)真空中一對粒子(zi)產生并消(xiao)失,其實(shi)不(bu)(bu)過是(shi)同一個(ge)粒子(zi)在(zai)(zai)時間(jian)(jian)(jian)維度上(shang)一會(hui)兒往(wang)前(qian)進,一會(hui)兒往(wang)后倒(dao),如(ru)此不(bu)(bu)停反(fan)(fan)復,不(bu)(bu)死(si)不(bu)(bu)休。
雖(sui)然(ran)這(zhe)個(ge)理(li)(li)論(lun)的(de)準確性有待商榷,它(ta)的(de)數學方(fang)案與其它(ta)更傳統(tong)的(de)理(li)(li)論(lun)一(yi)樣。約翰-惠勒起初(chu)提出該理(li)(li)論(lun)時說(shuo),這(zhe)也許(xu)回答了為(wei)什么宇(yu)宙中所有電子屬性相同(tong)的(de)問題(ti)。這(zhe)個(ge)問題(ti)之(zhi)前常為(wei)人所忽略。他表示,這(zhe)是由于電子經常從宇(yu)宙大(da)爆炸與宇(yu)宙末日之(zhi)間飛來(lai)(lai)飛去。雖(sui)然(ran)包含時光倒(dao)流(liu),但(dan)是該理(li)(li)論(lun)的(de)數學模(mo)型并不允許(xu)把信(xin)息帶回到過(guo)去。因為(wei)你無(wu)法通過(guo)移(yi)動反(fan)(fan)物(wu)(wu)質(zhi)來(lai)(lai)影響過(guo)去,移(yi)動它(ta)只會(hui)影響反(fan)(fan)物(wu)(wu)質(zhi)本身,即(ji)你的(de)未來(lai)(lai)。(譯者(zhe)注:這(zhe)里(li)實際上蘊含了一(yi)個(ge)雙重(zhong)否(fou)定,因為(wei)反(fan)(fan)物(wu)(wu)質(zhi)其實是時間軸上的(de)反(fan)(fan)向(xiang)物(wu)(wu)質(zhi),它(ta)的(de)過(guo)去就是你的(de)未來(lai)(lai)。從某(mou)種程度上來(lai)(lai)說(shuo),這(zhe)解釋了為(wei)什么歷史會(hui)重(zhong)復自己(ji)的(de)原因。這(zhe)就好(hao)比(bi)回旋(xuan)鏢,扔(reng)出去(普通物(wu)(wu)質(zhi))又轉回來(lai)(lai)(變成反(fan)(fan)物(wu)(wu)質(zhi))。)
在大爆炸之后不(bu)久,整個宇(yu)宙(zhou)處于一(yi)片雜亂無章(zhang)的(de)(de)混(hun)沌狀態之中。這意味(wei)著細微(wei)的(de)(de)變化和瑕疵并(bing)不(bu)會改變整個宇(yu)宙(zhou)結構。但是隨著宇(yu)宙(zhou)不(bu)斷膨脹冷卻,從無序變得(de)有序,一(yi)個小(xiao)小(xiao)的(de)(de)波(bo)動就足以造成(cheng)巨大的(de)(de)變化。
這就像是(shi)(shi)在(zai)地板上均勻地貼上瓷(ci)磚(zhuan)(zhuan)。如果有一(yi)塊瓷(ci)磚(zhuan)(zhuan)放(fang)歪了,其(qi)它瓷(ci)磚(zhuan)(zhuan)會跟著一(yi)起歪;這樣一(yi)來(lai),整條線上的(de)(de)(de)瓷(ci)磚(zhuan)(zhuan)都沒放(fang)好。宇宙(zhou)弦(xian)(xian)(xian)與此類似,它是(shi)(shi)時空(kong)上狹長的(de)(de)(de)瑕疵帶。大部分宇宙(zhou)模型都有預測(ce)宇宙(zhou)弦(xian)(xian)(xian),比如弦(xian)(xian)(xian)理論里兩種互(hu)不相干的(de)(de)(de)“弦(xian)(xian)(xian)”。如果宇宙(zhou)弦(xian)(xian)(xian)存在(zai),每(mei)根弦(xian)(xian)(xian)都像質子一(yi)樣小,密度卻極大。因此,一(yi)英里長的(de)(de)(de)宇宙(zhou)弦(xian)(xian)(xian)可以和(he)地球一(yi)樣重;但是(shi)(shi)它實際上沒有重力,且僅(jin)在(zai)改變時空(kong)形態時才(cai)會影(ying)響四周的(de)(de)(de)物體。因此,宇宙(zhou)弦(xian)(xian)(xian)本質上不過(guo)是(shi)(shi)時空(kong)形態上的(de)(de)(de)“皺紋(wrinkle)”。(譯(yi)者注,宇宙(zhou)弦(xian)(xian)(xian)其(qi)實不是(shi)(shi)物質,而是(shi)(shi)物質所處的(de)(de)(de)時空(kong)中有瑕疵的(de)(de)(de)部分。也(ye)就是(shi)(shi)說(shuo),我們所處的(de)(de)(de)時空(kong)本身并非(fei)(fei)完美。這是(shi)(shi)不是(shi)(shi)說(shuo)像北(bei)緯30度,以及(ji)生(sheng)活中的(de)(de)(de)靈異(yi)事件(jian)并非(fei)(fei)完全是(shi)(shi)無稽(ji)之談(tan)。)
有人認為(wei)宇(yu)宙(zhou)弦(xian)長(chang)得離譜,最長(chang)可(ke)(ke)與(yu)上(shang)(shang)千銀河(he)比肩(jian)。事實上(shang)(shang),最近(jin)的觀察和模(mo)擬(ni)顯示(shi)(shi)宇(yu)宙(zhou)弦(xian)之網絡貫穿整個宇(yu)宙(zhou)。曾經有人以為(wei)這是造成(cheng)銀河(he)組(zu)成(cheng)超星系團(tuan)的原因(yin),不(bu)過(guo)后來這種(zhong)想(xiang)法被拋(pao)棄(qi)。超星系團(tuan)由(you)最長(chang)可(ke)(ke)達10億光(guang)年的銀河(he)“絲帶”(filament)組(zu)成(cheng)。如果把(ba)兩根宇(yu)宙(zhou)弦(xian)靠攏在一起,就會產生獨特的時空效(xiao)應。有人曾經展(zhan)示(shi)(shi)它們可(ke)(ke)以用來穿越時空。宇(yu)宙(zhou)弦(xian)還會產生無與(yu)倫比的至(zhi)強引(yin)力(li)波。現有的和待造的引(yin)力(li)波探測(ce)器就是為(wei)它們準(zhun)備的。
(譯者注:1. classical physics: climbing the hill,經典物理爬山坡(po);2. quantum physics: "tunneling"static limit,量子物理穿隧(sui)道。)
量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)隧穿(chuan)效應是指粒(li)子(zi)(zi)(zi)能夠穿(chuan)過正常來說它的(de)(de)能量(liang)(liang)不(bu)(bu)足以(yi)通(tong)過的(de)(de)障(zhang)礙。它能讓(rang)粒(li)子(zi)(zi)(zi)通(tong)過不(bu)(bu)可(ke)逾越的(de)(de)物理障(zhang)礙,或讓(rang)電子(zi)(zi)(zi)不(bu)(bu)用(yong)動能就脫(tuo)離(li)(li)原子(zi)(zi)(zi)核的(de)(de)吸引力(li)。根據量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)學,任何粒(li)子(zi)(zi)(zi)都(dou)有一定的(de)(de)可(ke)能出現在宇宙的(de)(de)任何地方。雖然粒(li)子(zi)(zi)(zi)嚴重偏離(li)(li)既(ji)定軌道的(de)(de)概率極低。
盡管當粒(li)(li)子(zi)(zi)遇到一(yi)個(ge)(ge)足夠小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)障(zhang)礙(約(yue)1-3納米寬(kuan))時,按常理(li)是無(wu)法逾越的(de)(de)(de)(de)(de),但是實際(ji)上粒(li)(li)子(zi)(zi)直接(jie)穿過(guo)該障(zhang)礙的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)性卻相當顯(xian)著。海森堡(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)不準(zhun)原(yuan)理(li)可(ke)以解釋此現(xian)象。該原(yuan)理(li)表明我(wo)們(men)能(neng)(neng)獲取的(de)(de)(de)(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)信息總是有(you)(you)限(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)。(百度(du)百科(ke):測(ce)不準(zhun)原(yuan)理(li)表明一(yi)個(ge)(ge)微觀粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)某(mou)些(xie)物理(li)量(liang)(如位置和(he)動量(liang),或(huo)方位角與動量(liang)矩,還有(you)(you)時間和(he)能(neng)(neng)量(liang)等(deng)),不可(ke)能(neng)(neng)同時具有(you)(you)確定的(de)(de)(de)(de)(de)數值,其(qi)中一(yi)個(ge)(ge)量(liang)越確定,另一(yi)個(ge)(ge)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)不確定程度(du)就越大(da)。)粒(li)(li)子(zi)(zi)可(ke)以先從(cong)它(ta)所活(huo)動的(de)(de)(de)(de)(de)系統里“借來(lai)”能(neng)(neng)量(liang)穿過(guo)障(zhang)礙,之后(hou)便(bian)失去“借來(lai)”的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。
量子(zi)隧穿(chuan)(chuan)發生在許多的(de)(de)物理過(guo)程(cheng)中,比如(ru)說放射(she)性(xing)衰變(bian)(bian)和太陽上發生的(de)(de)核聚變(bian)(bian)。它(ta)還被用于(yu)某些電(dian)子(zi)元件,甚(shen)至生物系統的(de)(de)酶(mei)身上。例如(ru),葡萄糖氧化酶(mei)是(shi)葡萄糖變(bian)(bian)成過(guo)氧化氫的(de)(de)催化劑,在催化過(guo)程(cheng)中包括一(yi)個(ge)完(wan)整氧原(yuan)子(zi)的(de)(de)量子(zi)隧穿(chuan)(chuan)。量子(zi)隧穿(chuan)(chuan)還是(shi)掃(sao)描隧道電(dian)子(zi)顯微鏡的(de)(de)一(yi)大特色(se)。這(zhe)是(shi)第一(yi)種能夠(gou)拍攝和操作(zuo)(zuo)原(yuan)子(zi)的(de)(de)顯微鏡。它(ta)通(tong)過(guo)測量精細探針(zhen)的(de)(de)電(dian)壓變(bian)(bian)化而工作(zuo)(zuo)。這(zhe)是(shi)由于(yu)電(dian)子(zi)在穿(chuan)(chuan)越(yue)原(yuan)子(zi)間的(de)(de)真空時(稱為(wei)“禁區”)會產生量子(zi)隧穿(chuan)(chuan)效應,促使(shi)探針(zhen)在接近物體表面時發生電(dian)壓變(bian)(bian)化。這(zhe)保證設(she)備(bei)足夠(gou)靈敏,能夠(gou)生成分(fen)辨率極高的(de)(de)圖像。同時還可以通(tong)過(guo)在設(she)備(bei)的(de)(de)探針(zhen)上緩緩導入電(dian)流來移動原(yuan)子(zi)。
(譯者(zhe)注:1. Ergosphere,能層;2. static limit,靜態極限;3. outer horizon,外部視界;4. inner horizon,內部視界;5. singularity,奇點。)
大(da)部分人熟悉的(de)(de)(de)黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)其實有(you)(you)(you)一(yi)個(ge)更確切的(de)(de)(de)名(ming)字(zi):史瓦(wa)(wa)西(xi)(xi)黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)(Schwarzschild black hole)。這種(zhong)黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)在(zai)外部有(you)(you)(you)一(yi)個(ge)視(shi)界(event horizon)充當有(you)(you)(you)去無回的(de)(de)(de)“極限點(dian)” (“point of no return”),在(zai)內(nei)部則有(you)(you)(you)一(yi)個(ge)密(mi)度(du)無限大(da)的(de)(de)(de)奇點(dian)。它(ta)以卡爾-史瓦(wa)(wa)西(xi)(xi)( Karl Schwarzschild)命(ming)名(ming)。1915年,在(zai)愛(ai)因斯(si)坦廣義相對(dui)論發(fa)布僅(jin)1個(ge)月后,史瓦(wa)(wa)西(xi)(xi)就為(wei)不旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)球形體找到了(le)(le)愛(ai)因斯(si)坦場(chang)方程的(de)(de)(de)數(shu)學方案(an)。盡管如此,直到1963年,數(shu)學家(jia)羅伊-科爾才發(fa)現(xian)了(le)(le)旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)球形體的(de)(de)(de)相應方案(an)。因此,一(yi)個(ge)旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)被稱為(wei)科爾黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)。它(ta)有(you)(you)(you)一(yi)些不尋常(chang)的(de)(de)(de)屬(shu)性。
科(ke)爾黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)中(zhong)心是(shi)不(bu)是(shi)奇(qi)(qi)(qi)(qi)點而是(shi)奇(qi)(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan) - 由(you)自身(shen)動(dong)量維(wei)持的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)維(wei)環(huan)(huan)形。它有(you)兩個(ge)(ge)視界(jie)(jie)(外(wai)(wai)部視界(jie)(jie)和內部視界(jie)(jie))以(yi)及一(yi)(yi)個(ge)(ge)橢(tuo)圓形的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)層(ceng)(ergosphere)。由(you)于慣性(xing)系拖拽效應(frame dragging),在(zai)能(neng)層(ceng)里面時(shi)空(kong)(kong)本身(shen)與(yu)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)一(yi)(yi)起以(yi)超光(guang)速旋轉(zhuan)。當通過(guo)外(wai)(wai)部視界(jie)(jie)進(jin)入(ru)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong),空(kong)(kong)間(jian)路徑(jing)變成時(shi)間(jian)路徑(jing)。這意(yi)味著像史瓦西黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)一(yi)(yi)樣,科(ke)爾黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)中(zhong)心必然會產生奇(qi)(qi)(qi)(qi)點。但是(shi)穿過(guo)內部視界(jie)(jie),時(shi)間(jian)路徑(jing)又變回空(kong)(kong)間(jian)路徑(jing)。唯一(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)區別是(shi)時(shi)空(kong)(kong)逆轉(zhuan)了(le)。這意(yi)味著奇(qi)(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)附近(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)重力(li)變成往外(wai)(wai)推的(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)斥力(li)。實際上,除非恰巧從黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)中(zhong)心線(xian)進(jin)入(ru),否則(ze)根本就不(bu)可(ke)(ke)能(neng)進(jin)入(ru)奇(qi)(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)。此(ci)外(wai)(wai),多個(ge)(ge)奇(qi)(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)還可(ke)(ke)以(yi)通過(guo)時(shi)空(kong)(kong)互相連接,因(yin)(yin)此(ci)奇(qi)(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)可(ke)(ke)以(yi)充當蟲洞(dong)(dong)。不(bu)過(guo)除非是(shi)奇(qi)(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)旋轉(zhuan)得足夠快產生的(de)(de)(de)(de)(de)裸(luo)奇(qi)(qi)(qi)(qi)點,否則(ze)無法(fa)從另一(yi)(yi)邊(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)出(chu)去。通過(guo)奇(qi)(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)可(ke)(ke)能(neng)進(jin)入(ru)另一(yi)(yi)個(ge)(ge)時(shi)空(kong)(kong),比如說另一(yi)(yi)個(ge)(ge)宇宙。在(zai)那里,你可(ke)(ke)以(yi)看到(dao)(dao)光(guang)從黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)外(wai)(wai)面進(jin)來,卻看不(bu)到(dao)(dao)光(guang)從里面出(chu)去。你甚至有(you)可(ke)(ke)能(neng)被帶到(dao)(dao)一(yi)(yi)個(ge)(ge)負(fu)宇宙(negative universe)上的(de)(de)(de)(de)(de)“白(bai)(bai)(bai)洞(dong)(dong)”(white hole)。不(bu)過(guo)沒人知道這到(dao)(dao)底意(yi)味著什么。(百(bai)度百(bai)科(ke):白(bai)(bai)(bai)洞(dong)(dong)是(shi)廣義相對論(lun)預言(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)與(yu)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)相反(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)特殊天(tian)體,是(shi)大引力(li)球對稱天(tian)體的(de)(de)(de)(de)(de)史瓦西解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)部分。白(bai)(bai)(bai)洞(dong)(dong)僅(jin)僅(jin)是(shi)理論(lun)預言(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)體,到(dao)(dao)現在(zai)還沒有(you)任何證據表明白(bai)(bai)(bai)洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)。其性(xing)質(zhi)(zhi)與(yu)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)正相反(fan)。白(bai)(bai)(bai)洞(dong)(dong)有(you)一(yi)(yi)個(ge)(ge)封閉的(de)(de)(de)(de)(de)邊(bian)(bian)界(jie)(jie)。與(yu)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi),白(bai)(bai)(bai)洞(dong)(dong)內部的(de)(de)(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)(包括輻(fu)射)可(ke)(ke)以(yi)經過(guo)邊(bian)(bian)界(jie)(jie)發射到(dao)(dao)外(wai)(wai)面去,而邊(bian)(bian)界(jie)(jie)外(wai)(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)卻不(bu)能(neng)落到(dao)(dao)白(bai)(bai)(bai)洞(dong)(dong)里面來。因(yin)(yin)此(ci),白(bai)(bai)(bai)洞(dong)(dong)像一(yi)(yi)個(ge)(ge)噴泉(quan),不(bu)斷向外(wai)(wai)噴射物質(zhi)(zhi)和能(neng)量。)
正(zheng)如著名的(de)(de)(de)方程(cheng)式 E=MC2 所示,能(neng)量(liang)與物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)緊密(mi)相連。它(ta)們的(de)(de)(de)聯動效(xiao)應會(hui)產(chan)生(sheng)重(zhong)(zhong)力場。真子(zi)(zi)(zi)是一(yi)(yi)束電(dian)(dian)(dian)磁(ci)波(bo)(bo)(bo)或重(zhong)(zhong)力波(bo)(bo)(bo),它(ta)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)會(hui)產(chan)生(sheng)重(zhong)(zhong)力場;且產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)力場反(fan)過來(lai)(lai)又把電(dian)(dian)(dian)磁(ci)波(bo)(bo)(bo)或重(zhong)(zhong)力波(bo)(bo)(bo)本身(shen)約束在(zai)一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)空間(jian)內。1955年,約翰-惠(hui)勒第一(yi)(yi)個著手研(yan)究真子(zi)(zi)(zi)。惠(hui)勒猜測微觀真子(zi)(zi)(zi)和基本粒子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間(jian)可(ke)能(neng)存在(zai)連接,甚至可(ke)能(neng)就是同一(yi)(yi)物(wu)(wu)體。“kugelblitz” (德(de)語 “球形閃電(dian)(dian)(dian)”)是一(yi)(yi)個更(geng)極(ji)端的(de)(de)(de)例子(zi)(zi)(zi)。當強光聚攏中在(zai)一(yi)(yi)個點上,光能(neng)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)力變得如此(ci)之(zhi)強,以致形成黑洞把光困在(zai)其中。雖(sui)然(ran)沒(mei)(mei)有任何東西能(neng)阻(zu)止“kugelblitz” (德(de)語 “球形閃電(dian)(dian)(dian)”)的(de)(de)(de)形成;但是由于真子(zi)(zi)(zi)會(hui)不(bu)可(ke)避(bi)免泄漏能(neng)量(liang)而衰退,現在(zai)大家認為真子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)形成只是暫時的(de)(de)(de)。不(bu)幸的(de)(de)(de)是,這(zhe)意味(wei)著惠(hui)勒的(de)(de)(de)最初猜想是錯(cuo)誤的(de)(de)(de),但目前還沒(mei)(mei)有足夠的(de)(de)(de)證(zheng)據(ju)能(neng)證(zheng)明這(zhe)一(yi)(yi)點。 (譯(yi)者注:這(zhe)個和波(bo)(bo)(bo)粒二象(xiang)性(xing)有點關系,1905年,愛因斯坦提(ti)出了光電(dian)(dian)(dian)效(xiao)應的(de)(de)(de)光量(liang)子(zi)(zi)(zi)解釋,人們開(kai)始意識到光波(bo)(bo)(bo)同時具有波(bo)(bo)(bo)和粒子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)雙重(zhong)(zhong)性(xing)質(zhi)(zhi)。1924年,德(de)布羅意提(ti)出“物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)波(bo)(bo)(bo)”假(jia)說,認為和光一(yi)(yi)樣,一(yi)(yi)切物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)都具有波(bo)(bo)(bo)粒二象(xiang)性(xing)。根據(ju)這(zhe)一(yi)(yi)假(jia)說,電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)也會(hui)具有干涉和衍射(she)等波(bo)(bo)(bo)動現象(xiang),這(zhe)被后(hou)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)衍射(she)試驗所證(zheng)實。)
重力(li)和(he)其(qi)(qi)它(ta)基本作(zuo)用(yong)力(li)如(ru)(ru)電磁(ci)力(li)之間(jian)(jian)的(de)關系,是(shi)物理學長期以(yi)來(lai)(lai)(lai)最引人關注的(de)奧秘之一。最早在(zai)(zai)1919年(nian)提出的(de)一種(zhong)理論(lun)認(ren)為:如(ru)(ru)果(guo)宇宙增加(jia)一個(ge)維(wei)(wei)(wei)度(du),重力(li)仍(reng)存在(zai)(zai)前四(si)維(wei)(wei)(wei)中(三(san)維(wei)(wei)(wei)空(kong)間(jian)(jian)+時(shi)間(jian)(jian));但是(shi)其(qi)(qi)它(ta)基本作(zuo)用(yong)力(li),則由(you)四(si)維(wei)(wei)(wei)空(kong)間(jian)(jian)在(zai)(zai)第(di)五(wu)維(wei)(wei)(wei)上卷(juan)(juan)起來(lai)(lai)(lai)而自(zi)然生(sheng)成(cheng)。但是(shi)由(you)于第(di)五(wu)維(wei)(wei)(wei)度(du)對我們而言(yan)是(shi)隱(yin)形(xing)的(de),既(ji)看不(bu)見(jian)也摸不(bu)著(zhu),所以(yi)它(ta)應該(gai)是(shi)蜷曲(qu)起來(lai)(lai)(lai)的(de)。(譯(yi)者注:這(zhe)(zhe)里(li)(li)非常難(nan)以(yi)理解,我的(de)想(xiang)(xiang)法(fa)是(shi)用(yong)降維(wei)(wei)(wei)的(de)方法(fa)來(lai)(lai)(lai)想(xiang)(xiang)象。比(bi)如(ru)(ru)說假設(she)有一個(ge)完全靜(jing)止的(de)三(san)維(wei)(wei)(wei)空(kong)間(jian)(jian),如(ru)(ru)果(guo)增加(jia)一個(ge)第(di)四(si)維(wei)(wei)(wei)度(du)時(shi)間(jian)(jian),把三(san)維(wei)(wei)(wei)空(kong)間(jian)(jian)卷(juan)(juan)曲(qu)包裹起來(lai)(lai)(lai)。那么生(sheng)活(huo)在(zai)(zai)三(san)維(wei)(wei)(wei)空(kong)間(jian)(jian)里(li)(li)的(de)人是(shi)看不(bu)到時(shi)間(jian)(jian)的(de),而且三(san)維(wei)(wei)(wei)空(kong)間(jian)(jian)里(li)(li)的(de)一切變化其(qi)(qi)實都是(shi)由(you)時(shi)間(jian)(jian)與空(kong)間(jian)(jian)卷(juan)(juan)曲(qu)自(zi)然引起的(de)。)這(zhe)(zhe)個(ge)理論(lun)最終產(chan)生(sheng)了弦理論(lun),且迄今仍(reng)出現在(zai)(zai)大多數弦理論(lun)的(de)核心(xin)分(fen)析中。
由于(yu)第五(wu)維(wei)度極小,只有(you)像(xiang)粒子一(yi)(yi)樣的(de)(de)微型(xing)物體(ti)才能在(zai)上(shang)面移動(dong)。又(you)由于(yu)第五(wu)維(wei)度是(shi)(shi)自我蜷曲的(de)(de),這(zhe)(zhe)些微粒最(zui)終又(you)會(hui)(hui)轉回初始位(wei)置。(譯(yi)者注:類似于(yu)圓周運動(dong),周而復始)但是(shi)(shi)黑(hei)洞(dong)在(zai)第五(wu)維(wei)度上(shang)就要復雜許多(duo)。當黑(hei)洞(dong)擴(kuo)展到第五(wu)維(wei)度,它就變成“黑(hei)弦(xian)(xian)(xian)”。和(he)正常的(de)(de)黑(hei)洞(dong)不(bu)同,黑(hei)弦(xian)(xian)(xian)很不(bu)穩定(ding)(這(zhe)(zhe)里忽(hu)略了四維(wei)黑(hei)洞(dong)其實最(zui)終會(hui)(hui)蒸發(fa))。多(duo)個(ge)(ge)(ge)黑(hei)洞(dong)會(hui)(hui)串在(zai)一(yi)(yi)根(gen)長長的(de)(de)黑(hei)弦(xian)(xian)(xian)上(shang),和(he)更遠的(de)(de)黑(hei)弦(xian)(xian)(xian)連在(zai)一(yi)(yi)起,直到黑(hei)弦(xian)(xian)(xian)完全折(zhe)斷,留(liu)下一(yi)(yi)組黑(hei)洞(dong)為止。這(zhe)(zhe)些四維(wei)黑(hei)洞(dong)會(hui)(hui)并成一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)更大的(de)(de)黑(hei)洞(dong)。最(zui)有(you)趣的(de)(de)是(shi)(shi),根(gen)據現在(zai)的(de)(de)模(mo)型(xing),最(zui)終的(de)(de)黑(hei)洞(dong)是(shi)(shi)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)“裸(luo)”奇(qi)(qi)點。也就是(shi)(shi)說(shuo)它沒有(you)被(bei)視(shi)界(jie)包圍,這(zhe)(zhe)違背了宇(yu)宙監督(du)(du)假設。因為視(shi)界(jie)會(hui)(hui)阻止任(ren)何事件從奇(qi)(qi)點中逃(tao)逸,所以(yi)任(ren)何奇(qi)(qi)點都應該被(bei)視(shi)界(jie)包起來(lai),以(yi)防(fang)奇(qi)(qi)點附近(jin)發(fa)生的(de)(de)時空穿越改變整個(ge)(ge)(ge)宇(yu)宙的(de)(de)歷史。(譯(yi)者注:如果(guo)宇(yu)宙監督(du)(du)假說(shuo)成立,那么誰來(lai)負責(ze)確保天網恢(hui)恢(hui),疏而不(bu)漏任(ren)何“裸(luo)起點”呢?也許就是(shi)(shi)上(shang)帝、真主、我佛(fo)之類的(de)(de)大牛了。)
同時(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)相對性(xing)是(shi)(shi)指,兩件事(shi)情同時(shi)(shi)發(fa)生與(yu)否是(shi)(shi)相對的(de)(de)(de)(de)(de),取(qu)決于觀察(cha)者(zhe)所(suo)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)位。這(zhe)是(shi)(shi)奇特相對論的(de)(de)(de)(de)(de)奇怪推論,對于不(bu)是(shi)(shi)發(fa)生在(zai)(zai)(zai)同一(yi)地方(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)任何事(shi)件都適(shi)用。比如說(shuo),如果(guo)在(zai)(zai)(zai)火星和金星各(ge)放一(yi)束煙(yan)花(hua),某個(ge)方(fang)位的(de)(de)(de)(de)(de)太空旅行者(zhe)可能會(hui)說(shuo)它(ta)們(men)同時(shi)(shi)發(fa)生(如果(guo)兩束煙(yan)花(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)線同時(shi)(shi)到(dao)達(da)他的(de)(de)(de)(de)(de)眼睛);另一(yi)個(ge)太空旅行者(zhe)可能會(hui)說(shuo)火星上的(de)(de)(de)(de)(de)煙(yan)花(hua)先放;其他人(ren)也許會(hui)說(shuo)金星上的(de)(de)(de)(de)(de)煙(yan)花(hua)先放。這(zhe)是(shi)(shi)因為觀察(cha)者(zhe)所(suo)處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)位不(bu)同造成了他們(men)看(kan)到(dao)煙(yan)花(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)順(shun)序不(bu)同,從而(er)導致他們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)看(kan)法不(bu)同。所(suo)以每個(ge)觀察(cha)者(zhe)的(de)(de)(de)(de)(de)看(kan)法都是(shi)(shi)相對的(de)(de)(de)(de)(de),沒有人(ren)是(shi)(shi)絕對正確的(de)(de)(de)(de)(de)。
這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)樣一(yi)(yi)來,可能會發(fa)生(sheng)一(yi)(yi)些(xie)怪(guai)事。比(bi)如(ru)說(shuo),有(you)人(ren)會先看(kan)(kan)(kan)到(dao)(dao)事件的結果(guo)再(zai)看(kan)(kan)(kan)到(dao)(dao)原(yuan)因(yin)(yin)(yin)。(例如(ru),先看(kan)(kan)(kan)到(dao)(dao)炸(zha)(zha)彈(dan)爆炸(zha)(zha)再(zai)看(kan)(kan)(kan)到(dao)(dao)有(you)人(ren)點燃引(yin)信。)不(bu)過除非跑(pao)得比(bi)光(guang)速還快(kuai),即(ji)使你(ni)先看(kan)(kan)(kan)到(dao)(dao)了結果(guo)也(ye)來不(bu)及去改變原(yuan)因(yin)(yin)(yin)。這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)也(ye)是超光(guang)速旅行(xing)被認為是不(bu)可能的原(yuan)因(yin)(yin)(yin)之一(yi)(yi)。因(yin)(yin)(yin)為這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)與時光(guang)穿越(yue)類(lei)似,你(ni)可以在結果(guo)發(fa)生(sheng)后去改變原(yuan)因(yin)(yin)(yin)。這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)毫無意(yi)義。(譯者(zhe)注:如(ru)果(guo)你(ni)先看(kan)(kan)(kan)到(dao)(dao)炸(zha)(zha)彈(dan)爆炸(zha)(zha),然后以超光(guang)速飛過去把引(yin)信給(gei)滅了。這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)樣一(yi)(yi)來,炸(zha)(zha)彈(dan)就不(bu)會爆炸(zha)(zha)了,你(ni)又如(ru)何會看(kan)(kan)(kan)到(dao)(dao)炸(zha)(zha)彈(dan)爆炸(zha)(zha)?這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)也(ye)是為什么有(you)人(ren)發(fa)明了平(ping)行(xing)世(shi)界,但是平(ping)行(xing)世(shi)界問題(ti)更多,這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)里就不(bu)跑(pao)題(ti)了。)
愛因斯坦廣義(yi)相對(dui)論有一(yi)個預(yu)測(ce)(ce):當一(yi)個巨大(da)的(de)(de)(de)物體移(yi)動時,會拖拽(zhuai)周(zhou)圍的(de)(de)(de)時空(kong),從而(er)拉著附近的(de)(de)(de)物體一(yi)起(qi)動。不(bu)管(guan)巨物是(shi)平移(yi)還是(shi)旋轉,都會如此。雖然(ran)這種效應非常微弱(ruo),但是(shi)已經(jing)被實驗(yan)證明確實存在。2004年發起(qi)的(de)(de)(de)重(zhong)力探測(ce)(ce)器B實驗(yan),就是(shi)為(wei)了(le)測(ce)(ce)量(liang)(liang)地球附近的(de)(de)(de)時空(kong)扭曲。雖然(ran)干擾(rao)源比預(yu)期(qi)要大(da),慣性(xing)系拖拽(zhuai)效應測(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)不(bu)確定(ding)性(xing)為(wei)15%。(譯者注(zhu):換句話說,慣性(xing)系拖拽(zhuai)效應存在的(de)(de)(de)可能性(xing)高達(da)85%。)進(jin)一(yi)步分析有望(wang)更大(da)程度上減少(shao)測(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)不(bu)確定(ding)性(xing)。
實際(ji)測(ce)量(liang)與(yu)預測(ce)結果(guo)非常接近(jin):由于地球旋(xuan)轉的(de)緣(yuan)故,軌道上(shang)的(de)探測(ce)器與(yu)地球之間的(de)距(ju)離(li)每年拉近(jin)2米左右(you)。這純粹是(shi)(shi)由于地球的(de)龐大體(ti)重造成周(zhou)圍的(de)時(shi)(shi)空(kong)扭曲,從而(er)產(chan)生的(de)慣(guan)性系(xi)拖拽效應所致。但(dan)是(shi)(shi)探測(ce)器是(shi)(shi)感覺不(bu)到這種額外加(jia)速的(de),因為探測(ce)器本(ben)身并沒有加(jia)速,而(er)是(shi)(shi)它(ta)所在(zai)的(de)時(shi)(shi)空(kong)拖拽所致。這就像拉扯(che)桌子(zi)底(di)下(xia)的(de)地毯,桌子(zi)會動(dong),但(dan)不(bu)是(shi)(shi)桌子(zi)自己(ji)在(zai)動(dong)。(譯者(zhe)注:這與(yu)禪意 “不(bu)是(shi)(shi)風動(dong),而(er)是(shi)(shi)心動(dong)”何其類似(si)。心扭曲了(le)眼中看(kan)到的(de)時(shi)(shi)空(kong)倒(dao)影(ying),導致時(shi)(shi)空(kong)倒(dao)影(ying)中的(de)物體(ti)跟著一起波(bo)動(dong)。)
(譯(yi)者(zhe)注(zhu):1. Casimir Plates卡西(xi)米爾盤子;2.Vacuum fluctuation,真空漲落)
理論上(shang),絕(jue)對零度(du)(du)?273.15°C應(ying)該(gai)是(shi)能(neng)(neng)(neng)達到(dao)(dao)的(de)最低(di)(di)溫度(du)(du),在(zai)(zai)此溫度(du)(du)下(xia)所有粒子(zi)(zi)運動完全停止。但是(shi)因(yin)為(wei)(wei)在(zai)(zai)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)力學中,每個(ge)(ge)粒子(zi)(zi)都有被(bei)稱為(wei)(wei)“零點能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)”的(de)最低(di)(di)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang);因(yin)此實際上(shang)你永遠無法(fa)把東(dong)西(xi)冷卻(que)到(dao)(dao)絕(jue)對零度(du)(du)。更顯著的(de)是(shi):不(bu)但粒子(zi)(zi)有最低(di)(di)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang),真空(kong)也有,即“真空(kong)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)”。只要(yao)做(zuo)一個(ge)(ge)相當簡單(dan)的(de)實驗,就能(neng)(neng)(neng)證明“真空(kong)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)”的(de)存在(zai)(zai)。在(zai)(zai)真空(kong)中放入兩個(ge)(ge)金屬(shu)盤(pan)(pan)子(zi)(zi),讓它(ta)們靠攏,當盤(pan)(pan)子(zi)(zi)間(jian)的(de)距離縮小到(dao)(dao)一定程度(du)(du)時,它(ta)們會自動吸(xi)附在(zai)(zai)一起。這是(shi)因(yin)為(wei)(wei)盤(pan)(pan)子(zi)(zi)間(jian)的(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)只能(neng)(neng)(neng)在(zai)(zai)特定頻(pin)率(lv)共(gong)振,而(er)盤(pan)(pan)子(zi)(zi)外的(de)真空(kong)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)幾(ji)乎可以在(zai)(zai)任何頻(pin)率(lv)共(gong)振。由(you)于盤(pan)(pan)子(zi)(zi)外的(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)要(yao)大于盤(pan)(pan)子(zi)(zi)間(jian)的(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang),盤(pan)(pan)子(zi)(zi)被(bei)擠壓(ya)在(zai)(zai)一起。盤(pan)(pan)子(zi)(zi)靠得(de)越(yue)近,壓(ya)力越(yue)強(qiang)。在(zai)(zai)約10納米(mi)間(jian)距的(de)時候,這種效應(ying)(卡西(xi)米(mi)爾效應(ying))會產(chan)生1個(ge)(ge)大氣壓(ya)的(de)壓(ya)力。因(yin)為(wei)(wei)盤(pan)(pan)子(zi)(zi)間(jian)的(de)真空(kong)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)要(yao)低(di)(di)于正常的(de)零點能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang),被(bei)稱為(wei)(wei)負能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)。負能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)有一些(xie)不(bu)尋常的(de)屬(shu)性(xing)。
比方(fang)說,在負(fu)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)中(zhong)(zhong),光(guang)速(su)(su)要比在正常真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)中(zhong)(zhong)快(kuai)。也(ye)就(jiu)是(shi)(shi)(shi)說有一(yi)天,我們(men)可能(neng)(neng)在類似負(fu)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)的(de)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)泡泡中(zhong)(zhong)以超光(guang)速(su)(su)飛行。雖然理論(lun)(lun)(lun)上(shang)可能(neng)(neng)存(cun)在可穿(chuan)越的(de)蟲(chong)(chong)洞,但是(shi)(shi)(shi)蟲(chong)(chong)洞會(hui)在產生的(de)瞬間即刻消(xiao)失(shi),無法保持打開(kai)的(de)狀態(tai)。而負(fu)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)卻(que)可以用來頂住(zhu)打開(kai)的(de)可穿(chuan)越蟲(chong)(chong)洞。負(fu)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)還會(hui)導(dao)(dao)致黑洞蒸(zheng)發(fa)。真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)常被(bei)各種理論(lun)(lun)(lun)模型(xing)描述為突(tu)然產生和(he)湮沒(mei)的(de)虛擬粒(li)(li)(li)子(zi)。因為只要粒(li)(li)(li)子(zi)在產生后(hou)馬上(shang)湮沒(mei)就(jiu)不會(hui)違背(bei)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)守(shou)恒定(ding)律(lv)。但是(shi)(shi)(shi),如(ru)果兩(liang)(liang)個(ge)(ge)粒(li)(li)(li)子(zi)在黑洞的(de)視界產生,就(jiu)有可能(neng)(neng)一(yi)個(ge)(ge)粒(li)(li)(li)子(zi)從(cong)黑洞中(zhong)(zhong)逃(tao)逸,另一(yi)個(ge)(ge)卻(que)掉了進去。這(zhe)樣它們(men)就(jiu)不可能(neng)(neng)消(xiao)失(shi),兩(liang)(liang)個(ge)(ge)粒(li)(li)(li)子(zi)都(dou)變成(cheng)負(fu)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)。(譯者注,通常真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)的(de)粒(li)(li)(li)子(zi)被(bei)認為是(shi)(shi)(shi)成(cheng)對出現成(cheng)對消(xiao)失(shi)。)當負(fu)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)粒(li)(li)(li)子(zi)掉進黑洞,它會(hui)降低而不是(shi)(shi)(shi)增加(jia)黑洞的(de)質量(liang)(liang)(liang)。隨(sui)著時間的(de)推移,這(zhe)樣的(de)粒(li)(li)(li)子(zi)會(hui)最終(zhong)導(dao)(dao)致黑洞完全蒸(zheng)發(fa)。由于最初這(zhe)個(ge)(ge)理論(lun)(lun)(lun)是(shi)(shi)(shi)斯(si)蒂芬-霍(huo)金(jin)提出的(de),從(cong)黑洞中(zhong)(zhong)逃(tao)逸的(de)粒(li)(li)(li)子(zi)被(bei)稱之為霍(huo)金(jin)輻(fu)射。這(zhe)是(shi)(shi)(shi)第(di)一(yi)個(ge)(ge)被(bei)接受的(de)量(liang)(liang)(liang)子(zi)論(lun)(lun)(lun)和(he)廣(guang)義相(xiang)對論(lun)(lun)(lun)的(de)統一(yi)理論(lun)(lun)(lun),也(ye)是(shi)(shi)(shi)霍(huo)金(jin)迄今為止最偉大(da)的(de)科學成(cheng)就(jiu)。
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