逃脫黑洞的可能:《時空旅行的夢想家:史蒂芬‧霍金》選摘(2)

「一九七三年,他決定轉換陣地,透過量子力學的眼界來檢視黑洞。這是史上第一次,有人認真嘗試結合二十世紀兩大理論:相對論和量子力學,並成功讓兩者融於一爐⋯⋯」(資料照,美聯社)
「一九七三年,他決定轉換陣地,透過量子力學的眼界來檢視黑洞。這是史上第一次,有人認真嘗試結合二十世紀兩大理論:相對論和量子力學,並成功讓兩者融於一爐⋯⋯」(資料照,美聯社)

一九七〇年十二月,霍金首度向科學界發表有關黑洞事件視界永遠不會變小的觀點,當時他在德州相對論天體物理學研討會(Texas Symposium of Relativistic Astrophysics)上堅稱,儘管事件視界面積增大和熵增大確實相仿,兩邊卻也只是一種類比。

惠勒另一位叫做雅各布.貝肯斯坦(Jacob Bekenstein)的普林斯頓研究生,則有不同見解。貝肯斯坦堅稱黑洞事件視界的面積不只是像熵,那就是熵。當你測量事件視界的面積,同時也是在測量黑洞的熵。倘若你把熵拋進黑洞,你並不會摧毀熵。黑洞始終有熵,你只是增加熵的量。

當某件事物落入黑洞,好比一盒分子,它就會增添黑洞的質量,於是事件視界也跟著變大。同時,它還會增添黑洞的熵量。

這一切把我們帶進一場困局。若某件事物有熵,意思就是它有溫度,不是完全寒冷的。若某件事物有溫度,它就必定散發能量。若某件事物散發能量,你就不能說沒有東西從那裡出來。照理說,是不會有東西從黑洞出來的。

霍金認為貝肯斯坦錯了。他很惱怒,覺得貝肯斯坦誤用了他有關事件視界永遠不會增大的發現。一九七二和七三年期間,他和詹姆斯.巴丁(James Bardeen)與卡特兩位物理學家聯手合作,

結果似乎真的該認輸了,他們做出足足四個黑洞力學定律,而且「只要我們把『視界面積』一詞拿掉,把『熵』換上,再把『視界表面重力』換上『溫度』」,看來也就和熱力學四項著名定律幾乎如出一轍。不論如何,三位作者依然強調這些都不過是類比,然後他們還在最終版論文重申,他們的四項黑洞力學定律和熱力學四項定律雷同,卻又有所區別。儘管熵和事件視界的面積有眾多相似之處,然而黑洞並不放射出任何東西,因此不可能有熵。貝肯斯坦是沒辦法反駁這個論點的,不過即便他以一個研究生,隻身對抗三位地位穩固的物理學家,他依然不信服。到頭來仍是霍金、巴丁和卡特錯了,最後是由霍金親自說明個中原委。

一九六二年,霍金開始攻讀劍橋研究所,那時他選擇研究非常大尺度的宇宙學,而不是研究非常小尺度的量子力學。但到了一九七三年,他決定轉換陣地,透過量子力學的眼界來檢視黑洞。這是史上第一次,有人認真嘗試結合二十世紀兩大理論:相對論和量子力學,並成功讓兩者融於一爐,這種融合(你應該記得第二章也曾著墨)就是邁向統世理論的艱難路障。

一九七三年一月,霍金三十一歲。他的第一本大部頭書籍就在這新的一年發表,新書由他和埃利斯合寫,題獻給夏瑪。霍金形容那本《時空大尺度結構》(The Large Scale Structure of Space Time)是「高度技術性,而且相當難讀」的著作。如今學術書店仍有那本書,若是你抽出那本書,而你也不是學有所成的物理學家,大概就會贊同他這句話。儘管那本書的銷售量永遠比不上《時間簡史》,卻已經成為那個領域的經典論述。 (相關報導: 天才物理學家霍金成名作你看了嗎?《宇宙膨脹的屬性》開放全文下載 朝聖人潮太多網站癱瘓 更多文章

當年八月和九月,就在劍橋放長假之時,霍金和潔恩聯袂前往華沙,慶祝哥白尼五百歲冥誕,隨後又轉往莫斯科。由於索恩當時和蘇俄幾位物理學家合作研究已有五年,也深知蘇聯內情,於是他們要求索恩一道前往。霍金希望和雅可夫.澤爾多維奇(Yakov Borisovich Zel'dovich),以及他的研究生亞歷山大.斯塔羅賓斯基(Alexander Starobinsky)討論。這兩位俄羅斯物理學家已經有辦法闡明:從測不準原理可以推知,旋轉黑洞能生成、釋出粒子,而促成這種現象的是黑洞的轉動能量。這種輻射應該是發自事件視界外側接壤位置,而且會減緩黑洞轉速,到最後就不再轉動並停止輻射。霍金認為,澤爾多維奇和斯塔羅賓斯基確實能夠做出重要成果,不過他也覺得他們的計算還不夠好。回到劍橋之後,他決意設計一種更好的數學處理做法。

因為你,我們得以前進,你的支持是我們的動力
更多文章
觀點投書:從北檢洩密看偵查不公開
邱坤良專欄:丁酉年藝文類年度笑話─兩藝大校長大辯論
觀點投書:來年誰當台北市長?此刻危機最大的是柯文哲
觀點投書: 黃國昌的公道話與心裡話是?
不愛自己的人無法獲得幸福!但怎麼愛滿身缺點的自己?日本精神科醫師幫病患這麼做
合力治理空污 中台灣七首長四訴求爭取中央支持
獨家》解決濁水溪旱季揚塵空汚 農委會準備花5億元用稻草覆蓋高灘地
英國解密六四文件:解放軍27軍裝甲車「把人壓成餡餅」死亡至少1萬人
曾向日本求償卻被法院駁回》南韓慰安婦宋神道95歲離世 在世韓籍慰安婦剩32人
新新聞》高喊「狼來了」 余光中是告密者?
文在寅訪中破冰?韓媒一片負評:薩德只是假議題,中國想建「新朝貢體制」
新新聞》鴻海神祕子公司赴中掛牌 掀骨牌效應?
為何多數現代人,書頂多翻個十頁就看不下去了?她中肯道破原因,所有人都沉默了
前瞻建設避免中國砂石「斷源」 行政院研擬降低河砂標售價格
台大校長候選人建議「減少招生」:東大才27000人,我們多5000人,怎麼可能比他好?
機捷運量 鄭文燦:將朝提升目標邁進
獲贈體外震波碎石機 國軍新竹醫院醫備再升級
新新聞》直球對決慘勝 黃國昌還選新北市長?
全球傳動智能競賽 私立科大勇奪四大獎
勞團周六上街抗議《勞基法》修法 卓榮泰:謹慎進行維安工作,正視此事
新新聞》無聲無息的總統 小英怎麼不見了!
王炳忠直播檢調搜索,邱太三說話了
私校發表「藍鑽曙光」Logo 首創新課網創新教案首例
新新聞》龍鷹台海鬥 美艦泊台中國就武統?
文在寅前腳才離開… 中國再啟旅遊「禁韓令」 封鎖赴韓團體旅遊
科技、學術指標人物站台力挺 新竹縣長參選人24日辦誓師大會
內定徵召投入南投縣長選舉,蔡英文盛讚洪國浩「善良、腳踏實地」
榮總桃分院斥資八百萬 成立彩虹失智照護中心
被野生捕捉吃牛肉麵 周美青專心吃麵、馬英九東張西望
求歡的聲音大到像機關槍,「炒」到人家快耳聾!墨西哥這群淫蕩分子簡直太超過
法人得指派自然人任董監事 綠委諷「背後靈」條款籲《公司法》刪除
死了6個消防員、桃市府層層警力擋下陳情 新屋大火罹難者家屬道出喪子無奈
「葉菊蘭當年無意選高雄市長」前幕僚駁陳菊:葉曾帶陳去和蘇嘉全溝通
「長得胖,連找工作都難!」她寫下血淚經歷轟動巴黎,連市長都出面力反這病態價值觀…
2018 WTA台灣公開賽》李亞軒獲外卡 謝淑薇也有機會
北市估明年脫離「千億債務俱樂部」 柯P下屆目標設定債務低於台中
獨立夢存續的關鍵戰》加泰隆尼亞議會21日選舉 兩成選民還沒決定 統派獨派五五波拉鋸
全台拚活化,各縣市開挖舊掩埋場,反倒挖出更多難題
江歌案一審宣判》兇手獲判20年有期徒刑,中國留日渣男當庭暈厥
「台灣怎麼窮到這個地步!」TED門票收4800元,卻不付講師費,她一席話揭露鬼島醜態…
被檢調搜索之後... 王炳忠網路聲量瞬間變「網紅」
王炳忠等4人遭搜索帶回 吳敦義質疑蔡政府:民主法治到底是不是台灣驕傲?
「有強力的證據」美國防部前官員親口證實UFO真的存在!原來它們長這樣…
兇手居然是他?5本懸疑小說,讓我們跟著故事中的主角,屏住呼吸直到最後一刻
北韓小孩都看什麼卡通?「少年將帥」、「藍波馬鈴薯」一播就是幾十年
讓世界聽見台灣!深入秘境錄下浪濤、樹蛙、夜市聲,2位年輕人用最美日常為台發聲!
自曝與陳菊2年前手拉手競選照片!管碧玲:那天,是為了支持我!
消防員不用再「捕蜂捉蛇做功德」!新北首創動物救援中心
台灣指標民調》六都市長好感度,柯文哲在三都拿下第一、桃南高排第二
川普的國會首勝?30年來最大稅改只差臨門一腳,就等眾議院最終表決