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商灏
霍金今天坐着轮椅离开了地球。
3月14日,在其英格兰剑桥的家中,76岁的著名物理学家斯蒂芬威廉霍金教授,终于被对他忍无可忍的星外文明带走约谈了。
霍金预言地球将变成火球
永远好奇的人类对于星外文明始终充满好奇。首要的问题是,宇宙究竟有多大?大爆炸前宇宙是什么样?
主要研究宇宙论和黑洞的英国剑桥大学著名物理学家斯蒂芬威廉霍金告诉人类:“宇宙的边界就是它没有边界,大爆炸前宇宙什么都没有。”——霍金证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型,为量子力学的发展做出了重要贡献。
身有罕见残疾(肌肉萎缩性侧索硬化症)的霍金,虽然一辈子坐在轮椅上,但他的思想却以光速遨游太空,并预言年左右地球接近变暖不可逆转临界点而最终变成火球,那时人类必须离开地球。
除了预言地球即将面临的各种风险,霍金更提醒人类正在创造一个毁灭自己的怪物:人工智能。他警告说:“制造能够思考的机器无疑是对人类自身存在的巨大威胁。当人工智能发展完全,就将是人类的末日。”他强调:“成功地创造出人工智能是人类历史上伟大的进步。但这极有可能是人类文明最后的进步。”
然而,当人类用科技毁掉了地球,之后是否也只有科技能帮助人类在外星球继续繁衍?霍金的看法是:“人类灭绝是可能发生的,但却不是不可避免的。我是个乐观主义者,我相信科学技术的发展和进步最终可以带领人类冲出太阳系,到达宇宙中更遥远的地方。”霍金曾在年与俄罗斯投资大亨尤里米尔纳共同启动了“突破摄星”计划,希望以1/5的光速将飞行器送至半人马座阿尔法星系,以此让星际航行变成现实。
“突破摄星”计划是向太阳系最近的星系——半人马座阿尔法星系发送一个探测器,探索该星系的宜居行星。霍金说,“突破摄星”是人类初步迈向外太空的机会,方式是以光束来驱动纳米飞行器的前进,速度能达到光速的五分之一。20年后到达半人马座阿尔法星系。其轨迹可能包括“比邻星b”,这颗位于半人马座阿尔法星系宜居带的行星,与地球的大小类似。
年,德国哲学家、天文学家康德问:在宇宙开始之前为什么有无限的时间?在所有这些时候宇宙在做什么?宇宙为什么现在不处于热平衡状态?年,在霍金等人建立的宇宙模型里,宇宙大爆炸真实存在,并开启了时间,而时间的终点则在黑洞。霍金在年提出了著名的“霍金辐射”理论,认为黑洞在形成中质量减少的同时,还不断以能量形式向外界发出辐射。但一旦黑洞浓缩并蒸发消失后,其中的所有信息就随之消失,与量子力学认定该类物质信息永不会完全消失的理论相矛盾。这就是所谓的“黑洞悖论”。对这一矛盾观点,霍金30多年后承认,他最初有关黑洞边界“视界”的认识存在缺陷,光线其实可以穿越视界,而黑洞从来都不会完全关闭自身,物质和能量在被黑洞困住一段时间后,又会被重新释放到宇宙中。
霍金著名的三大理论
在著名的《时间简史》一书中,霍金系统论证了以上提到的三大理论。
第一个理论,“奇点定理”:根据当前的理论和观测结果,如今广袤巨大的宇宙,一定起源于一个无限小的奇点之中。这一理论认为,宇宙起源于一个奇点,奇点处的爆炸产生了粒子和能量,粒子间的作用产生了星云,进而演化成当今世界。宇宙仍在膨胀着,将来会继续膨胀,膨胀到极致时或转而收缩,变回当初的那个奇点。霍金还用欧几里得算法来描述:大爆炸之前,“实时(我们经历的平常时间)”被“虚时”(想像时间)取代。真实时间可以想象成一条水平线,左边表示过去,右边表示未来。但其实垂直方向上还有一条线,这便是虚时。虚时不在我们平常经历的时间范围内,但某种意义上,虚时与实时一样真实存在。正如科学家们现在所知,宇宙在大爆炸后不断膨胀。同理,当向反方向审视时,宇宙就是在不断收缩。只要回放足够远(大约亿年),整个宇宙就会缩小到一个原子的大小。这个所有事物的原子球被称为奇点。在这极小的、密度极高的热能和能量微粒中,物理和时间法则停止运作,此时的时间便是虚时。
第二个理论,“无边界宇宙模型”:宇宙没有开端和起点。霍金说,“我们所经历的真实时间在大爆炸后才出现”。但这不意味着大爆炸之前就没有“时间”,而是时间的状态不同。根据爱因斯坦广义相对论,空间和时间共同形成不平坦的时空连续体,这个连续体被物质与能量弯曲。霍金认为时间此时会“弯曲”。霍金坚称,宇宙没有边界,从本质上看,时空曲面可以跟地球进行比较。
第三个理论,“黑洞辐射”:黑洞的边缘,其实在一刻不停地向外产生粒子对,其中带有负能量的会被黑洞吸收,带正能量的则可能从黑洞逃逸。
黑洞理论已被当今物理学界广泛接受。在现代广义相对论中,黑洞是宇宙空间内存在的一种密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小的奇异天体。它由质量足够大的恒星在核聚变反应燃料耗尽死亡后,发生自身引力坍缩而产生。黑洞是完全不反射光线的黑体,质量极其巨大,体积却十分微小。它巨大的引力,令任何物质一旦进入便再难逃脱,就连传播速度最快的光也逃逸不出。科学家们认为,黑洞把自己隐藏起来的“武器”是时空弯曲。由于黑洞的存在,被它挡着的恒星发出的光,有一部分会落入黑洞中消失,但另一部分光线则会通过弯曲的时空,绕过黑洞而到达地球。
年,霍金提出著名的“黑洞信息悖论”,认为黑洞辐射中并不包括黑洞内部物质的任何信息。一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后,黑洞内部的信息也就不知去向。霍金后来推翻了自己的论述,坦诚“黑洞信息悖论”有错误:黑洞同样遵守宇宙信息守恒律。
霍金引发星外文明