高德(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)完備(bei)(bei)定理(li)更(geng)像(xiang)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)組非常有(you)(you)趣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關于邏(luo)輯(ji)和哲學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數學(xue)定理(li),而(er)不(bu)是(shi)(shi)(shi)嚴(yan)格意義上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)科學(xue)。但是(shi)(shi)(shi)整體上(shang),這(zhe)些邏(luo)輯(ji)和哲學(xue)與(yu)科學(xue)密切相關。1931年,科特-高德(de)(de)證(zheng)明(ming)了該定理(li):因(yin)為任何稍微復(fu)雜一(yi)(yi)(yi)點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)邏(luo)輯(ji)體系(xi)都不(bu)可(ke)(ke)避免(mian)自(zi)我(wo)引用(yong);所(suo)(suo)以(yi)對(dui)于給定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)任意一(yi)(yi)(yi)組邏(luo)輯(ji)規則(ze),除了最簡單的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)之外,總(zong)會(hui)存在無法(fa)(fa)判(pan)定(證(zheng)明(ming)或證(zheng)偽)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)命(ming)題。這(zhe)表(biao)明(ming)了世界上(shang)不(bu)存在能夠證(zheng)明(ming)或證(zheng)偽所(suo)(suo)有(you)(you)命(ming)題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)終極數學(xue)體系(xi)。一(yi)(yi)(yi)個無法(fa)(fa)判(pan)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)命(ming)題可(ke)(ke)以(yi)被當成(cheng)是(shi)(shi)(shi)“我(wo)總(zong)是(shi)(shi)(shi)說(shuo)(shuo)謊(huang)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數學(xue)形式。由于該命(ming)題引用(yong)了描(miao)述它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)語(yu)言本身(譯者注:“我(wo)總(zong)是(shi)(shi)(shi)說(shuo)(shuo)謊(huang)”有(you)(you)兩(liang)方面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)意思,一(yi)(yi)(yi)方面是(shi)(shi)(shi)指命(ming)題要表(biao)達的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內容“我(wo)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)個愛(ai)說(shuo)(shuo)謊(huang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)人”,另(ling)一(yi)(yi)(yi)方面也可(ke)(ke)以(yi)指描(miao)述它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)語(yu)言“我(wo)說(shuo)(shuo)‘我(wo)總(zong)是(shi)(shi)(shi)說(shuo)(shuo)謊(huang)’是(shi)(shi)(shi)說(shuo)(shuo)謊(huang),其(qi)實我(wo)不(bu)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)個愛(ai)說(shuo)(shuo)謊(huang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)人”),所(suo)(suo)以(yi)永遠無法(fa)(fa)知道(dao)這(zhe)個命(ming)題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)真假。盡管如此(ci),并不(bu)是(shi)(shi)(shi)只有(you)(you)自(zi)我(wo)引用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)命(ming)題才是(shi)(shi)(shi)無法(fa)(fa)判(pan)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。高德(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)完備(bei)(bei)定理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要結論是(shi)(shi)(shi),所(suo)(suo)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)邏(luo)輯(ji)體系(xi)都會(hui)存在無法(fa)(fa)證(zheng)明(ming)或證(zheng)偽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)命(ming)題。因(yin)此(ci),所(suo)(suo)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)邏(luo)輯(ji)體系(xi)都不(bu)“完備(bei)(bei)”。
不(bu)(bu)完(wan)備定(ding)理的(de)(de)(de)(de)哲學(xue)含(han)意(yi)廣為(wei)(wei)傳播。由(you)于(yu)沒(mei)有(you)一(yi)(yi)(yi)組(zu)規則能夠解釋所(suo)有(you)可(ke)能的(de)(de)(de)(de)事件或結(jie)果,所(suo)以(yi)物理學(xue)上的(de)(de)(de)(de)“終(zhong)極理論(lun)”是(shi)(shi)不(bu)(bu)存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)。同時,這(zhe)也說明(ming)(ming)(ming)(ming)了“證(zheng)(zheng)據(ju)”是(shi)(shi)比“真相(xiang)”更(geng)不(bu)(bu)靠譜的(de)(de)(de)(de)概念。這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)想法(fa)令科學(xue)家們(men)惴惴不(bu)(bu)安。因為(wei)(wei)這(zhe)意(yi)味著世(shi)界上總(zong)會存(cun)在(zai)無(wu)法(fa)被“證(zheng)(zheng)據(ju)”證(zheng)(zheng)明(ming)(ming)(ming)(ming)的(de)(de)(de)(de)“真相(xiang)”。由(you)于(yu)不(bu)(bu)完(wan)備定(ding)理對計算機也一(yi)(yi)(yi)樣適用,這(zhe)也意(yi)味著我們(men)的(de)(de)(de)(de)想法(fa)是(shi)(shi)不(bu)(bu)完(wan)備的(de)(de)(de)(de)。世(shi)界上有(you)些想法(fa)我們(men)永遠無(wu)法(fa)明(ming)(ming)(ming)(ming)了,這(zhe)包(bao)括我們(men)的(de)(de)(de)(de)想法(fa)是(shi)(shi)否一(yi)(yi)(yi)致(zhi)(比如(ru)(ru)說,我們(men)的(de)(de)(de)(de)理性是(shi)(shi)否包(bao)含(han)錯誤,自(zi)(zi)相(xiang)矛盾(dun))。這(zhe)是(shi)(shi)因為(wei)(wei)高德的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)完(wan)備第二(er)定(ding)理表(biao)示,沒(mei)有(you)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)一(yi)(yi)(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)(de)理論(lun)能夠證(zheng)(zheng)明(ming)(ming)(ming)(ming)自(zi)(zi)己(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)致(zhi)性。這(zhe)意(yi)味著,沒(mei)有(you)任何(he)理智的(de)(de)(de)(de)人(ren)能證(zheng)(zheng)明(ming)(ming)(ming)(ming)自(zi)(zi)己(ji)(ji)(ji)沒(mei)有(you)精神病。同樣,如(ru)(ru)果一(yi)(yi)(yi)個體(ti)系證(zheng)(zheng)明(ming)(ming)(ming)(ming)自(zi)(zi)己(ji)(ji)(ji)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)(de),那么這(zhe)就不(bu)(bu)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)個一(yi)(yi)(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)(de)體(ti)系。任何(he)自(zi)(zi)以(yi)為(wei)(wei)能證(zheng)(zheng)明(ming)(ming)(ming)(ming)自(zi)(zi)己(ji)(ji)(ji)沒(mei)精神病的(de)(de)(de)(de)人(ren)都是(shi)(shi)瘋子。(譯者注:有(you)點(dian)像喝醉的(de)(de)(de)(de)人(ren)總(zong)是(shi)(shi)說自(zi)(zi)己(ji)(ji)(ji)沒(mei)醉,自(zi)(zi)以(yi)為(wei)(wei)“舉世(shi)皆濁我獨醒”的(de)(de)(de)(de)屈原情何(he)以(yi)堪,無(wu)奈只能投江自(zi)(zi)盡了。自(zi)(zi)以(yi)為(wei)(wei)“才(cai)高八(ba)斗遇人(ren)不(bu)(bu)淑”的(de)(de)(de)(de)賈生多么落寞,不(bu)(bu)得不(bu)(bu)抱憾而終(zhong)。)
顧(gu)名思義,反(fan)(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)與物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)正好相反(fan)(fan)。反(fan)(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)攜(xie)帶(dai)的(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量與物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)一(yi)(yi)樣但是(shi)電荷恰好相反(fan)(fan)。約翰-惠(hui)勒和諾貝爾獎得主理查德-弗雷曼,他們基(ji)于物(wu)(wu)(wu)理體(ti)系中時(shi)間應該(gai)可以倒(dao)流(liu)的(de)(de)想法,提出(chu)了一(yi)(yi)種反(fan)(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)理論。例如,我們的(de)(de)太陽系軌道向后(hou)退應該(gai)和向前(qian)進(jin)遵(zun)守一(yi)(yi)樣的(de)(de)規律。有人因此提出(chu),反(fan)(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)只是(shi)時(shi)光(guang)倒(dao)流(liu)的(de)(de)普通物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)。這解釋了為什么反(fan)(fan)粒(li)(li)子會(hui)攜(xie)帶(dai)相反(fan)(fan)的(de)(de)電荷。因為如果電子在(zai)(zai)(zai)時(shi)光(guang)前(qian)進(jin)的(de)(de)時(shi)候被排(pai)斥,那么在(zai)(zai)(zai)時(shi)光(guang)倒(dao)流(liu)的(de)(de)時(shi)候應該(gai)被吸引。這也解釋了為什么物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)與反(fan)(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)會(hui)消失。這不是(shi)因為正方粒(li)(li)子對沖同歸于盡;其實(shi)(shi)是(shi)同一(yi)(yi)個粒(li)(li)子停止(zhi)后(hou)在(zai)(zai)(zai)時(shi)間維(wei)度上往(wang)回走。在(zai)(zai)(zai)真空中一(yi)(yi)對粒(li)(li)子產生并消失,其實(shi)(shi)不過(guo)是(shi)同一(yi)(yi)個粒(li)(li)子在(zai)(zai)(zai)時(shi)間維(wei)度上一(yi)(yi)會(hui)兒往(wang)前(qian)進(jin),一(yi)(yi)會(hui)兒往(wang)后(hou)倒(dao),如此不停反(fan)(fan)復,不死(si)不休。
雖然這(zhe)個(ge)理論(lun)的(de)準確性(xing)有(you)待商榷,它(ta)的(de)數學(xue)(xue)方(fang)案(an)與其(qi)它(ta)更傳(chuan)統的(de)理論(lun)一樣。約翰-惠勒起初提出該理論(lun)時說(shuo),這(zhe)也(ye)許回(hui)答了(le)為(wei)什(shen)么(me)宇宙中所(suo)有(you)電(dian)子屬性(xing)相同(tong)的(de)問題(ti)。這(zhe)個(ge)問題(ti)之前常(chang)為(wei)人所(suo)忽(hu)略。他表示,這(zhe)是(shi)(shi)由于電(dian)子經常(chang)從宇宙大爆(bao)炸與宇宙末日之間飛來(lai)飛去。雖然包(bao)含(han)(han)時光倒流(liu),但(dan)是(shi)(shi)該理論(lun)的(de)數學(xue)(xue)模(mo)型并不允許把信息(xi)帶回(hui)到過去。因為(wei)你無法通(tong)過移(yi)動反(fan)(fan)物質來(lai)影(ying)響(xiang)過去,移(yi)動它(ta)只會(hui)影(ying)響(xiang)反(fan)(fan)物質本身,即你的(de)未(wei)來(lai)。(譯(yi)者注:這(zhe)里(li)實際上(shang)蘊含(han)(han)了(le)一個(ge)雙重否定,因為(wei)反(fan)(fan)物質其(qi)實是(shi)(shi)時間軸(zhou)上(shang)的(de)反(fan)(fan)向物質,它(ta)的(de)過去就是(shi)(shi)你的(de)未(wei)來(lai)。從某種程(cheng)度上(shang)來(lai)說(shuo),這(zhe)解(jie)釋了(le)為(wei)什(shen)么(me)歷史會(hui)重復自(zi)己的(de)原因。這(zhe)就好(hao)比回(hui)旋鏢(biao),扔(reng)出去(普通(tong)物質)又轉回(hui)來(lai)(變成反(fan)(fan)物質)。)
在大爆炸之(zhi)后(hou)不(bu)(bu)久,整(zheng)個(ge)宇宙(zhou)處(chu)于一(yi)片雜亂無章(zhang)的混沌狀(zhuang)態之(zhi)中。這意味著(zhu)細(xi)微的變化和(he)瑕疵并不(bu)(bu)會改變整(zheng)個(ge)宇宙(zhou)結構(gou)。但(dan)是隨著(zhu)宇宙(zhou)不(bu)(bu)斷膨脹冷卻,從(cong)無序(xu)變得有(you)序(xu),一(yi)個(ge)小(xiao)小(xiao)的波動就足(zu)以造(zao)成巨大的變化。
這就(jiu)像(xiang)是(shi)(shi)在地板(ban)上(shang)均勻地貼上(shang)瓷(ci)(ci)磚(zhuan)(zhuan)。如(ru)果(guo)有一(yi)(yi)塊瓷(ci)(ci)磚(zhuan)(zhuan)放歪了(le),其它瓷(ci)(ci)磚(zhuan)(zhuan)會跟(gen)著一(yi)(yi)起歪;這樣(yang)一(yi)(yi)來,整條(tiao)線(xian)上(shang)的(de)(de)(de)瓷(ci)(ci)磚(zhuan)(zhuan)都沒放好。宇(yu)(yu)宙(zhou)弦與此類似,它是(shi)(shi)時空上(shang)狹(xia)長(chang)的(de)(de)(de)瑕(xia)疵帶。大(da)部分(fen)宇(yu)(yu)宙(zhou)模型都有預測宇(yu)(yu)宙(zhou)弦,比如(ru)弦理(li)論里(li)兩種互不(bu)(bu)(bu)相干的(de)(de)(de)“弦”。如(ru)果(guo)宇(yu)(yu)宙(zhou)弦存在,每根弦都像(xiang)質(zhi)子一(yi)(yi)樣(yang)小,密度(du)卻(que)極大(da)。因此,一(yi)(yi)英里(li)長(chang)的(de)(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)弦可(ke)以和地球一(yi)(yi)樣(yang)重(zhong);但(dan)是(shi)(shi)它實際上(shang)沒有重(zhong)力,且僅在改變時空形(xing)態(tai)時才會影響四周(zhou)的(de)(de)(de)物體(ti)。因此,宇(yu)(yu)宙(zhou)弦本質(zhi)上(shang)不(bu)(bu)(bu)過是(shi)(shi)時空形(xing)態(tai)上(shang)的(de)(de)(de)“皺(zhou)紋(wrinkle)”。(譯者注,宇(yu)(yu)宙(zhou)弦其實不(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)物質(zhi),而是(shi)(shi)物質(zhi)所(suo)處的(de)(de)(de)時空中(zhong)有瑕(xia)疵的(de)(de)(de)部分(fen)。也就(jiu)是(shi)(shi)說,我(wo)們所(suo)處的(de)(de)(de)時空本身(shen)并非完美。這是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)說像(xiang)北緯30度(du),以及(ji)生活中(zhong)的(de)(de)(de)靈異事件并非完全是(shi)(shi)無稽之談。)
有(you)人認為宇(yu)(yu)宙(zhou)弦長(chang)得(de)離譜,最(zui)長(chang)可(ke)與(yu)上千銀河比肩(jian)。事實上,最(zui)近的(de)(de)(de)觀(guan)察和模擬顯示宇(yu)(yu)宙(zhou)弦之網(wang)絡貫穿整個宇(yu)(yu)宙(zhou)。曾經有(you)人以為這(zhe)是(shi)造成銀河組成超(chao)星系團(tuan)的(de)(de)(de)原因,不過后來這(zhe)種想法被拋棄。超(chao)星系團(tuan)由(you)最(zui)長(chang)可(ke)達(da)10億光(guang)年的(de)(de)(de)銀河“絲帶”(filament)組成。如果把(ba)兩根(gen)宇(yu)(yu)宙(zhou)弦靠攏在(zai)一起(qi),就會產生(sheng)獨特(te)的(de)(de)(de)時空效(xiao)應。有(you)人曾經展示它們(men)可(ke)以用來穿越時空。宇(yu)(yu)宙(zhou)弦還會產生(sheng)無與(yu)倫比的(de)(de)(de)至強引力波。現有(you)的(de)(de)(de)和待造的(de)(de)(de)引力波探測器就是(shi)為它們(men)準備的(de)(de)(de)。
(譯者注:1. classical physics: climbing the hill,經典物理爬(pa)山坡;2. quantum physics: "tunneling"static limit,量子物理穿隧道。)
量(liang)子隧穿效應是指粒子能夠穿過正常來說它的(de)(de)能量(liang)不足以通(tong)過的(de)(de)障礙。它能讓(rang)粒子通(tong)過不可逾越的(de)(de)物(wu)理障礙,或讓(rang)電(dian)子不用(yong)動能就脫離(li)原(yuan)子核的(de)(de)吸引力(li)。根據(ju)量(liang)子力(li)學,任何(he)粒子都有一定(ding)的(de)(de)可能出現在宇宙(zhou)的(de)(de)任何(he)地方。雖然粒子嚴重偏(pian)離(li)既定(ding)軌道的(de)(de)概率極(ji)低。
盡管當(dang)(dang)粒(li)(li)子(zi)遇到一個(ge)(ge)足夠小的(de)(de)障礙(ai)(約1-3納米寬)時,按(an)常(chang)理(li)(li)是(shi)無法逾越(yue)的(de)(de),但是(shi)實際(ji)上粒(li)(li)子(zi)直接(jie)穿過(guo)該(gai)障礙(ai)的(de)(de)可能(neng)性卻相當(dang)(dang)顯著。海(hai)森堡的(de)(de)測不(bu)準原(yuan)理(li)(li)可以解釋此現象(xiang)。該(gai)原(yuan)理(li)(li)表明我(wo)們能(neng)獲(huo)取的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)信息總是(shi)有限的(de)(de)。(百(bai)度百(bai)科:測不(bu)準原(yuan)理(li)(li)表明一個(ge)(ge)微觀粒(li)(li)子(zi)的(de)(de)某(mou)些物理(li)(li)量(liang)(如(ru)位置和(he)動(dong)(dong)量(liang),或方位角與動(dong)(dong)量(liang)矩,還(huan)有時間和(he)能(neng)量(liang)等),不(bu)可能(neng)同時具有確(que)定的(de)(de)數值,其中(zhong)一個(ge)(ge)量(liang)越(yue)確(que)定,另一個(ge)(ge)量(liang)的(de)(de)不(bu)確(que)定程度就越(yue)大。)粒(li)(li)子(zi)可以先從它所活(huo)動(dong)(dong)的(de)(de)系統里“借(jie)(jie)來”能(neng)量(liang)穿過(guo)障礙(ai),之后便失去(qu)“借(jie)(jie)來”的(de)(de)能(neng)量(liang)。
量子(zi)(zi)(zi)隧穿(chuan)發生在(zai)許多(duo)的物理過(guo)程中,比如說放射性衰變(bian)和(he)太陽上(shang)(shang)發生的核聚變(bian)。它還被用于(yu)某些(xie)電(dian)子(zi)(zi)(zi)元件,甚至生物系統的酶(mei)身(shen)上(shang)(shang)。例如,葡萄糖(tang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)酶(mei)是葡萄糖(tang)變(bian)成(cheng)過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫的催化(hua)(hua)(hua)劑,在(zai)催化(hua)(hua)(hua)過(guo)程中包括一(yi)個完整氧(yang)(yang)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)隧穿(chuan)。量子(zi)(zi)(zi)隧穿(chuan)還是掃描隧道電(dian)子(zi)(zi)(zi)顯(xian)微(wei)鏡的一(yi)大特色(se)。這(zhe)是第(di)一(yi)種能夠(gou)拍攝(she)和(he)操作(zuo)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)的顯(xian)微(wei)鏡。它通過(guo)測量精細探(tan)針(zhen)的電(dian)壓變(bian)化(hua)(hua)(hua)而(er)工作(zuo)。這(zhe)是由于(yu)電(dian)子(zi)(zi)(zi)在(zai)穿(chuan)越原(yuan)子(zi)(zi)(zi)間的真空時(稱為“禁(jin)區”)會產生量子(zi)(zi)(zi)隧穿(chuan)效(xiao)應,促(cu)使探(tan)針(zhen)在(zai)接近物體(ti)表面時發生電(dian)壓變(bian)化(hua)(hua)(hua)。這(zhe)保(bao)證(zheng)設備(bei)足(zu)夠(gou)靈(ling)敏(min),能夠(gou)生成(cheng)分辨率極高的圖像。同時還可以通過(guo)在(zai)設備(bei)的探(tan)針(zhen)上(shang)(shang)緩(huan)緩(huan)導入電(dian)流來移動原(yuan)子(zi)(zi)(zi)。
(譯者注(zhu):1. Ergosphere,能層(ceng);2. static limit,靜(jing)態極限;3. outer horizon,外部(bu)視界;4. inner horizon,內部(bu)視界;5. singularity,奇點。)
大(da)(da)部(bu)分人熟(shu)悉(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)洞其實有(you)(you)一(yi)個(ge)更確切的(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)字:史(shi)瓦西(xi)黑(hei)洞(Schwarzschild black hole)。這(zhe)種(zhong)黑(hei)洞在外(wai)部(bu)有(you)(you)一(yi)個(ge)視界(event horizon)充當有(you)(you)去無回的(de)(de)(de)(de)(de)“極限(xian)點(dian)” (“point of no return”),在內部(bu)則有(you)(you)一(yi)個(ge)密度無限(xian)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)奇(qi)點(dian)。它以卡爾(er)(er)-史(shi)瓦西(xi)( Karl Schwarzschild)命名(ming)。1915年,在愛因(yin)斯坦(tan)廣義相對論發(fa)(fa)布僅1個(ge)月后,史(shi)瓦西(xi)就為不(bu)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)球形體(ti)找到了愛因(yin)斯坦(tan)場方程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)學(xue)方案。盡管如此,直(zhi)到1963年,數(shu)學(xue)家羅(luo)伊-科爾(er)(er)才(cai)發(fa)(fa)現了旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)球形體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)相應方案。因(yin)此,一(yi)個(ge)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)洞被(bei)稱(cheng)為科爾(er)(er)黑(hei)洞。它有(you)(you)一(yi)些不(bu)尋常的(de)(de)(de)(de)(de)屬性。
科爾黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)中心(xin)是(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)(shi)(shi)奇(qi)(qi)(qi)點(dian)而是(shi)(shi)(shi)(shi)奇(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan) - 由自(zi)身動量維持的(de)(de)(de)(de)一維環(huan)(huan)形。它有兩個(ge)視界(jie)(jie)(外(wai)(wai)部(bu)視界(jie)(jie)和(he)內(nei)部(bu)視界(jie)(jie))以(yi)(yi)及一個(ge)橢圓(yuan)形的(de)(de)(de)(de)能層(ceng)(ergosphere)。由于慣性系拖拽效應(frame dragging),在能層(ceng)里(li)(li)(li)面(mian)時空(kong)(kong)本(ben)(ben)身與黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)一起以(yi)(yi)超光速旋轉。當通過(guo)外(wai)(wai)部(bu)視界(jie)(jie)進(jin)入黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong),空(kong)(kong)間路(lu)(lu)徑變(bian)(bian)成時間路(lu)(lu)徑。這(zhe)意味(wei)著像史瓦(wa)西(xi)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)一樣,科爾黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)中心(xin)必然會產生奇(qi)(qi)(qi)點(dian)。但是(shi)(shi)(shi)(shi)穿過(guo)內(nei)部(bu)視界(jie)(jie),時間路(lu)(lu)徑又變(bian)(bian)回空(kong)(kong)間路(lu)(lu)徑。唯一的(de)(de)(de)(de)區別是(shi)(shi)(shi)(shi)時空(kong)(kong)逆轉了(le)。這(zhe)意味(wei)著奇(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)附(fu)近的(de)(de)(de)(de)重力變(bian)(bian)成往(wang)外(wai)(wai)推的(de)(de)(de)(de)排(pai)斥力。實(shi)際上,除(chu)非恰(qia)巧從黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)中心(xin)線進(jin)入,否則根本(ben)(ben)就不(bu)(bu)(bu)可(ke)能進(jin)入奇(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)。此(ci)(ci)外(wai)(wai),多個(ge)奇(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)還(huan)可(ke)以(yi)(yi)通過(guo)時空(kong)(kong)互相(xiang)連接,因(yin)(yin)此(ci)(ci)奇(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)可(ke)以(yi)(yi)充當蟲洞(dong)(dong)(dong)。不(bu)(bu)(bu)過(guo)除(chu)非是(shi)(shi)(shi)(shi)奇(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)旋轉得足夠快產生的(de)(de)(de)(de)裸(luo)奇(qi)(qi)(qi)點(dian),否則無法從另(ling)一邊的(de)(de)(de)(de)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)出(chu)去。通過(guo)奇(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)可(ke)能進(jin)入另(ling)一個(ge)時空(kong)(kong),比(bi)如說另(ling)一個(ge)宇宙。在那(nei)里(li)(li)(li),你(ni)可(ke)以(yi)(yi)看到(dao)(dao)光從黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)外(wai)(wai)面(mian)進(jin)來,卻(que)看不(bu)(bu)(bu)到(dao)(dao)光從里(li)(li)(li)面(mian)出(chu)去。你(ni)甚至有可(ke)能被帶到(dao)(dao)一個(ge)負宇宙(negative universe)上的(de)(de)(de)(de)“白洞(dong)(dong)(dong)”(white hole)。不(bu)(bu)(bu)過(guo)沒人知道這(zhe)到(dao)(dao)底(di)意味(wei)著什(shen)么。(百(bai)度百(bai)科:白洞(dong)(dong)(dong)是(shi)(shi)(shi)(shi)廣(guang)義(yi)相(xiang)對論(lun)預言的(de)(de)(de)(de)一種與黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)相(xiang)反的(de)(de)(de)(de)特殊天體(ti),是(shi)(shi)(shi)(shi)大(da)引力球(qiu)對稱天體(ti)的(de)(de)(de)(de)史瓦(wa)西(xi)解的(de)(de)(de)(de)一部(bu)分。白洞(dong)(dong)(dong)僅僅是(shi)(shi)(shi)(shi)理論(lun)預言的(de)(de)(de)(de)天體(ti),到(dao)(dao)現在還(huan)沒有任何證據表明白洞(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)存在。其性質(zhi)(zhi)與黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)正相(xiang)反。白洞(dong)(dong)(dong)有一個(ge)封閉的(de)(de)(de)(de)邊界(jie)(jie)。與黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)(shi),白洞(dong)(dong)(dong)內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)(包括輻射(she))可(ke)以(yi)(yi)經過(guo)邊界(jie)(jie)發(fa)射(she)到(dao)(dao)外(wai)(wai)面(mian)去,而邊界(jie)(jie)外(wai)(wai)的(de)(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)卻(que)不(bu)(bu)(bu)能落到(dao)(dao)白洞(dong)(dong)(dong)里(li)(li)(li)面(mian)來。因(yin)(yin)此(ci)(ci),白洞(dong)(dong)(dong)像一個(ge)噴泉,不(bu)(bu)(bu)斷向外(wai)(wai)噴射(she)物質(zhi)(zhi)和(he)能量。)
正如著名的(de)(de)(de)方程(cheng)式 E=MC2 所示,能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)與物(wu)質(zhi)(zhi)緊(jin)密相連(lian)。它們的(de)(de)(de)聯動(dong)效應(ying)會產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)重(zhong)(zhong)力場。真子(zi)(zi)是(shi)(shi)一束電(dian)磁(ci)(ci)波(bo)或(huo)(huo)重(zhong)(zhong)力波(bo),它的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)會產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)重(zhong)(zhong)力場;且產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)力場反過來又(you)把電(dian)磁(ci)(ci)波(bo)或(huo)(huo)重(zhong)(zhong)力波(bo)本(ben)身約(yue)束在(zai)一定的(de)(de)(de)空間(jian)(jian)內。1955年,約(yue)翰-惠勒第一個(ge)(ge)著手研究真子(zi)(zi)。惠勒猜測微觀真子(zi)(zi)和(he)基本(ben)粒子(zi)(zi)之(zhi)間(jian)(jian)可(ke)能(neng)(neng)(neng)存在(zai)連(lian)接,甚(shen)至可(ke)能(neng)(neng)(neng)就是(shi)(shi)同(tong)一物(wu)體。“kugelblitz” (德語 “球形(xing)閃電(dian)”)是(shi)(shi)一個(ge)(ge)更極端的(de)(de)(de)例(li)子(zi)(zi)。當強(qiang)光(guang)(guang)(guang)聚攏中(zhong)在(zai)一個(ge)(ge)點上,光(guang)(guang)(guang)能(neng)(neng)(neng)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)力變得如此之(zhi)強(qiang),以(yi)致形(xing)成黑洞把光(guang)(guang)(guang)困在(zai)其中(zhong)。雖(sui)然沒有任何(he)東(dong)西能(neng)(neng)(neng)阻止(zhi)“kugelblitz” (德語 “球形(xing)閃電(dian)”)的(de)(de)(de)形(xing)成;但(dan)是(shi)(shi)由于真子(zi)(zi)會不可(ke)避免泄漏能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)而(er)衰退,現在(zai)大家認為(wei)真子(zi)(zi)的(de)(de)(de)形(xing)成只是(shi)(shi)暫(zan)時(shi)的(de)(de)(de)。不幸的(de)(de)(de)是(shi)(shi),這(zhe)意(yi)味著惠勒的(de)(de)(de)最初(chu)猜想(xiang)是(shi)(shi)錯誤的(de)(de)(de),但(dan)目前還(huan)沒有足夠的(de)(de)(de)證據能(neng)(neng)(neng)證明這(zhe)一點。 (譯者(zhe)注:這(zhe)個(ge)(ge)和(he)波(bo)粒二(er)象(xiang)性有點關(guan)系,1905年,愛(ai)因(yin)斯坦提(ti)出了光(guang)(guang)(guang)電(dian)效應(ying)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)解(jie)釋(shi),人們開始意(yi)識(shi)到光(guang)(guang)(guang)波(bo)同(tong)時(shi)具(ju)有波(bo)和(he)粒子(zi)(zi)的(de)(de)(de)雙重(zhong)(zhong)性質(zhi)(zhi)。1924年,德布(bu)羅意(yi)提(ti)出“物(wu)質(zhi)(zhi)波(bo)”假說,認為(wei)和(he)光(guang)(guang)(guang)一樣,一切物(wu)質(zhi)(zhi)都(dou)具(ju)有波(bo)粒二(er)象(xiang)性。根(gen)據這(zhe)一假說,電(dian)子(zi)(zi)也會具(ju)有干涉和(he)衍射等(deng)波(bo)動(dong)現象(xiang),這(zhe)被后來的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)衍射試驗所證實。)
重力(li)和其它基本作用力(li)如電磁力(li)之間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)關(guan)系,是(shi)物理(li)學(xue)長期以(yi)來(lai)最引(yin)人(ren)關(guan)注的(de)(de)(de)奧秘之一(yi)。最早(zao)在(zai)(zai)1919年提出的(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)理(li)論(lun)認為:如果宇宙增(zeng)加(jia)一(yi)個(ge)(ge)維(wei)度(du),重力(li)仍(reng)(reng)存在(zai)(zai)前四維(wei)中(zhong)(三維(wei)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)+時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian));但是(shi)其它基本作用力(li),則由(you)四維(wei)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)在(zai)(zai)第(di)五(wu)維(wei)上卷起來(lai)而自然生成。但是(shi)由(you)于第(di)五(wu)維(wei)度(du)對我(wo)們而言是(shi)隱形的(de)(de)(de),既(ji)看不見(jian)也摸不著,所以(yi)它應該是(shi)蜷曲起來(lai)的(de)(de)(de)。(譯者注:這里(li)(li)非常(chang)難以(yi)理(li)解,我(wo)的(de)(de)(de)想法是(shi)用降維(wei)的(de)(de)(de)方法來(lai)想象。比如說假設有一(yi)個(ge)(ge)完全靜(jing)止的(de)(de)(de)三維(wei)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian),如果增(zeng)加(jia)一(yi)個(ge)(ge)第(di)四維(wei)度(du)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian),把三維(wei)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)卷曲包裹起來(lai)。那么(me)生活在(zai)(zai)三維(wei)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)里(li)(li)的(de)(de)(de)人(ren)是(shi)看不到時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de),而且三維(wei)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)里(li)(li)的(de)(de)(de)一(yi)切變化其實都(dou)是(shi)由(you)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)與空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)卷曲自然引(yin)起的(de)(de)(de)。)這個(ge)(ge)理(li)論(lun)最終產(chan)生了弦理(li)論(lun),且迄今仍(reng)(reng)出現在(zai)(zai)大多數弦理(li)論(lun)的(de)(de)(de)核心分析中(zhong)。
由(you)于(yu)第(di)(di)五維度極(ji)小(xiao),只有(you)像(xiang)粒子(zi)一(yi)(yi)樣的(de)微型物(wu)體才能在(zai)(zai)上(shang)面移動。又(you)由(you)于(yu)第(di)(di)五維度是自我(wo)(wo)蜷曲的(de),這些(xie)微粒最終(zhong)(zhong)又(you)會轉回初始位置。(譯者(zhe)注:類似(si)于(yu)圓周(zhou)運動,周(zhou)而(er)復(fu)始)但是黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)在(zai)(zai)第(di)(di)五維度上(shang)就要復(fu)雜許多。當黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)擴展到(dao)第(di)(di)五維度,它就變(bian)成“黑(hei)(hei)弦(xian)(xian)”。和正(zheng)常(chang)的(de)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)不(bu)同,黑(hei)(hei)弦(xian)(xian)很(hen)不(bu)穩定(這里(li)忽略了四(si)維黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)其(qi)實最終(zhong)(zhong)會蒸發(fa))。多個黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)會串在(zai)(zai)一(yi)(yi)根長(chang)長(chang)的(de)黑(hei)(hei)弦(xian)(xian)上(shang),和更遠(yuan)的(de)黑(hei)(hei)弦(xian)(xian)連在(zai)(zai)一(yi)(yi)起(qi)(qi),直到(dao)黑(hei)(hei)弦(xian)(xian)完全折斷,留下一(yi)(yi)組黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)為止。這些(xie)四(si)維黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)會并成一(yi)(yi)個更大的(de)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)。最有(you)趣的(de)是,根據現在(zai)(zai)的(de)模(mo)型,最終(zhong)(zhong)的(de)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)是一(yi)(yi)個“裸”奇點(dian)(dian)(dian)。也(ye)(ye)就是說它沒有(you)被(bei)視界包圍,這違背了宇宙(zhou)監(jian)督(du)假(jia)設。因為視界會阻止任何(he)事件從奇點(dian)(dian)(dian)中逃逸,所以(yi)任何(he)奇點(dian)(dian)(dian)都應(ying)該被(bei)視界包起(qi)(qi)來,以(yi)防奇點(dian)(dian)(dian)附(fu)近(jin)發(fa)生(sheng)的(de)時空(kong)穿越(yue)改變(bian)整個宇宙(zhou)的(de)歷史。(譯者(zhe)注:如果(guo)宇宙(zhou)監(jian)督(du)假(jia)說成立,那(nei)么誰來負(fu)責確(que)保(bao)天網恢恢,疏而(er)不(bu)漏任何(he)“裸起(qi)(qi)點(dian)(dian)(dian)”呢?也(ye)(ye)許就是上(shang)帝、真主、我(wo)(wo)佛(fo)之類的(de)大牛了。)
同時性的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)對性是(shi)(shi)指,兩件事(shi)情(qing)同時發(fa)生(sheng)與否是(shi)(shi)相(xiang)(xiang)對的(de)(de)(de),取決(jue)于(yu)觀察者(zhe)所(suo)(suo)(suo)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)位(wei)。這是(shi)(shi)奇特相(xiang)(xiang)對論(lun)的(de)(de)(de)奇怪推論(lun),對于(yu)不是(shi)(shi)發(fa)生(sheng)在(zai)(zai)同一地方(fang)(fang)的(de)(de)(de)任何事(shi)件都適用。比如說,如果在(zai)(zai)火星和(he)金星各放一束煙花(hua),某(mou)個(ge)方(fang)(fang)位(wei)的(de)(de)(de)太(tai)空旅(lv)行(xing)者(zhe)可(ke)能(neng)會(hui)說它們同時發(fa)生(sheng)(如果兩束煙花(hua)的(de)(de)(de)光線同時到(dao)(dao)達(da)他(ta)的(de)(de)(de)眼睛(jing));另一個(ge)太(tai)空旅(lv)行(xing)者(zhe)可(ke)能(neng)會(hui)說火星上的(de)(de)(de)煙花(hua)先(xian)(xian)放;其他(ta)人(ren)也許會(hui)說金星上的(de)(de)(de)煙花(hua)先(xian)(xian)放。這是(shi)(shi)因為觀察者(zhe)所(suo)(suo)(suo)處的(de)(de)(de)方(fang)(fang)位(wei)不同造成了他(ta)們看(kan)到(dao)(dao)煙花(hua)的(de)(de)(de)順(shun)序不同,從而導致他(ta)們的(de)(de)(de)看(kan)法不同。所(suo)(suo)(suo)以每個(ge)觀察者(zhe)的(de)(de)(de)看(kan)法都是(shi)(shi)相(xiang)(xiang)對的(de)(de)(de),沒有人(ren)是(shi)(shi)絕對正確的(de)(de)(de)。
這(zhe)樣一(yi)來,可能會(hui)發(fa)(fa)生(sheng)一(yi)些怪事(shi)。比(bi)如(ru)說(shuo),有(you)人會(hui)先(xian)(xian)看(kan)(kan)到(dao)事(shi)件的(de)結果(guo)再(zai)看(kan)(kan)到(dao)原(yuan)(yuan)因(yin)。(例(li)如(ru),先(xian)(xian)看(kan)(kan)到(dao)炸彈爆炸再(zai)看(kan)(kan)到(dao)有(you)人點燃(ran)引(yin)信。)不(bu)過除非跑得(de)比(bi)光(guang)速還快,即使你先(xian)(xian)看(kan)(kan)到(dao)了結果(guo)也(ye)來不(bu)及去改(gai)變原(yuan)(yuan)因(yin)。這(zhe)也(ye)是(shi)(shi)超(chao)光(guang)速旅行被認為是(shi)(shi)不(bu)可能的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)之一(yi)。因(yin)為這(zhe)與時光(guang)穿越類似(si),你可以在結果(guo)發(fa)(fa)生(sheng)后去改(gai)變原(yuan)(yuan)因(yin)。這(zhe)毫無意(yi)義。(譯者注(zhu):如(ru)果(guo)你先(xian)(xian)看(kan)(kan)到(dao)炸彈爆炸,然后以超(chao)光(guang)速飛(fei)過去把引(yin)信給滅了。這(zhe)樣一(yi)來,炸彈就不(bu)會(hui)爆炸了,你又如(ru)何會(hui)看(kan)(kan)到(dao)炸彈爆炸?這(zhe)也(ye)是(shi)(shi)為什(shen)么有(you)人發(fa)(fa)明了平(ping)行世(shi)界,但是(shi)(shi)平(ping)行世(shi)界問題更多,這(zhe)里就不(bu)跑題了。)
愛因斯坦廣義相對論有一個預(yu)測(ce):當一個巨大(da)的(de)物(wu)體移(yi)(yi)動時,會(hui)拖拽(zhuai)周(zhou)圍的(de)時空,從而拉著附近的(de)物(wu)體一起動。不管巨物(wu)是(shi)平(ping)移(yi)(yi)還是(shi)旋轉,都會(hui)如此。雖(sui)然(ran)這種效應(ying)非常微(wei)弱,但是(shi)已(yi)經被實(shi)驗證明(ming)確實(shi)存在。2004年發起的(de)重力探測(ce)器(qi)B實(shi)驗,就是(shi)為(wei)了(le)測(ce)量(liang)地球附近的(de)時空扭曲(qu)。雖(sui)然(ran)干擾源比(bi)預(yu)期要(yao)大(da),慣(guan)性系拖拽(zhuai)效應(ying)測(ce)量(liang)的(de)不確定性為(wei)15%。(譯者注:換(huan)句話說(shuo),慣(guan)性系拖拽(zhuai)效應(ying)存在的(de)可(ke)能性高達85%。)進(jin)一步(bu)分(fen)析有望(wang)更大(da)程度上(shang)減少測(ce)量(liang)的(de)不確定性。
實際測量與預測結(jie)果非常接近:由(you)(you)于地球(qiu)旋轉的(de)(de)(de)(de)緣(yuan)故,軌(gui)道上的(de)(de)(de)(de)探測器(qi)(qi)與地球(qiu)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)距離每年(nian)拉近2米左(zuo)右。這純粹是(shi)由(you)(you)于地球(qiu)的(de)(de)(de)(de)龐大體(ti)重造成周圍的(de)(de)(de)(de)時空扭(niu)曲,從而(er)產生的(de)(de)(de)(de)慣性系拖(tuo)拽(zhuai)效應所(suo)致(zhi)(zhi)。但(dan)是(shi)探測器(qi)(qi)是(shi)感覺不(bu)到這種(zhong)額外加速的(de)(de)(de)(de),因為探測器(qi)(qi)本身(shen)并(bing)沒(mei)有加速,而(er)是(shi)它所(suo)在的(de)(de)(de)(de)時空拖(tuo)拽(zhuai)所(suo)致(zhi)(zhi)。這就像拉扯(che)桌子底下(xia)的(de)(de)(de)(de)地毯,桌子會動(dong),但(dan)不(bu)是(shi)桌子自己在動(dong)。(譯者(zhe)注:這與禪意 “不(bu)是(shi)風動(dong),而(er)是(shi)心(xin)動(dong)”何其類似。心(xin)扭(niu)曲了眼中看到的(de)(de)(de)(de)時空倒(dao)影(ying),導(dao)致(zhi)(zhi)時空倒(dao)影(ying)中的(de)(de)(de)(de)物體(ti)跟(gen)著一起波動(dong)。)
(譯者注:1. Casimir Plates卡西米爾盤(pan)子(zi);2.Vacuum fluctuation,真空漲落)
理論上(shang),絕對零(ling)度?273.15°C應(ying)(ying)該是能(neng)(neng)(neng)達到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最低(di)溫(wen)度,在(zai)(zai)此溫(wen)度下所(suo)有(you)(you)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)運動完全停止。但是因(yin)為(wei)在(zai)(zai)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)中,每個粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)都有(you)(you)被稱(cheng)為(wei)“零(ling)點能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最低(di)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang);因(yin)此實(shi)際上(shang)你永遠無法把東西(xi)冷卻到(dao)絕對零(ling)度。更顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是:不但粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)(you)最低(di)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang),真(zhen)空(kong)也有(you)(you),即“真(zhen)空(kong)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)”。只要做(zuo)一(yi)(yi)個相當(dang)簡單的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗,就能(neng)(neng)(neng)證明“真(zhen)空(kong)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)。在(zai)(zai)真(zhen)空(kong)中放入兩(liang)個金屬盤(pan)(pan)(pan)子(zi)(zi)(zi)(zi),讓它們靠(kao)攏,當(dang)盤(pan)(pan)(pan)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離縮(suo)小(xiao)到(dao)一(yi)(yi)定程度時,它們會自動吸附在(zai)(zai)一(yi)(yi)起。這(zhe)是因(yin)為(wei)盤(pan)(pan)(pan)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)只能(neng)(neng)(neng)在(zai)(zai)特定頻(pin)率(lv)共振,而盤(pan)(pan)(pan)子(zi)(zi)(zi)(zi)外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)真(zhen)空(kong)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)幾乎可(ke)以在(zai)(zai)任(ren)何頻(pin)率(lv)共振。由于盤(pan)(pan)(pan)子(zi)(zi)(zi)(zi)外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)要大(da)于盤(pan)(pan)(pan)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang),盤(pan)(pan)(pan)子(zi)(zi)(zi)(zi)被擠壓(ya)(ya)在(zai)(zai)一(yi)(yi)起。盤(pan)(pan)(pan)子(zi)(zi)(zi)(zi)靠(kao)得越(yue)近(jin),壓(ya)(ya)力(li)越(yue)強(qiang)。在(zai)(zai)約10納米(mi)間(jian)(jian)距(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時候,這(zhe)種(zhong)效應(ying)(ying)(卡西(xi)米(mi)爾效應(ying)(ying))會產生1個大(da)氣壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)。因(yin)為(wei)盤(pan)(pan)(pan)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)真(zhen)空(kong)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)要低(di)于正常(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)零(ling)點能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang),被稱(cheng)為(wei)負(fu)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)。負(fu)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)有(you)(you)一(yi)(yi)些不尋常(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)屬性。
比方說,在(zai)負(fu)能(neng)量(liang)(liang)真(zhen)空中,光速要比在(zai)正常(chang)真(zhen)空中快(kuai)。也就(jiu)是(shi)說有一(yi)天,我們(men)可(ke)能(neng)在(zai)類似負(fu)能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)真(zhen)空泡(pao)(pao)泡(pao)(pao)中以超光速飛行。雖然理(li)(li)論(lun)(lun)上可(ke)能(neng)存在(zai)可(ke)穿越的(de)(de)蟲洞(dong),但是(shi)蟲洞(dong)會在(zai)產(chan)(chan)生的(de)(de)瞬間(jian)即刻消(xiao)(xiao)失,無(wu)法保持打開的(de)(de)狀態。而負(fu)能(neng)量(liang)(liang)卻可(ke)以用(yong)來頂(ding)住打開的(de)(de)可(ke)穿越蟲洞(dong)。負(fu)能(neng)量(liang)(liang)還(huan)會導致黑(hei)(hei)洞(dong)蒸發。真(zhen)空能(neng)量(liang)(liang)常(chang)被(bei)各種理(li)(li)論(lun)(lun)模(mo)型描述為(wei)突(tu)然產(chan)(chan)生和湮沒(mei)(mei)的(de)(de)虛擬粒(li)(li)子(zi)。因為(wei)只(zhi)要粒(li)(li)子(zi)在(zai)產(chan)(chan)生后馬上湮沒(mei)(mei)就(jiu)不會違(wei)背能(neng)量(liang)(liang)守恒定律(lv)。但是(shi),如果兩個(ge)粒(li)(li)子(zi)在(zai)黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)視界產(chan)(chan)生,就(jiu)有可(ke)能(neng)一(yi)個(ge)粒(li)(li)子(zi)從黑(hei)(hei)洞(dong)中逃(tao)逸,另一(yi)個(ge)卻掉(diao)了進(jin)(jin)去。這樣(yang)它(ta)們(men)就(jiu)不可(ke)能(neng)消(xiao)(xiao)失,兩個(ge)粒(li)(li)子(zi)都變成(cheng)負(fu)能(neng)量(liang)(liang)。(譯者注,通常(chang)真(zhen)空的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)被(bei)認為(wei)是(shi)成(cheng)對(dui)出現(xian)成(cheng)對(dui)消(xiao)(xiao)失。)當負(fu)能(neng)量(liang)(liang)粒(li)(li)子(zi)掉(diao)進(jin)(jin)黑(hei)(hei)洞(dong),它(ta)會降低(di)而不是(shi)增加黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)質量(liang)(liang)。隨著時間(jian)的(de)(de)推移,這樣(yang)的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)會最終導致黑(hei)(hei)洞(dong)完(wan)全蒸發。由于(yu)最初這個(ge)理(li)(li)論(lun)(lun)是(shi)斯蒂(di)芬-霍金提出的(de)(de),從黑(hei)(hei)洞(dong)中逃(tao)逸的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)被(bei)稱之為(wei)霍金輻(fu)射。這是(shi)第一(yi)個(ge)被(bei)接受的(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)論(lun)(lun)和廣(guang)義相對(dui)論(lun)(lun)的(de)(de)統一(yi)理(li)(li)論(lun)(lun),也是(shi)霍金迄今為(wei)止(zhi)最偉大的(de)(de)科學成(cheng)就(jiu)。
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