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爆炸吧知識

科學“賭徒”

在線發牌? ?

一直以來

他像一個深淵的幽靈，似乎無處不在

他影響了無數的天體，卻又無影無蹤

他永遠只停留在人們的推斷

真實的圖像，交錯的數據

他究竟是神仙的化身，還是地獄的使者

沒人知道

? 會吞噬的深淵？

就像人類的生命永遠面臨著終點一樣，宇宙中的恒星也是有壽命的，只要是恒星，都會經歷一場從誕生，成長，膨脹到最大，收縮，變小的過程...

其實各位模友可以想成，當一個氣球被吹到最大，最后面臨的不是爆炸就是漏氣的過程。

噢不，這樣才對....

恒星的膨脹到收縮的過程既然如此的極端和強烈，但它收縮到了一定界限，恒星的內部必定會發生了引力坍塌。?如果之前的恒星質量足夠大（大約3-4個太陽質量），那么這個恒星最后，就會坍縮成一個黑洞。?

人類史上第一張黑洞的照片

神秘面紗終將揭曉

所以在本質上，黑洞就是一個收縮坍塌到極致的死亡后的恒星，它是一種密度無比巨大，卻能吸收掉周圍的一切物體，甚至光都沒法逃脫。

這里超模君想讓大家試想一下，假設我們被黑洞吞噬后會怎樣？

其實根據目前僅有的理論顯示，人掉進黑洞，首先會被“面條化”。

是的，就像下面這樣

反正過程肯定不會很順滑，畢竟你很有可能會感受到：

眼前的黑不是黑，你說的白是什么白？

咳咳，那么吸都被吸進去了總得發生一些什么吧，難道就像《星際穿越》一樣，沒準也能踏入另一個時間維度？

也行，如果能回到過去的話，那么超模君還是希望能趕緊買一手雙色球，畢竟剛已經在準備看上一期的大獎號碼了。

但畢竟夢想永遠來的很豐滿，現實卻總不缺骨感一樣。

被黑洞吸進去，其實跨越時間的可能性不大，更大的可能是被黑洞的引力壓縮成無窮小，而密度變得無窮大，最終與黑洞融為一體。

那么掉進黑洞里恐怕只有終點沒有起點了，除了體驗極度的空虛寂寞冷之外，但想想能在死亡的終點變成宇宙的中心，這樣一想不就跟這位科學界巨人的想法一樣偉大了嗎？

霍金曾在生前表示

他希望搭乘理查德·布蘭森的太空船進入太空

在自己迷戀的月球、恒星以及行星之間

漂浮度過生命最后時刻

說到對宇宙的極致探索，超模君今天要說的主題，當然離不開“宇宙之王”霍金，在探索黑洞的道路上，霍金更是做出了大量卓越的貢獻。

但是霍金在這40多年的研究黑洞的過程中，曾引發了科學界里關于黑洞的非常有名的兩次大論戰，這究竟又是怎么“肥死”？

?第一次論戰?

我，霍金

aka“物理天才”

“科學巨匠”

“宇宙之王”

你想玩黑洞理論

你舍我其誰！

要知道我們的老朋友霍金為什么會說出如此豪橫的話，還需要回到偉大的1969年。

當時，伴隨著在量子理論、相對論領域都做出了卓越成就的約翰·阿奇博爾德·惠勒教授第一次說出“黑洞”這個名詞后，大海賊時代便來臨了，全球科學家便爭先恐后的展開了對黑洞的“追逐”計劃。

大海賊時代？

七十年代的黑洞大探索，同時也是黑洞研究的“黃金十年”。在這段時間內眾多科學家給出了不同的黑洞數學定義和關于黑洞的一些重要性質。

隨著“黑洞”一詞首次公開

許多媒體開始大肆報道

其中最有名的當屬aka“宇宙之王”——霍金和貝肯斯坦的《黑洞無毛是否有熵》之爭。

當時惠勒提出的《黑洞無毛定理》曾引起霍金的高度重視，因為這個定理是對經典黑洞的一個簡單性的敘述：

無論什么樣的天體，一旦塌縮成為黑洞，幾乎不保持形成它的物質所具有的任何復雜性質。

約翰·阿奇博爾德·惠勒

雖然當時這個名字被很多科學家認為有淫穢之嫌.......

好的，

總之隨著定理便以一個非常快地速度流傳開來，但畢竟“宇宙之王”并不是浪得虛名，霍金在這個理論的延伸中還發現了黑洞視界面積不減定理的概念，也就是說黑洞的視界面積是永遠不會減小的。

視界是指黑洞外的一個邊界，在此之內的任何東西都不可能逃到視界外，同時面積定理的一個重要結果是，合并黑洞輻射出的引力波的能量是有上限的。

為此霍金和另外兩位物理學家還合作連夜寫出了一篇題為《黑洞的熱力學定律》的論文，總結了與熱力學定律相似的一系列關于黑洞的定律。

他們在該論文中著重強調了黑洞的溫度為零（由于沒有任何東西可以逃脫黑洞，因此它們不會有輻射），因此也不具有物理熵。

物理熵的概念是由德國物理學家克勞修斯于1865年所提出的，最初是用來描述“能量退化”的物質狀態參數之一。

但是，令我們偉大的霍金都萬萬沒想到的是，他自信不已的論據竟一朝被普倫斯頓大學的那個午后給打破了，這究竟又是怎么“肥死”？

就在那個陽光明媚的午后，惠勒和當時還是研究生的貝肯斯坦正在普倫斯頓大學悠然自得地喝著下午茶。

這時惠勒突發奇想，問他的學生貝肯斯坦：

“老弟，假如你喝不完這杯熱茶，想把他倒進黑洞中，你覺得會發生什么？”

惠勒意思當然不是說這樣的一杯熱茶會把黑洞給燙傷，這個假設是熱茶既有熱量又有熵，但一切物質被黑洞吞下后就消失不見了，造成總體的“熵值”似乎不是增加而是減少了，這不是有悖熱力學第二定律嗎？

為此一心想要推倒霍金的貝肯斯坦直接大膽的提出了黑洞無毛卻有熵的論斷。他認為：

“當扔進黑洞一些物質，例如像惠勒所說的那杯茶后，黑洞便會獲得質量，黑洞的面積是和質量成正比的，質量增加使得面積增加，因而熵也增加了。黑洞熵的增加就會抵消被扔進去的茶水的熵的丟失。”

雅各布·貝肯斯坦

因此貝肯斯坦便火速的在論文中發表了黑洞的熵應該正比于黑洞事件視界截面的面積。

霍金這是怎么也沒想到會有人這樣來反駁自己的觀點，當他看到貝肯斯坦的論文后，頓時感到很不以為然，覺得貝肯斯坦完全曲解了自己的意思，他反駁道：

“我的面積定理是用微分幾何和廣義相對論證出來的，根本沒有用到熱力學和統計物理，怎么會有熱呢？而且，一旦黑洞有溫度，就應該有熱輻射。黑洞是個只進不出的天體，怎么可能輻射出東西來呢？”

這場diss大論戰由此拉開了序幕，氣憤不已的霍金在1973年的一次暑期學術研討會上，就跟另外兩個專家（卡特和巴丁），三個人合寫了一篇論文，用嚴格的微分幾何diss了貝肯斯坦的公式，說這個公式本身并沒有錯，但是它不是真正的熱力學公式。

貝肯斯坦這邊頓時陷入了一個非常尷尬的境地，然而他的導師惠勒卻很支持他的看法，霍金的朋友前蘇聯物理學家澤爾多維奇、斯塔羅賓斯基也認為黑洞輻射粒子的存在好像也不是不可能。

眼看著自己的老鐵都不曾想站在自己這邊，霍金開始嘗試著倒過來想，先假設貝肯斯坦是對的，那么黑洞就真有溫度，就應該有熱輻射射出。

因此霍金二話不說便搭乘最早的班機來到莫斯科，與澤爾多維奇和斯塔羅賓斯基討論了超輻射的問題。

經過日夜的討論和研究，霍金認為澤爾多維奇和斯塔羅賓斯基關于超輻射的討論在物理上是可靠的，但不太喜歡他們計算超輻射的方式，因此霍金在他們的基礎上提出了霍金輻射與霍金溫度。

然而這兩項理論對霍金來說都是如此的難以接受，因為他從自己的證明中得出的卻是貝肯斯坦的論斷是正確的結論！

于是經過了半年多的努力，霍金終于在1974年證明了黑洞確實有熱輻射，黑洞的溫度是真溫度，而黑洞表面積確實是熵，就是黑洞熵。

霍金的黑洞熱輻射論文

就是有了和貝肯斯坦的這次大論戰，可以說是促進了黑洞研究的大進步，嚴格證明黑洞有熱輻射是霍金一生中最卓越的成就，后來人們就把黑洞熱輻射稱為霍金輻射。

?第二次論戰?

隨著第一次論戰的結束，霍金在首次論戰中的落敗也讓自己得到了更多學術上的醒悟。

但是，隨之另一個問題就來了，很多人開始指出在霍金的理論中提到的黑洞輻射并不包括黑洞內部物質的任何信息，因此是否一旦這個黑洞濃縮并蒸發消失后，其中的所有信息就都隨之消失了？

因此廣受熱議的“黑洞信息悖論”便由此誕生，其實在該悖論中提出了一個疑問：那些落入黑洞的信息發生了什么？

為了解釋黑洞里的信息到底去哪里了，為什么會消失，

霍金提出了黑洞可能可以通往另一個宇宙空間，這正好可以用來解釋被黑洞吞噬的物質和能量去了哪里。

但這個觀點卻受到了當時量子物理學者的質疑，其中叫囂最猛的就是美國加州理工學院理論物理學家約翰·普瑞斯基爾。

這哥們是完全反對霍金的觀點，他們認為，如果被黑洞吞噬的信息消失的話，這將違背物理學的根本定律，極大的動搖人類迄今為止所構建的物理學根基。

為此霍金和約翰·普瑞斯基爾進行了20世紀最為著名的一次打賭，也是霍金的第二次論戰，賭注竟然是：

輸者向勝者提供一部百科全書......

這次的論戰一戰就是20年，一直到2004年，霍金的態度卻發生了讓人大吃一驚的逆轉。

他在都柏林舉辦的“第17界國際廣義相對論和萬有引力大會”上表示了自己對有關信息，問題的看法錯了，他重新的進行了早期的計算，得出了這樣的結論：

“黑洞里沒有我曾設想過的子宇宙分支，物質信息仍然牢牢地保存在我們這個宇宙里。我很遺憾這讓科幻迷們失望了，但如果物質信息被保存了，我們就不可能利用黑洞去別的宇宙空間旅行。

如果你跳進一個黑洞，你的物質能量將以一種‘被撕裂'的形式返回到我們的宇宙中，其中包含你以前的信息，但是已經處于無法辨認的狀態。”

霍金自敗賭局的言論掀起了軒然大波，無數霍金的支持者頓時感到信念崩塌，畢竟苦苦研究了幾十年，卻在一朝之間被全盤否定。

?“科學賭徒”霍金？?

當上面這個集科學研究、寫書和出演影視角色配音于一身的霍金站在你面前，你可曾想過他是個知性“賭徒”，而且還是一位“賭性”難改的著名賭徒？

不過相對于他在學術上取得的驚人成就而言，霍金押賭的本事卻要遜色許多，十賭九輸的他因此得到一個“賭亡”的昵稱。

栗如：

1974年，霍金和索恩打賭，賭的就是當時被人們普遍懷疑是黑洞的天鵝座X-1不可能是黑洞，而賭注卻是一年的色情雜志《閣樓》，后來天鵝座X-1的黑洞身份被證實，霍金真的給索恩訂了一年的《閣樓》，結果被索恩的老婆臭罵了一頓。

再栗如：

2000年，霍金下注100美金，賭“上帝粒子”希格斯玻色子不會在任何對撞機上被發現，引發了宇宙物理學家和粒子物理學家之間曠日持久的口水戰。

2012年7月，歐洲核子研究中心宣布在LHC上發現了一個很有可能是希格斯玻色子的新粒子，霍金只好認賭服輸，給希格斯寄去了一張100美元的支票。

其實關于霍金的這些“賭博”而言，霍金曾解釋過他自己的“賭博”觀：

如果自己輸了，對方將會貢獻一個很偉大的科學發現，而反過來自己如果贏了，那對于科學界來說可能不會帶來什么，但是至少自己能贏得賭注，也不會不開心。

那么你們現在知道霍金好賭，可是在超模君眼里，在這些好賭的背后，卻是霍金本人對待科學研究最真摯的熱情。

霍金用一生的時間去攀爬物理科學的高峰，支撐他的是探索自然追求真理的科學精神，與決不茍活務求意義與價值的生命精神。

他的人生就是要告訴全世界，任何時候都要積極對待生命的存在，任何生活中的挫折和煩惱都不應該成為放棄的理由。

一段生命終將消逝，但他則選擇了用生命中最耀眼的光輝去照亮了前程。

作者簡介：超模君，數學教育與生活自媒體博主，新晉理工科奶爸。出版過《芥子須彌 · 大科學家的小故事》；《數學之旅·閃耀人類的54個數學家》。后續數學文化創意多多，歡迎關注認識！

本文系網易新聞·網易號“各有態度”特色內容

部分資料來源于網絡

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的霍金竟然亲口承认自己是个赌徒！明明失败了不止一次，“菜鸡”却成了神话！...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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