霍金是本世紀最偉大的科學(xué)家，他雖然身體殘疾，卻有著(zhù)超乎尋常的毅力，霍金是繼愛(ài)因斯坦之后最杰出的理論物理學(xué)家之一，就是這樣一個(gè)曾經(jīng)研究出宇宙黑洞，擁有'宇宙之王'稱(chēng)號的天才，卻發(fā)表了霍金悖論，推翻了自己30年來(lái)的研究成果，霍金悖論是什么？為什么霍金會(huì )推翻自己的理論呢？
霍金悖論
什么是霍金悖論？霍金悖論，認為黑洞這種由星體殘骸演化成的漩渦會(huì )保留被吞噬物體的痕跡、而且終將釋放出少量被撕碎的物質(zhì)的理論。1975年，霍金創(chuàng )立了聞名世界的理論體系，讓黑洞的概念家喻戶(hù)曉。這一理論主要是說(shuō)，黑洞不可能透露出東西，所有那些被它吞噬的東西將永遠置身于我們的宇宙之外。這一論斷被一些人稱(chēng)為“霍金悖論”，為了解決“悖論”從而引發(fā)了平行宇宙的概念，或者說(shuō)有多個(gè)宇宙共存的說(shuō)法，因為它與量子理論向抵觸。量子理論在原子的水平上對宇宙加以描述，推斷出信息時(shí)從來(lái)不會(huì )丟失的。如今，霍金已修改了黑洞理論，認為黑洞是可以“從新開(kāi)放”的，所吞噬的信息可以以另一種形式釋放出來(lái)，就像生活中的燃燒一樣，只是信息的轉化而已。
霍金用了30年的時(shí)間研究宇宙黑洞，證明宇宙中存在著(zhù)無(wú)數的黑洞，2004年7月14日，這位劍橋大學(xué)的著(zhù)名物理學(xué)家正式發(fā)表了一篇論文，認為黑洞這種由星體殘骸演化成的漩渦會(huì )保留被吞噬物體的痕跡、而且終將釋放出少量被撕碎的物質(zhì)。黑洞和其他事物一樣，應該會(huì )保存其形成時(shí)的量子力學(xué)記錄。例如，黑洞可能產(chǎn)生于大型恒星的消亡，恒星用于核聚變的燃料用盡，在自身引力的作用下不斷坍塌，最終形成黑洞。根據量子力學(xué)，黑洞應該儲存了產(chǎn)生它的恒星及所有后來(lái)被吸入黑洞的物質(zhì)的信息。但是如果黑洞某一天蒸發(fā)了，這些信息似乎也將會(huì )被摧毀。
2015年8月25日，霍金在斯德哥爾摩瑞典皇家理工學(xué)院做報告時(shí)，提出了一種對信息丟失悖論可能的解釋?zhuān)唇o黑洞“植發(fā)”的方法：“我認為信息并非像人們預料的那樣儲存在黑洞內部，而是儲存于它的邊界，也就是事件視界?！彼f(shuō)。事件視界是黑洞的理論邊界，一個(gè)任何物體都“有進(jìn)無(wú)出”的球面?；艚疬M(jìn)一步表示，信息存在于事件視界上的“超級譯本”中，它們是死亡恒星及落入黑洞的物質(zhì)在第一次穿過(guò)視界時(shí)形成的痕跡，可以改變通過(guò)霍金輻射所發(fā)射出的粒子的位置和時(shí)機?；艚鸪姓J這些信息并不容易恢復，但是至少會(huì )維持信息不被摧毀，這也就解決了黑洞信息悖論?！斑M(jìn)入黑洞的粒子的信息最終回到了宇宙，”他說(shuō)，“只是以一種混亂無(wú)用的形式。所以說(shuō)，實(shí)際上，這些信息沒(méi)有憑空消失，只是我們找不到了而已。'
霍金認為超級譯本可以編碼信息，也解釋了這種想法背后的理論基礎?！翱赡苁沁@樣的，”霍森菲爾德補充道，“但是其具體機制與效率還目前還不明確。而且，按照超級譯本存儲信息的機制，它們實(shí)際上會(huì )存儲過(guò)量的信息！”
超級譯本很難成為唯一的解釋。最近幾年，物理學(xué)家想出了一大堆點(diǎn)子來(lái)解決信息丟失悖論，使悖論愈發(fā)復雜?！疤拐\地講，我認為相比以前而言，信息悖論反倒陷入了更大的困境中，”瑞典烏薩普大學(xué)的物理學(xué)家烏爾夫·丹尼爾松說(shuō)，“霍金表示他已經(jīng)解決了信息悖論，而對我來(lái)說(shuō)，這意味著(zhù)又加入了一種觀(guān)點(diǎn)，但問(wèn)題是：這到底真的會(huì )解決一些問(wèn)題，還是把我們丟進(jìn)了更大的困惑中？我還不是很確定?！?/p>
黑洞信息
黑洞長(cháng)久以來(lái)一直是滋生悖論的肥沃溫床。早在1974年，史蒂芬·霍金和以色列希伯來(lái)大學(xué)的雅各布·貝肯斯坦就證明，黑洞并不是全黑的。相反，它們會(huì )輻射出能量，被稱(chēng)為霍金輻射，由光子和其他量子粒子構成——這個(gè)過(guò)程極其緩慢，但最終會(huì )導致黑洞完全蒸發(fā)?；艚鸢l(fā)現，這個(gè)理論存在一個(gè)問(wèn)題。這種輻射看上去相當隨機，因此霍金推測它不可能攜帶任何與掉入黑洞的物質(zhì)有關(guān)的信息。因此，隨著(zhù)這個(gè)黑洞蒸發(fā)殆盡，它擁有的信息最終必定會(huì )消失。然而，這與量子物理的核心宗旨直接沖突，因為量子物理認為信息不可能被消滅。黑洞信息悖論就此誕生。
幾十年來(lái)，物理學(xué)家一直在努力解決這個(gè)悖論?；艚鹪J為是黑洞摧毀了信息，向量子力學(xué)提出了質(zhì)疑。其他人并不贊同這一觀(guān)點(diǎn)。畢竟，霍金的想法源自于他本人對融合廣義相對論和量子力學(xué)所做的嘗試——這一數學(xué)壯舉本身的艱深迫使霍金必須要作一些近似才行。
如果信息無(wú)法逃逸，也無(wú)法被摧毀，就會(huì )有越來(lái)越多的信息被儲存在越來(lái)越小的體積之中。但是，如果是這樣的話(huà)，量子理論預言，無(wú)論在哪里，只要物質(zhì)之間發(fā)生碰撞，產(chǎn)生一個(gè)微型黑洞的概率就會(huì )從幾乎為零提高到無(wú)窮大?！澳銘摃?huì )在大型強子對撞機里看到黑洞，也應該會(huì )在費米實(shí)驗室里看到黑洞，還應該在上世紀30年代那些房間那么大的粒子加速器里看到黑洞，”美國加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校的理論學(xué)家唐·馬羅夫說(shuō)，“甚至當你在草地上跳來(lái)跳去時(shí)，你也應該看到黑洞才對?！?/p>
顯然，這些并沒(méi)有發(fā)生。而另一種可能性，即物質(zhì)和它攜帶的信息能夠從黑洞中泄漏出來(lái)，則是不太可能的。任何落入黑洞的物質(zhì)都必須要以超光速運動(dòng)才能逃脫黑洞可怕的引力。最終在2004年，霍金改變了主意，他承認，黑洞最終沒(méi)有摧毀信息。因為它們都很重，而且從中獲取信息都要頗費一番功夫。
霍金預言外星人
不久之前，蒂芬·霍金幫助發(fā)起了一項新的尋找智能外星生命的計劃，霍金認為外星生命幾乎肯定，而且存在的方式還非常多樣，比如類(lèi)地行星表面、氣態(tài)行星大氣中，甚至可能存在恒星上。如果是高維生物，可在宇宙空間中穿梭。宇宙存在1000億個(gè)星系，每星系都包含了千億顆行星，地球不可能是唯一存在生命的行星?；艚痣m然主導監聽(tīng)宇宙，但也認為外星人會(huì )消滅我們，在這之前，我們要先找到它們。
他推斷，外星生命的形態(tài)相當于微生物或簡(jiǎn)單的動(dòng)物。但他指出，少數外星生命形態(tài)可能具有智慧，或會(huì )構成威脅，因此和這些外星生命接觸，對人類(lèi)來(lái)說(shuō)，可能會(huì )極具破壞性。他揣測外星生命可能會(huì )侵略地球，以掠奪資源。如果人類(lèi)主動(dòng)尋求與他們接觸，那么將是非常冒險的，畢竟宇宙中的資源是大家爭奪的對象。他指外星生命可能以大量船隊存在，已在母星耗盡資源，一些先進(jìn)的外星人可能會(huì )變成牧民，尋求征服其它星球，并在有關(guān)星球殖民。
事實(shí)上火星曾經(jīng)可能存在生命，美國宇航局目前正在火星上尋找生命痕跡，目前還不清楚火星生命與地球生命之間的關(guān)聯(lián)?；艚鹪趥惗鼗始覍W(xué)會(huì )一個(gè)媒體活動(dòng)上透露，這是一次尋找地球以外生命的突破性舉措，如果我們是智慧生物，就必須知道宇宙中是否還有其他智慧生命。一些高級文明需要拓展自己的范圍，就像地球上也有游牧民族那樣，只有找到合適的資源，它們就居住下來(lái)，一旦資源枯竭，再繼續前往下一個(gè)恒星系統，宇宙如此之大，文明的方式也將是多種多樣的。
人類(lèi)要移民星球
霍金不止預言外星人將殺戮地球，還曾經(jīng)警告說(shuō)：'類(lèi)要想長(cháng)期生存，唯一的機會(huì )就是搬離地球，并適應新星球上的生活。除非人類(lèi)在最 近 兩個(gè)世紀內殖民外太空，否則人類(lèi)將永遠從世界上消失。'霍金在接受一家網(wǎng)站采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)：“人類(lèi)在未來(lái)數百年里必須認真考慮自己的生存問(wèn)題。我看到了人類(lèi)的危險，過(guò)去曾出現過(guò)多次人類(lèi)的生存危機。發(fā)生類(lèi)似情況的頻率還會(huì )增加，我們需要十分謹慎地避免這類(lèi)危機。但我是一個(gè)樂(lè )觀(guān)主義者，如果人類(lèi)在未來(lái)二百年間能成功向外太空擴張，那么我們就能避免災難。
2010年早些時(shí)候，我曾警告說(shuō)，人類(lèi)在努力與外太空其他生命形式建立聯(lián)系時(shí)應當謹慎小心，因為我們不能確定他們是否會(huì )對人類(lèi)表示友好。如果我們是這個(gè)星系中唯一的智能生命體，我們應該確保自己得以生存和延續。但面對地球的有限資源和呈指數形式增長(cháng)的人口數量，我們長(cháng)期生存的唯一機會(huì )不是留在地球，而是向外太空尋找出路。在過(guò)去的一百年里，我們的科學(xué)技術(shù)取得了卓越的成就，如果我們想延續進(jìn)步，就不得不放眼外太空。這也是我大力支持載人航天飛行研究的原因?！?/p>
霍金最后指出，人類(lèi)有望駕駛宇宙飛船做時(shí)光旅行，屆時(shí)從地球到銀河系邊緣的漫長(cháng)路程僅需八十年，這給人類(lèi)殖民外太空帶來(lái)了技術(shù)上的可能。早在2006年，霍金就表示人類(lèi)的生存系于在太空中找到新的居住地，因為地球毀于一場(chǎng)大災難的可能性越來(lái)越高，他預言，人類(lèi)40年后就能進(jìn)駐火星。
霍金說(shuō)，人類(lèi)可能在20年內在月球常駐，并在40年內殖民火星，他說(shuō)，向太空開(kāi)發(fā)新的生存空間是維系人類(lèi)繼續存在的關(guān)鍵，因為地球毀滅的風(fēng)險越來(lái)越高，“除非我們另尋新的恒星系統，否則無(wú)法找到一個(gè)像地球一樣好的地方?！?/p>
霍金的理論雖然震驚了全世界，不過(guò)他的理論并不完全是準確的，一切都還沒(méi)有完全證實(shí)，例如霍金預言外星人可能毀滅地球，按照他的理論，我們必須比外星生物先一步找到他們。而人類(lèi)移民其他星球更是遙遙無(wú)期。
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