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黑洞:宇宙中不能承受的重

2016/2/7 — 6:00

太古城新開家品書店合體,喜見兩個科普書架,惜多是長青古籍。促銷台上見廿來本新書,當中一大堆霍金的「新作」。若非身患絕症的霍金以驚人的生命力多活了半世紀,這些被流放到「樂活」部門一角的裝飾品恐怕支撐不住場面。

廿世紀最重要的科學家當中,愛因斯坦穩居首席,而在波爾和海森堡等巨人身影之下,霍金只能間中敬陪十大之未。但霍金當今的知名度和影響力無人能及,除個人魅力,一生專注研究的黑洞才是引力所在。

我在 1980 年才在紐約課堂初遇黑洞。當時浮現腦海的,是《現代啟示錄》難忘一幕。原著 The Heart of Darkness 中,叙述者先問,「在那終極時刻,他是否重溫了生命中的每一個細節,從慾望、誘惑到屈服當中,領悟到一切?」然後才是馬龍白蘭度臨終發出的經典驚呼,「可怕啊!可怕啊!」我想,令無法無天的山寨王臨淵喪膽的,就是能吞噬附近的一切,連光也不能逃出生天的黑洞。

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那時已安然渡過兩年大限的霍金已發現,量子現象令黑洞洩出輻射,重量漸減,終會連同裡面一切的信息徹底毀滅。年輕霍金的發現不但證明物質能逃離「甚麼都不能逃離」的黑洞,更預言歷史和未來將會一筆勾銷,令物理定律失去意義。

三分一世紀過後的今天,孕育黑洞的廣義相對論剛滿百歲,霍金仍在為解決「霍金輻射」帶來的基礎物理危機奮戰。最近他在公開講座中提到,「黑洞信息悖論」已有突破。我亦身不由己,一頭裁進黑洞,重溫它的每一個細節。

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去年出版的 “Black Hole: How an idea abandoned by Newtonians, hated by Einstein, and gambled on by Hawking became loved” 是目前唯一的黑洞傳記。在麻省理工科學寫作教授 Marcia Bartusiak 筆下,一如任何大自然奧秘的發現,後進的大膽想像被前輩譏諷和冷對,不斷受到頑抗,經歷多次突破後,黑洞才能成為今日家傳戶曉的宇宙一員,在每個銀河星系匯聚成有若上億個太陽的 "mass without matter" 核心

廣義相對論百年前寫下方程式,讓後世譜寫宇宙大歷史。它的預言遠遠超前於當時的科學思維和觀察技術,愛因斯坦亦難以接受。他曾堅信宇宙無始無終,在方程式上劃蛇添足,晚年悔不當初;更終生不相信物質能被自身重力壓縮成為奇點,至 1939 年仍認為有其它物理機制阻止黑洞形成,留下公認是他最差的一篇論文

愛因斯坦沒留意,一個月前,希特拉揮軍波蘭發動二戰那天,Oppenheimer 和 Snyder 正寫下現代黑洞的經典描述。在期刋 29 頁前,量子力學之父波爾和 John Wheeler 發表他們在普林斯頓偶遇合作的核裂變釋放巨大能量機制。Oppenheimer 旋即投入曼赫頓原子彈計劃,自此黑洞和相對論沉寂廿多年。愛因斯坦 1955 年離世時,仍無緣見證戰後藉天文技術飛躍的觀察發現,由 Roger Penrose, John Wheeler 和霍金等新一代科學家接捧後,黑洞研究不但復興,更成為基礎物理前線的萬有理論重鎮之一。

上月物理學家克勞斯傳出發現重力波的小道消息。我有理由相信傳言不虛,宇宙深處有兩個黒洞正互相吞噬,驚天動地的時空震盪將會為黑洞簽定出生證明書。令人婉惜,由 LIGO 干涉望遠儀錄得的訊號相信和霍金輻射無關。老頑童在講座中多次笑言「最終我仍可能得到諾獎 」之時,恐怕已接受此生無緣。

 

原文刋於蘋果日報 What we are reading

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