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　　-本刊記者/方玄昌 □張雙

　　已經被觀察到的黑洞，卻找不到合適的理論來吻合它；有完美理論來描述它的黑洞，卻至今沒有被肯定地找到霍金的諸多理論，似乎也永遠無法通過實驗觀察來加以驗證

　　英國科學家霍爾丹曾說：“宇宙不僅僅是想象起來很神奇，而是比我們能夠想象的還要神奇。”而黑洞可能又是神奇的宇宙中最為神秘的一種天體。

　　無論用何種方法，我們都無法直接觀測、了解黑洞，或許也永遠無法了解它的內部狀況。

　　霍金在研究并向世人闡釋黑洞。然而，霍金的思想、思維如同黑洞一樣，讓人難以捉摸——他用的是一種純數(shù)學、純理論的方法做研究，科學家很難用實驗去觀測和驗證這些理論。

　　這就是有人認為他是愛因斯坦之后最偉大的理論物理學家、但另有人卻認為他即使在劍橋大學自己所在的院系都不是最優(yōu)秀的科學家的原因所在。

　　謎一樣的黑洞

　　中國原國家天文臺研究員李競(現(xiàn)已退休)說，人類和天文學家對于黑洞的了解非常不夠，甚至至今沒有給它一個確切的科學名字，它的名字black hole(黑洞)，這是一個口語詞匯，根本算不上科學術語。

　　但對于黑洞，早在拉普拉斯(1749-1827，法國著名數(shù)學家和天文學家)時代就有理論。拉普拉斯根據(jù)經典的牛頓力學預言，只要天體的空間足夠小，引力足夠大，光線和其它一切物質就不能從中逃逸。

　　天文學家在上世紀60年代，花了很大的工夫，演算出了非常好、甚至可以說是完美的一套黑洞理論：當一個原始天體燃盡它所有的燃料后將發(fā)生坍縮，這就是超級星爆發(fā)。爆發(fā)時它將損失相當多的能量和質量，但只要最后剩下的質量超過3.2個太陽質量(稍微小一點就變成中子星，再小就成了白矮星)，它最后的引力坍縮就是收不住的，在1秒的時間內，它會變成比地球鐵核還小的超高密度天體。這就形成了黑洞。這樣形成的天體被稱為恒星質量黑洞，也就是大家平時所說并在科幻小說、科幻電影里出現(xiàn)的黑洞。

　　由于引力太大，連光都不能從它表面逃逸，黑洞不能被人類直接觀測到。但隨著理論物理和探測手段的進展，人們可以借助觀測和看不見的天體相伴的另一個天體的運轉情況(兩個天體相互運轉組成雙天體)，從而得出其質量。

　　然而，到今天為止，恒星世界中那些看不見的天體沒有一個被100%地證明就是黑洞。

　　1994年，天文學家在星系中心發(fā)現(xiàn)了超大質量黑洞，并算出它體積很小，質量卻極大。“由于幾個不同的天文學家小組，從低級望遠鏡到哈勃空間望遠鏡，都探測到了，宇宙中有這樣超大質量的黑洞就成了板上釘釘?shù)氖虑椤！崩罡傉f。

　　恒星質量黑洞雖有經典理論，在觀察驗證上卻沒到蓋棺定論的地步；星系中的超大質量黑洞被觀察確證，但它是怎么來的，沒有一個完整的理論解釋。二者正是現(xiàn)在科學家努力的方向。

　　“不可驗證”的霍金

　　恒星質量黑洞理論跟霍金毫無關系。霍金提出了另外一個黑洞學說，他認為宇宙中有無處不在的微型(Mini)黑洞，黃豆大小，與木星差不多的質量，宇宙起源的時候，這種東西無處不在。

　　對于Mini黑洞，霍金賦予了其漂亮的理論。但天文學家少有顧及，因為它完全無法觀察研究，霍金也沒有提出如何去驗證的方法，而科學家對一種理論最關心的是它能否被驗證——這也是霍金迄今與諾貝爾獎無緣的主要原因。

　　不可驗證的黑洞理論之外，霍金還提出了他的宇宙模型，給出了11維空間，認為要描述宇宙，X、Y、Z和T(時間)4個未知數(shù)是不夠的，要加到11個未知數(shù)之后，才能夠解釋宇宙的很多結構。

　　這些“維”同樣是天文學家無法探測的。

　　李競介紹，在宇宙起源學說領域，現(xiàn)在最熱門的是宇宙極早期時候的研究，包括那時控制宇宙、左右宇宙的物質規(guī)律是什么等等，而霍金探討的問題甚至比這個更超前。

　　“有了早期宇宙的成熟模型以后，才能談到霍金所提到的宇宙大爆炸之前的問題。現(xiàn)在連0秒之后的瞬間都還摸不清，怎么能談更以前的？”國家天文臺專家趙復垣曾經翻譯《霍金的宇宙》，他也表示，雖然他翻譯了全書，但對里面的理論還是不懂——實際上，許多研究廣義相對論的專家都表示看不懂。

　　但李競和中科院理論物理研究所教授蔡榮根都認為，霍金用純數(shù)學方法做物理學的模型研究，這種“理論在先”的研究方法本身無可厚非。比如激光，就是先有了理論，然后用實驗制造出來。愛因斯坦的理論當中也有很多預言，是后來被人類驗證的。

　　“預言被觀測證實，這樣的理論就被證明是真正的好理論。問題是霍金的理論現(xiàn)在還沒有給出明晰的、可以讓人去尋找的東西。”李競說。-