迪克和威爾金森他們幾個(gè)為啥心頭一涼呢？歷史上的事總是說來話長，大家別急，容我慢慢道來。

1909年意大利的馬可尼發(fā)明了實(shí)用化的無線電通信，到了三十年代，這個(gè)無線電通信就成了一個(gè)熱門產(chǎn)業(yè)，熱度堪比現(xiàn)在的“互聯(lián)網(wǎng)＋”?，F(xiàn)在流量入口是各種手機(jī)APP，那個(gè)時(shí)代就依靠收音機(jī)。英國的BBC就是1922年建立的，丘吉爾常常發(fā)表廣播講話。羅斯福的“爐邊談話”也是各大廣播公司廣播出去的。

圖14-1　央斯基的大天線

廣播開始大發(fā)展，越洋通信的需求也變得越來越迫切，為了提高效率，定向天線能量集中的優(yōu)點(diǎn)就被大家青睞。定向天線必須對準(zhǔn)方向才能獲得最好的通信效果。美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的央斯基（圖14-1）在測試定向天線的時(shí)候，收到了一個(gè)奇怪的信號，而且這個(gè)信號似乎是每二十三小時(shí)五十六分鐘出現(xiàn)一次。他們感到奇怪，突然有人一拍大腿，這不是恒星日嗎！天球轉(zhuǎn)一圈是二十三小時(shí)五十六分鐘，太陽跟天球略有差異，是二十四小時(shí)。他們跑出屋外一看，恍然大悟，原來天線正對著燦爛的銀河，這個(gè)信號原來是銀河中心發(fā)出的信號。于是，一門新的學(xué)科就誕生了，叫做“射電天文學(xué)”。

天文觀測不僅要看，而且要聽。如果說大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡是“眼睛”的話，那么大型的射電望遠(yuǎn)鏡就是“耳朵”。沒多久就爆發(fā)二次大戰(zhàn)了，科學(xué)技術(shù)在兩個(gè)領(lǐng)域內(nèi)有了大發(fā)展：一個(gè)在核物理領(lǐng)域，原子彈就靠這個(gè)。戰(zhàn)后，大國都拼命搞原子彈，沒有原子彈，你說話是“蚊子叫”，無人理睬，有了原子彈，在國際上說話就是“獅子吼”，人家不能不聽。另外一個(gè)領(lǐng)域就是無線電技術(shù)大發(fā)展，英國率先搞出了雷達(dá)以及關(guān)鍵器件行波管，行波管以很小的體積就可以搞出極強(qiáng)烈的微波振蕩，美國人看到后愛不釋手。英國戰(zhàn)爭期間國力衰竭，不得已，壓箱底的寶貝都拿出來給美國人看。無線電/雷達(dá)技術(shù)的大發(fā)展，在戰(zhàn)后帶動了多項(xiàng)學(xué)科的進(jìn)步，射電天文學(xué)也就跟著蓬勃發(fā)展，大家都開始建造大天線來接收宇宙的信號。

在二十世紀(jì)五十年代到六十年代，新技術(shù)層出不窮。隨著冷戰(zhàn)時(shí)代的來臨，大家都在比拼綜合國力，比誰可以引領(lǐng)時(shí)代的發(fā)展?？茖W(xué)技術(shù)當(dāng)然是非常好的一個(gè)“進(jìn)度條”，誰高誰低一目了然：蘇聯(lián)火箭拔得頭籌，把第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)了太空；美國也不甘落后，開始了雄心勃勃的航天計(jì)劃，衛(wèi)星與地面的通信就成了重頭戲，航天器測控也離不開雷達(dá)與衛(wèi)星地面站，這些技術(shù)都對研究天文學(xué)起到了推動作用。

1964年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的工程師彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜架設(shè)了一臺喇叭形狀的天線（圖14-2），用以接受“回聲”衛(wèi)星的信號。為了檢測這臺天線的噪音性能，他們將天線對準(zhǔn)天空方向進(jìn)行測量。這臺天線非常大，人甚至可以鉆到天線上的一個(gè)小房間去工作，可見這個(gè)天線體型之巨。

但是，他們發(fā)現(xiàn)這個(gè)天線始終有“嗞嗞啦啦”的噪音，怎么也去不掉，難道是旁邊紐約市造成的雜音信號？他們調(diào)整天線對著紐約市方向，沒變化，并沒有增強(qiáng)，對著天上，也還是一樣。

圖14-2　巨大的喇叭狀天線

他們覺得這是天線自己的問題，因?yàn)樵胍舻臓顩r不隨角度變化，你隨便對著哪個(gè)方向都一樣。他們首先想到，這會不會是天線本身產(chǎn)生的噪音呢？后來他們查來查去，果然發(fā)現(xiàn)了有一窩鴿子在天線里面搭了個(gè)窩，還生了一窩蛋，拉了一堆鴿子糞。后來他們寫論文的時(shí)候，沒好意思寫鴿子糞，寫的是鴿子的白色分泌物。

這兩位工程師一看，這還了得！有暫住證嗎？這是欺負(fù)美國沒城管嗎？你們倒是不拿自己當(dāng)外人啊！那時(shí)候保護(hù)動物的概念已經(jīng)深入人心，這一窩鴿子還不能碰！你要強(qiáng)拆人家保護(hù)動物的人士不答應(yīng)。于是趕快找動物保護(hù)人員，把這一窩鴿子還有鴿子蛋全都移走。然后他倆徹底把天線打掃了一遍，因?yàn)榕K東西也會帶來噪音。打掃完畢，干干凈凈的，一開機(jī)，噪音又來了，兩人差點(diǎn)哭暈在廁所里，這是怎么回事啊？

他倆寫了一篇論文，發(fā)表在《天體物理學(xué)報(bào)》上，順便還打電話到了附近的普林斯頓大學(xué)。迪克小組接聽以后，心立刻就“拔涼拔涼”的，他們要找的東西，被兩個(gè)一頭霧水的工程師發(fā)現(xiàn)了，到手的鴨子飛了！

不久迪克、皮伯斯、勞爾和威爾金森在同一雜志上以《宇宙黑體輻射》為標(biāo)題發(fā)表了一篇論文，對這個(gè)噪音給出了正確的解釋，這就是微波背景輻射，是宇宙誕生之初大爆炸的余熱。

彭齊亞斯和威爾遜他們兩個(gè)人測出來的波長大約7.35厘米，折算成黑體輻射的話，大約是2.73K的溫度。大爆炸的余溫被測量到了，而且跟當(dāng)初的預(yù)言吻合得非常好，因此大爆炸宇宙學(xué)也就成了大家普遍接受的主流學(xué)說。彭齊亞斯和威爾遜后來雙雙獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，其他人只能仰天長嘆：運(yùn)氣來了誰都擋不住啊！要是不走運(yùn)，喝涼水都塞牙。

在二十世紀(jì)六十年代有四大天文發(fā)現(xiàn)：類星體、脈沖星、微波背景輻射、星際有機(jī)分子，都與射電天文有關(guān)系，但是脈沖星的發(fā)現(xiàn)歷程也很有戲劇性。

在1967年，天文學(xué)家休伊什的女研究生喬瑟琳·貝爾·博內(nèi)爾突然發(fā)現(xiàn)，記錄射電信號的紙帶上出現(xiàn)了奇怪的脈沖，每一點(diǎn)三秒就出現(xiàn)一次。經(jīng)過二十世紀(jì)四十年代末羅斯威爾事件的渲染，以及后來“小綠人”在社會上瘋傳，當(dāng)時(shí)的人不免發(fā)生聯(lián)想：如此精確的時(shí)間間隔，是不是外星人在向我們發(fā)射信號??？但是大家聽了好久，發(fā)現(xiàn)這個(gè)信號一點(diǎn)兒變化也沒有，要想發(fā)信息，怎么的也要來個(gè)莫爾斯電碼滴滴答吧？看來不是外星人的信號。第一個(gè)脈沖信號是1967年夏天發(fā)現(xiàn)的，到了冬天快過圣誕節(jié)的時(shí)候，貝爾發(fā)現(xiàn)了第二個(gè)信號，周期是一點(diǎn)二七四。很快，類似的信號被發(fā)現(xiàn)得越來越多，事已至此，人們基本排除了是外星人發(fā)信號和我們聯(lián)系，這應(yīng)該是一個(gè)普遍的天文現(xiàn)象，到底是什么玩意兒能發(fā)出這么規(guī)律的脈沖呢？

圖14-3　休伊什和射電望遠(yuǎn)鏡的天線

這種天體被直接了當(dāng)?shù)胤Q為“脈沖星”。到底是什么原因使這種天體可以如此快如此準(zhǔn)的發(fā)出脈沖呢？貝爾的導(dǎo)師休伊什（圖片14-3）給予了一個(gè)解釋，那就是這個(gè)天體在瘋狂地旋轉(zhuǎn)，但是電磁波的發(fā)射方向和自轉(zhuǎn)軸不重合，有一定的偏移角度，就像海邊的燈塔一樣，光柱在旋轉(zhuǎn)掃描，脈沖星在發(fā)瘋地旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)大的射電信號恰好掃過地球，被我們接收到，那么就會出現(xiàn)一個(gè)脈沖。每隔一點(diǎn)三秒收到一個(gè)脈沖，那就說明這個(gè)天體每一點(diǎn)三秒轉(zhuǎn)一圈。這是個(gè)難以想象的瘋狂速度，要知道地球轉(zhuǎn)一圈是二十四小時(shí)，也就是八萬六千四百秒??！后來又發(fā)現(xiàn)了毫秒脈沖星，自轉(zhuǎn)周期達(dá)到毫秒級。

圖14-4　陣列天線

1974年，因?yàn)樵诿}沖星方面的研究以及射電天文技術(shù)上的創(chuàng)新，休伊什和賴爾為此共同獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。休伊什他們用的射電望遠(yuǎn)鏡是賴爾設(shè)計(jì)的，非常具有獨(dú)創(chuàng)性，天線長得不像個(gè)大鍋，倒像個(gè)農(nóng)場。用分布式的一大堆天線（圖14-4），來代替一個(gè)大鍋，這樣可以獲得更強(qiáng)的觀測能力。他倆獲獎(jiǎng)倒是實(shí)至名歸，但是，最早發(fā)現(xiàn)脈沖信號的女研究生喬瑟琳·貝爾·博內(nèi)爾則什么也沒拿到。很多人都為她鳴不平，不過她還是具備了一個(gè)光榮的稱號叫做“脈沖星之母”。2006年布拉格天文大會，她是大會主席，那時(shí)候的貝爾已經(jīng)是個(gè)年過花甲的老太太了，一頭花白的短發(fā)，仍顯得精神矍鑠。她在主席臺上一手抱著普魯托狗玩偶，一邊等著統(tǒng)計(jì)投票結(jié)果，然而最后還是干脆利落地把冥王星開除了行星資格。不得不感嘆，歲月是把殺豬刀??！時(shí)間都去哪兒了？時(shí)間在永不停歇地流逝著……

大家在驚嘆脈沖星（圖14-5）高轉(zhuǎn)速之余，又開始疑惑起來：到底是什么樣的天體能受得了如此瘋轉(zhuǎn)而不散架呢？答案只有一個(gè)，那就是當(dāng)年朗道以及茲威基和巴德預(yù)言的中子星。時(shí)隔三十多年，終于塵埃落定。中子星的密度高得嚇人，質(zhì)量比太陽大不了幾倍，直徑卻只有12-20千米上下，相當(dāng)于地球上一座山的尺寸。

當(dāng)然了，中子星上也不全是中子，切開了看，說不定里面是一鍋“夸克湯”。有人預(yù)言，有夸克星的存在。有那么幾個(gè)中子星顯得比較奇怪，比如RXJ1856，距離地球大約四百光年，測量了一下直徑，發(fā)現(xiàn)只有十英里，照理說中子星不該這么小，難道是更加致密的夸克星？還有一顆怪星，編號3C58，在1181年亞洲天文學(xué)家曾經(jīng)觀察到發(fā)生過超新星爆炸，計(jì)算一下到現(xiàn)在溫度應(yīng)該是大約三千五百六十萬度，可是一測量，大家大跌眼鏡，這家伙溫度只有一百萬度。這家伙怎么冷的這么快??？假如密度是中子星的五倍的話，倒是可能冷的這么快，難道這也是一顆夸克星？不過到現(xiàn)在并沒有什么特別直接的證據(jù)。

圖14-5　脈沖星示意圖

中子星大概是長得最標(biāo)準(zhǔn)的球體，因?yàn)橐Υ蟮皿@人，自己把自己捏成了近乎完美的對稱形狀，即便是有起伏的“山脈”，大約也就幾厘米高。中子星表面要想承受這些“山脈”的重量，就必須有非常大的強(qiáng)度，表面必須非常硬，大約是鋼鐵的一百億倍。科學(xué)家們關(guān)心中子星不是為了山脈，是為了另外一個(gè)東西，叫做“引力波”。有關(guān)引力波的話題，我們后文再講，這也是一個(gè)劇情大反轉(zhuǎn)的故事，此處按下不表。

總之，超越錢德拉塞卡極限的天體被發(fā)現(xiàn)了，錢德拉塞卡也在七十三歲高齡的時(shí)候獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)（圖14-6）。離他當(dāng)年計(jì)算錢德拉塞卡極限，已然過去了幾十年。那么，前面還有一個(gè)奧本海默極限呢，超越奧本海默極限的天體能不能找到呢？二十世紀(jì)六十年代的天文學(xué)家們普遍沒信心，但是物理學(xué)家們倒是信誓旦旦地說存在，他們拍胸脯保證一定是有的。到了二十一世紀(jì)的今天倒是來了個(gè)大反轉(zhuǎn)，天文學(xué)家們都說有，物理學(xué)家們倒是狐疑起來：這東西真是黑洞嗎？那么它們夠不夠“黑”??？

圖14-6　錢德拉塞卡獲諾貝爾獎(jiǎng)

黑洞夠不夠黑，這的確是個(gè)問題！令大家大跌眼鏡的是，這個(gè)黑洞居然會輻射粒子。讓我們回到二十世紀(jì)六十年代來回望一下那段腦洞大開的研究史吧！

因?yàn)槲⒉ū尘拜椛浔徽业搅?，這是很明顯的證據(jù)。伽莫夫他們提出的大爆炸學(xué)說現(xiàn)在已經(jīng)在風(fēng)頭上壓過了穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型，但是霍伊爾還是不相信這個(gè)理論，一度曾經(jīng)有所動搖，但他后來又反水了，提出了新的穩(wěn)恒態(tài)模型。不過大家對他的理論已經(jīng)普遍興趣不大了，當(dāng)年那個(gè)崇拜他的超級粉絲霍金也已經(jīng)長大成人。他打算報(bào)考霍伊爾的研究生，但是很遺憾，霍伊爾的學(xué)生太多，就把霍金調(diào)劑給了另外一位老師丹尼斯·夏瑪?；艚疬@孩子很聰明，十七歲考進(jìn)了牛津大學(xué)，還當(dāng)上了賽艇隊(duì)的舵手，是個(gè)風(fēng)華正茂，才智出眾的年輕人。可是，在牛津的最后一年里，他開始變得笨拙，時(shí)常摔跤，人們注意到，這個(gè)學(xué)生的身體出現(xiàn)了問題。

在考入劍橋大學(xué)之后，霍金的身體越來越差，講話開始含混不清。父母帶他去做了檢查，他得了“肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥”，俗稱“漸凍人”，醫(yī)生預(yù)言他活不過兩年。但是，他還是挺過來了，盡管他的生活空間越來越小，身體能活動的部分越來越少，后期他幾乎全身都不能動彈，但是這不妨礙他的大腦思考那最深邃最遙遠(yuǎn)的宇宙盡頭問題。這就是他的使命，不是嗎？

還好，他沒有成為霍伊爾的研究生，霍伊爾常年在外，在校園內(nèi)停留的時(shí)間都不多，很難說會有多大精力去帶學(xué)生，畢竟人家事務(wù)繁忙。夏瑪老師則不同，他能實(shí)實(shí)在在地在學(xué)校里面好好培養(yǎng)呵護(hù)自己的學(xué)生，特別是霍金這樣身有殘障的年輕人。老師雖然自己還是偏向穩(wěn)恒態(tài)宇宙，但是他鼓勵(lì)霍金有自己的想法。夏瑪是狄拉克的學(xué)生，說起來，狄拉克是霍金的師爺，也正擁有著名聲最大的教職——?jiǎng)虼髮W(xué)盧卡斯數(shù)學(xué)講座教授。當(dāng)初牛頓也擔(dān)任過這個(gè)教職，還是國王親批的。若干年后，霍金也將擔(dān)任這個(gè)教職，一干就是幾十年……

在劍橋上學(xué)期間，夏瑪老師時(shí)常帶著學(xué)生外出聽講座，結(jié)識各個(gè)領(lǐng)域的專家學(xué)者，霍金撐著不便的身體也跟著一起去。有一次碰到兒時(shí)的偶像霍伊爾講學(xué)，霍金發(fā)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤，不依不饒地大喊：“那個(gè)量是發(fā)散的！”鬧得霍伊爾下不來臺。偶像又怎樣呢？吾愛吾師，吾更愛真理！

夏瑪老師的一大功勞便是把彭羅斯拉來入伙，從數(shù)學(xué)領(lǐng)域跳過來研究相對論和宇宙學(xué)。早在二十世紀(jì)五十年代，夏瑪老師在餐館里碰上了彭羅斯，彭羅斯就顯示出了非凡的天分。后來彭羅斯和霍金也成了很好的朋友，在夏瑪老師的帶領(lǐng)下研究廣義相對論。彭羅斯比霍金大了十一歲，大約就是李白與杜甫的年齡差距。彭羅斯本行是數(shù)學(xué)家，在拓?fù)鋵W(xué)領(lǐng)域有很深的功底，他把拓?fù)鋵W(xué)引入了廣義相對論的研究。美國的物理學(xué)家對拓?fù)鋵W(xué)并不重視，蘇聯(lián)人也不重視。朗道是蘇聯(lián)物理學(xué)界的學(xué)霸，他的入學(xué)考試號稱叫“朗道勢壘”，難度簡直變態(tài)，能考進(jìn)去的都是人尖。但是朗道不考拓?fù)鋵W(xué)，因此另辟蹊徑的任務(wù)就落到了英國人身上。法國人干什么去了？天知道！

這個(gè)拓?fù)鋵W(xué)又是個(gè)什么學(xué)科呢？大家都玩過七巧板或者拼圖嗎？從理論上講，這也算是拓?fù)鋵W(xué)。拓?fù)鋵W(xué)關(guān)注位置關(guān)系，不關(guān)心大小。曾經(jīng)有個(gè)笑話，說有個(gè)老板想造一個(gè)動物園，這就需要去抓很多動物，然后把動物關(guān)在籠子里。這需要一大筆錢，老板就問各位專家，有沒有省點(diǎn)錢的辦法。大家面面相覷，最后有個(gè)拓?fù)鋵W(xué)家發(fā)言了，他說不用去抓野生動物，動物已經(jīng)被抓住了。你想啊，一般的動物園都是動物們關(guān)在籠子里，人在外邊看，現(xiàn)在我們把空間關(guān)系翻轉(zhuǎn)過來：把人放在籠子里，動物放在外邊，這不是一樣的效果嘛！老板大受啟發(fā)，于是世界上第一個(gè)野生動物園誕生了。果然是把人關(guān)在籠子里，動物在外邊自由自在地溜達(dá)。

故事當(dāng)然是當(dāng)個(gè)段子來聽，但拓?fù)鋵W(xué)的思維告訴你空間的位置關(guān)系是個(gè)很深?yuàn)W的東西，特別是高維空間內(nèi)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。數(shù)學(xué)上著名的“莫比烏斯帶”和“克萊因瓶”，倒是給人比較直觀的感受。

圖14-7　莫比烏斯帶只有一個(gè)面

莫比烏斯帶（圖14-7）是個(gè)彎曲的二維面，在三維空間里面反扭了一下。這是一個(gè)沒有正反面的二維空間，純粹只有一個(gè)面。你拿一支筆來涂顏色的話，可以不抬筆全部涂滿。我們假想有一種二維的小人，生活在這種二維空間之內(nèi)。他就會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他轉(zhuǎn)一圈返回出發(fā)點(diǎn)的時(shí)候，居然成了原來的鏡像，完全顛倒過來了，不過不要緊，他再跑一圈就正過來了。感受到拓?fù)鋵W(xué)的魅力了吧！

圖14-8　克萊因瓶

克萊因瓶（圖14-8）是另外一種情況：這是一個(gè)有限無邊的面，但是它也只有一個(gè)面。因?yàn)榭巳R因瓶是三維的，要想實(shí)現(xiàn)只有一個(gè)面，必須有第四個(gè)維度來幫忙，就如同莫比烏斯帶一樣。二維空間，要想實(shí)現(xiàn)只有一個(gè)面，就必須在第三個(gè)維度里面反扭一下。我們平時(shí)生活在三維空間里，感受不到第四個(gè)維度。因此你只能想象一下，克萊因瓶下面那個(gè)交叉的地方其實(shí)并不交叉，因?yàn)?，瓶子尾巴是通過另外的維度接上瓶口的，這需要強(qiáng)大的腦補(bǔ)能力，暫時(shí)就別瞎想了，拓?fù)鋵W(xué)匪夷所思的地方還多著呢。

愛因斯坦的廣義相對論在戰(zhàn)后已經(jīng)成為物理學(xué)家們必須了解的一門學(xué)問，不像戰(zhàn)前，了解的人并不多。但是對于奇點(diǎn)，大家意見并不統(tǒng)一，一個(gè)質(zhì)量足夠大的恒星真的能夠一步步塌縮成為一個(gè)點(diǎn)嗎？這個(gè)點(diǎn)究竟是怎么樣的一種存在？那個(gè)早在第一次世界大戰(zhàn)的戰(zhàn)壕里被計(jì)算出來的史瓦西解就可以描述一個(gè)最簡單的黑洞，這個(gè)黑洞是個(gè)靜態(tài)球?qū)ΨQ而且不旋轉(zhuǎn)不帶電的黑洞。不久以后，帶電的RN黑洞也被計(jì)算出來了。相對來講，帶電的RN黑洞只比史瓦西黑洞復(fù)雜了一點(diǎn)兒。到了二十世紀(jì)六十年代初，隨著對大爆炸以及恒星塌縮過程的研究。奇點(diǎn)問題已經(jīng)繞不過去了。究竟在塌縮的恒星之中，能不能生成奇點(diǎn)呢？大家眾說紛紜。

蘇聯(lián)科學(xué)界相對來講比較封閉。他們與西方的學(xué)術(shù)交流還是有的，但是顯然沒那么通暢，甚至名稱術(shù)語都不統(tǒng)一：西方叫“塌縮星”，蘇聯(lián)叫“冷凍星”，倒是美國的惠勒在一次報(bào)告上用了“黑洞”這個(gè)詞匯。大家都覺得這個(gè)詞不錯(cuò)，很傳神地描述了這一類天體的特征，于是黑洞就成了標(biāo)準(zhǔn)的稱呼?；堇盏娜松缍群荛L，在二十世紀(jì)三十年代他與玻爾一起工作過，后來在普林斯頓又與愛因斯坦成為同事。麥卡錫橫行之時(shí)，泰勒要去非美委員會作證，對奧本海默不利，惠勒連夜苦勸無效，氫彈之父告發(fā)了原子彈之父，這是科學(xué)史上的悲劇。

惠勒后來一直活到了北京奧運(yùn)會前夕，是哥本哈根時(shí)代僅存的大師。他一輩子培養(yǎng)出不少好學(xué)生，比如研究蟲洞和引力波的基普·索恩，提出黑洞熵的貝肯斯坦都是他的學(xué)生，在后文都會提到他們。

彭羅斯進(jìn)入相對論領(lǐng)域，首先就證明了奇點(diǎn)的問題。彭羅斯用數(shù)學(xué)證明，奇點(diǎn)必定會出現(xiàn)，特別是黑洞里。這一套數(shù)學(xué)證明的過程用到了拓?fù)鋵W(xué)，后來霍金把這個(gè)結(jié)論推廣到了宇宙起始的那一刻，宇宙的開端必定有奇點(diǎn)。夏瑪老師和彭羅斯以及霍金他們一伙人把劍橋變成了歐洲黑洞研究的老巢。

蘇聯(lián)人對外交流不算多，偶爾也來一趟，哈拉尼科夫做了個(gè)報(bào)告，栗弗席茲在家坐鎮(zhèn)沒來。他們認(rèn)為黑洞里面的奇點(diǎn)并不穩(wěn)定，在擾動之下可能有問題。當(dāng)場有人提出了彭羅斯的理論，蘇聯(lián)人大驚失色，他們沒聽說過有這種理論。更加令人可怕的是他們對拓?fù)鋵W(xué)不熟悉，彭羅斯的玩意看不懂。照理說，蘇聯(lián)人擔(dān)心也并不是沒道理，天體并不是完美的對稱形狀，同時(shí)下落匯聚的時(shí)候，能不能準(zhǔn)確地同時(shí)匯聚到一個(gè)點(diǎn)上呢？萬一對歪了沒打中呢？萬一時(shí)間對不上，彼此錯(cuò)過了呢？這是很正常的想法。

蘇聯(lián)的澤爾多維奇他們一幫子人當(dāng)年是搞核彈的，原子彈爆炸也遇到了類似問題。核裝藥是分解成好多塊擺在一個(gè)球面上，周圍全是炸藥。炸藥要極其精確地同時(shí)起爆，各個(gè)核裝藥塊在爆炸的推擠下，要在千分之一毫秒的時(shí)間里齊刷刷地撞到一起，同時(shí)中子源點(diǎn)火，時(shí)間上不能彼此錯(cuò)過，空間上不能對歪一絲一毫，核彈才能順利起爆，做不到就只能放個(gè)啞炮。原子彈原理講起來并不復(fù)雜，真要做到那可是千難萬難。蘇聯(lián)人把核彈計(jì)算上用的思路移植到了黑洞塌縮上。當(dāng)然了，原子彈去引燃?xì)鋸椀倪^程也是類似的，在黑洞計(jì)算上也可以借鑒，澤爾多維奇就是蘇聯(lián)研制氫彈的功臣之一，這種辦法很可靠，而且大家也都信得過。好多物理學(xué)家懷疑彭羅斯他們，惠勒倒是偏向彭羅斯。要是奇點(diǎn)還要考慮量子效應(yīng)，那又是一個(gè)頭兩個(gè)大。

彭羅斯他們沒工夫管這些事情，和霍金幾個(gè)人開始發(fā)展這套分析方法，很快，就成了一個(gè)非常厲害的體系。他們提出了新的奇點(diǎn)定理，一幫物理學(xué)家不得不惡補(bǔ)拓?fù)鋵W(xué)的知識。這種情形在歷史上也不是第一次出現(xiàn)了，當(dāng)年他們也是惡補(bǔ)微分幾何、惡補(bǔ)矩陣，現(xiàn)在開始惡補(bǔ)拓?fù)鋵W(xué)。數(shù)學(xué)家動動嘴，物理學(xué)家跑斷腿??！

圖14-9　栗弗西茲是朗道的助手

后來，索恩和霍金幾個(gè)人去了蘇聯(lián)，見了見蘇聯(lián)的朋友們，栗弗席茲（圖片14-9）倒是痛痛快快地承認(rèn)了錯(cuò)誤。反正栗弗席茲很坦誠，他們用傳統(tǒng)方法也算出了一個(gè)可以穩(wěn)定存在的奇點(diǎn)，大家殊途同歸。傳統(tǒng)方式能算出更加豐富的信息，拓?fù)鋵W(xué)只能告訴你有奇點(diǎn)，卻不能告訴你別的。

奇點(diǎn)的問題告一段落，視界面還有問題。天體并不是完全對稱的，萬一是個(gè)歪瓜裂棗的形狀，塌縮過程中能不能形成個(gè)完美的球形視界面呢？蘇聯(lián)的澤爾多維奇小組得出來的結(jié)果是——“天空飄來五個(gè)字，那都不是事”，略微有些起伏沒關(guān)系。在塌縮的過程中，這些不完美的地方會變成引力波輻射出去，最后變成完美的對稱形狀。蘇聯(lián)人一宣讀結(jié)論，西方人就感到震驚，看來鐵幕那一邊的人還是很有實(shí)力的。澤爾多維奇是研究核彈出身，后來才轉(zhuǎn)行來折騰黑洞的。計(jì)算黑洞的塌縮過程，把氫彈計(jì)算上要用到的那些壓力、激波、高溫、核反應(yīng)、輻射全都用上了。

夏瑪老師經(jīng)常派學(xué)生去參加各種各樣的學(xué)術(shù)會議，有時(shí)候是霍金去，有時(shí)候是別人。這一次去的是埃利斯，他回來以后兩眼放光，講座上愛爾蘭的伊斯雷爾提到他算出來的結(jié)果：哪怕天體是方的，塌縮成黑洞也會得到一個(gè)完美球?qū)ΨQ的形狀。

電荷與角動量不會變成引力波輻射出去，因此不會被抹平，這兩個(gè)信息是丟不掉的。黑洞就只剩下三個(gè)信息：旋轉(zhuǎn)、電荷、質(zhì)量。任何一個(gè)黑洞，有這三個(gè)信息你就能描述了，這是一個(gè)非常毀三觀的結(jié)論。普通人一定會問：吸進(jìn)去的物質(zhì)都到哪里去了？其實(shí)這不奇怪，我們平時(shí)生活里見到的物體總可以獲得許多信息，一塊蛋糕你可以掂量掂量有多重，也可以咬一口看看軟硬，還可以嘗嘗是甜的還是咸的?？傊粔K蛋糕里包含了非常豐富的信息。我們都是通過這些信息來理解特定事物的，信息越是豐富，我們就越是覺得這個(gè)東西實(shí)在，相反就不太能接受。氣體的信息就少多了，沒有形狀，也不一定有味道，很可能沒有顏色，了解空氣只能通過流動時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)和氣壓。面對黑洞，我們很不安，物質(zhì)掉進(jìn)黑洞里，我們熟悉的那些信息統(tǒng)統(tǒng)感受不到了。對此，我們的腦子很難接受。大家總是腦補(bǔ)，物質(zhì)一定囤積在黑洞的內(nèi)部。人總是違拗不過直覺，可物理偏偏又是反直覺的，大跌眼鏡已經(jīng)是家常便飯了。

搞廣義相對論的科學(xué)家們對此并不在意，奇葩的東西見怪不怪?；堇粘浞煮w現(xiàn)了他為老不尊的一面，他把黑洞信息理論稱為“黑洞無毛定理”（這個(gè)詞在西方含有XXX的意味），物理學(xué)家們廣泛接受了這個(gè)稱呼，伊斯雷爾在自己論文中毫不猶豫地就寫上了“黑洞無毛定理”。倒是雜志的編輯們受不了了，你們這幫子物理學(xué)家為什么都這么“污”！《物理評論》的老編輯們拒絕刊登這種含有污言穢語的文章，但最后還是胳膊擰不過大腿，大批的物理學(xué)家用得不亦樂乎，編輯們也不得不接受了這個(gè)詞。這個(gè)詞翻成中文倒是看不出什么，有人還稱之為“三毛定理”，倒也是蠻貼切的。

惠勒一向很頑皮，他七十歲生日的時(shí)候，正好參加學(xué)術(shù)會議。他發(fā)現(xiàn)沒人記得今日是他的七十大壽，一份禮物都沒收到。于是就在別人的椅子腿后面綁了鞭炮，一聲轟響，現(xiàn)場亂作一團(tuán)……