兩位科學家對時間和空間本質的探討

兩位科學家對時間和空間本質的探討

美國宇航局戈達德太空飛行中心拍攝

兩個相對主義者展示了他們對宇宙的獨特觀點,它的進化和量子理論的影響。

1994年,斯蒂芬w霍金和羅傑彭羅斯在劍橋大學艾薩克牛頓數學科學研究所發表了一系列關於廣義相對論的公開演講。從今年由普林斯頓大學出版社出版的這些講座,作為空間和時間的本質,科學美國人精選了一些摘錄,用來比較和對比這兩位科學家的觀點。儘管他們在物理學中有著共同的傳統——彭羅斯在劍橋大學的霍金博士論文委員會任職——但講師們對量子力學的看法和對宇宙演化的影響各不相同。特別是,霍金和彭羅斯對儲存在黑洞中的信息以及為什麼宇宙的開始與結束的不同之處有不同的看法。

兩位科學家對時間和空間本質的探討

霍金在1973年的重大發現之一是,量子效應將導致黑洞釋放出粒子。黑洞會在這個過程中蒸發,所以最終可能不會留下原來的質量。但在形成過程中,黑洞吞噬了大量的數據——這些數據的類型、性質和配置。儘管量子理論要求這些信息必須得到保護,但最終發生的事情仍然是一個有爭議的爭論的話題。霍金和彭羅斯都認為,當黑洞輻射時,它失去了它所擁有的信息。但是霍金堅持認為,損失是不可挽回的,而彭羅斯認為,這種損失是由自發的量子態的測量來平衡的,這些量子態將信息引入到系統中。

兩位科學家對時間和空間本質的探討

兩位科學家都認為,未來的量子理論是用來描述自然的。但他們對這一理論的某些方面的看法不同。彭羅斯認為,即使粒子物理的基本力在時間上是對稱的——如果時間顛倒了——量子引力將違反時間對稱性。時間的不對稱性將解釋為什麼在開始的時候宇宙是如此的均勻,就像宇宙大爆炸留下的微波背景輻射一樣,而宇宙的終結一定是混亂的。

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