吴鹏飞 | 可惜,他没看见黑洞

​大前天,也就是4月10日,“事件视界望远镜”项目(EHT)发布了他们第一次拍到的黑洞照片。

这是人类史上首张黑洞照片,令人震惊。这也是人类认识宇宙的一个新的重大进展。

我上大学时候的记忆,黑洞,只是一个神奇可畏的预言,而且似乎它永远也不可能被看见。因为他的质量太大引力太强,光线都会被它俘获,无法逃逸。我们当时听到这样的讲解,都深以为然。

今日回头想,觉得自己还是少动了一点脑筋。是呀,黑洞总是有边界的,在边界上,光线是可以逃逸的,那么,这边界上的光被捕捉住,不就可以看到黑洞的轮廓吗?

这间接的看见,也是一种看见啊。

所以,当我看到人类拍摄到的第一张黑洞的照片时,突然生出这样的自责。如此简单的一个推理,当时为什么就没有想到呢,居然几十年根深蒂固地、人云亦云地认为,黑洞,我们人类永远无法观测。

吴鹏飞 | 可惜,他没看见黑洞

这告诉我们,学习时,自己一定要动脑筋,稍不注意,就会被老师教导的错误知识误导一生。其实,就算在最高深的领域,有很多未知事物,也是可以通过很简单的常识和逻辑来推导的。

感谢那些孜孜不倦为人类探求真理和真相的人们,为我们打开了又一扇认识世界的窗。这个像西方小甜面包圈和像中国油炸小面窝的黑洞照片,让我感慨万千。

拍摄它的“事件视界望远镜项目”(EHT),是一个通过国际合作而实现的、由八个地面射电望远镜组成的观测阵列,主要旨在通过形成一个口径如地球大小的“虚拟”望远镜,来捕捉黑洞的图像。

照片中的的黑洞,位于室女座星系团中超大质量星系M87中心,距离地球5500万光年,质量为太阳的65亿倍。这张由200多名科研人员历时10余年、从四大洲8个观测点“捕获”的视觉证据,有望证实爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。

5500万光年,也就是光行走5500万年的距离;65亿倍,也就是65亿个太阳的大小。这些数字,是我们难以想象的巨大和长远。和这样的大尺度比较,人作为个体,渺小到可以忽略不计,连沧海一粟的沧海一粟的沧海一粟都不及。

为什么我们说,一个民族要有一些人仰望天空呢?为什么多年来,我一直赞成在中小学课程中,增开一门天文课呢?因为这会使我们这个民族永远保持理性和谦虚,使我们的孩子永远知道自己有多渺小,会比较淡薄尘世的名利。

看到这张照片,我的一个巨大的遗憾,就是英国物理学家霍金,没能看到这个神奇的小甜圈。他曾经那么有趣、那么形象、那么生动地为我们描述过黑洞的存在,可是在这张照片之前,这一切描述都更像是童话故事。

霍金只是宇宙的一粒尘埃,可是这一粒尘埃一生都醉心研究宇宙。他是一粒非常惊人的物质,他走了,变幻了一种存在的形式和形态。甚至,也可以说,他只是进入了虚轴时间的一次旅行。

可问题是,他似乎化为了更小的微粒,已经不足以感知这张小甜圈的美丽。

霍金为我们描述了一个浩瀚、奇异、匪夷所思的宇宙之后,他悄悄走了。这让很多仰望星空的人,有一种难以排遣的寂寞。从精神上讲,霍金与人类是永远同在的;但是那个不断发出惊人之语,不断有新想法,不断给人类提出忠告的人,确实消失在无边无际的物质世界里了。

有人质疑,说真霍金早已经死了,后来这个轮椅上的人,是西方社会的一个阴谋替代品,因为在整个科学史上,从来没有一个科学家像他一样,一言一行都会被全球普通人所关注。

说实话,从读大学开始,我已经习惯于这样一个人的存在,每次听到他的幽默、顽皮事迹,还有他新的预言,我都会发出会心一笑。不久前,他还逗一个孩子说,如果掉进黑洞,他就会变成一根意大利面。

不管霍金是真是假,霍金确实不在了。

这次黑洞照片问世,霍金没有可能发出任何评论。当我打开他的书,黑色的封面,在告诉我们,黑色是宇宙的本色。轻轻摩挲他的书,我仍然会沉浸在对霍金这个奇妙物质团的惊叹。

惊叹一:他的科学成就。霍金21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症,全身瘫痪,不能言语,手部只有三根手指可以活动。恰恰因为疾病,使他独一无二,没有一个物理学家像他那样,几乎把全部时间都花在了思考宇宙上。

他证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型,在统一爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。

惊叹二:他的科普功绩。霍金的著作《时间简史》仅仅是一本15万字的科普小书,却荣登伦敦《星期日时报》畅销书榜长达237周之久,并被翻译成40多种语言,印数超过1000万册。

这本书为何如此畅销?是宇宙的神奇?还是时空的奇妙?英国《星期日时报》称霍金为“童真好奇与天才智慧的结合,我们为他精神的瑰丽所惊异”。我认为,霍金是人类与宇宙之间的一位最精彩的翻译者。

惊叹三:他的奇妙身体。最可怜的肉体,逐渐冷冻直到所有的肌肉都变得僵硬,他几乎只能控制眼皮底下最后一块肌肉的运动。但所幸,人体不被大脑控制的肌肉——心脏还在跳动,大脑本身因为不是肌肉组织而是类脂组织,还能继续运转。

他的身体,本身就是宇宙物理运动的一个小小的错误,生命对他开了一个最大限度的玩笑。但不幸中的万幸,是他拥有人的大脑,千亿个细胞竟然和我们已知天体星系的总量相当。霍金的身体局限,反而使他能够把整个大脑全部用来思考一件事,由此变为不平凡的人。

惊叹四:他的教育底蕴。霍金是一个教育的奇迹。他母亲伊莎贝尔在那个女孩子没什么机会接受高等教育的年代,不但坚持上学,考进了牛津,还连读了三个专业:哲学、政治和经济学。

有这样的母亲是不幸中的万幸。他们一家房子基本没怎么装修,但到处都堆着书。在餐桌上也经常一家五口每个人捧着本书边看边吃,偶尔遇上精彩的内容就交流几句心得。中国也应该有自己的牛津,有自己的霍金式的招牌人物,少一些精致的利己主义者。

惊叹五:他的时间概念。时间是测量物质的一种尺度,如果没有理论物理学家的深邃思考,在有限的空间,有限的人生、有限的速度下,时间,确实是基本相同地流过了我们每个人。

但是他们计算发现,时间会弯曲,时间会变慢,时间甚至在黑洞中还会停止。这使人类在惊异中,开始思考生命的本质和意义。在霍金们的宇宙里,时间曾经不存在。

大爆炸后的1秒钟,产生了光子、电子、中微子和它们的反粒子以及一些质子和中子;100秒钟后,产生了氘的原子核,然后是氦核和重元素锂、铍;

几个小时内,其他重元素和轻元素相继产生。宇宙温度由无限高降到100亿度,到10亿度,再到几千度。时间居然是这样诞生的。

惊叹六:他的宇宙模型。霍金以难以想象的想象力,告诉我们宇宙起源于200亿年前,当时(这个词严格说不能用)宇宙曾经存在一个密度无限大、体积无限小、温度无限高的奇点,没有时间,也没有空间。

霍金说,没有上帝,没有造物主,没有神,因为连时间都没有,这些事物都不可能存在,他是一个多么有趣的无神论者啊。大爆炸是物质的自为行为,不需要理由。因为任何理由都需要存在于时间中,但是大爆炸之前,没有时间啊。

惊叹七:他的超级魅力。霍金酷爱古典音乐,迷恋摇滚,喜欢表演。1994年霍金用电子发声器唱了一首曲,2014年,霍金又出了一首新歌,翻译过来就是《絮絮叨叨的霍金》,这是一个很幽默善于自嘲的人。他扭曲的身体,拥有最健全的精神。

他的博士论文公布时,母校网站的服务器瞬间就瘫痪了;他的预言总能轰动世界,他能让如花似玉的美女甘心嫁给患病的自己,陪伴自己度过了艰难的冰冻身体的过程,他还能让前来照料他的护士,爱上他与他结婚。他本身,就像一个连光线都能抓住的黑洞。

惊叹八:他的感恩思想。霍金认为,人的思想,就是宇宙的一种自我思考。实际上有两个宇宙,一个是宇宙,一个是我们思想建立的一个宇宙模型。所谓生命的意义,也是人的思维建立的一个模型。

说这样的话,使他更像一个哲学家。的确,如果没有人类这样的智慧偶然出现,宇宙就是自在的,没有模型,没有解释,没有规律。霍金说,没有上帝,人类也没有前生、来生,只有今生。能够以今生的生命去感知宇宙之美,应该感恩,应该知足。

惊叹九:他与爱因斯坦。3月14日霍金去世,这个数字代表圆周率精确到小数点后两位,也代表另一个物理学巨匠爱因斯坦的生日。霍金的寿命不仅远远超出了医生的预期,而且恰好与爱因斯坦同寿。两位天才的生死轮回与寿年的暗合,不知道是否有上天的某种寓意。

单就物理学的成就而言,他不是最杰出的。但是,如果把他生命的执著、意志的顽强、思想的达观、语言的艺术、科普的贡献、哲学的思考、科学的成就综合起来看,他对整个人类和科学界的影响力确实远在他人之上。

惊叹十:他的神奇想象。这个被命运残酷折磨的人,反而变成了这颗星球,这个宇宙最快乐的生命,也为人类不断带来惊喜。当我们知道很多天体星系的距离,连光都要走几亿年几十亿年时,几乎对星际旅行完全绝望。

但这个天才的思想者告诉我们,且慢伤心。因为在霍金的宇宙中,存在一种虫洞,连接不同的宇宙和星空,使我们可以瞬间滑过虫洞,越过数亿光年的距离。这个高明的安慰,曾经使少年时代痴迷于科幻小说的我转忧为喜,破涕为笑。

看到人类第一张黑洞照片的时候,我更加想念这位黑洞的研究者。

霍金与我们的分别,也许并不是永久的分别。如果有超过光速的飞船,我们也许还能追上远去的他。还有一种可能,当宇宙重回奇点时,广袤天地的所有的物质都会回到一个点上,那时候,我们也许可以作为微笑的粒子,和这个顽皮的家伙挨在一起。


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