黑洞是什麼？霍金到底做了什麼？15分鐘講清楚！

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北京時間3月31日晚21點（當地時間下午2點），霍金的葬禮在英國劍橋大學大聖瑪麗教堂舉行。教堂距離霍金工作了52年的岡維爾與凱斯學院只有很短的距離。

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霍金3月14日去世就引起了全世界的波動，中國媒體也紛紛報道。

有人看了很生氣。意思是中國人都是外國狗，一個老外死了，跟死了爹似的。

更有人說霍金有啥牛的，連個諾貝爾物理學獎都沒拿。

還有人說，中國人就是這麼差勁，往死里表揚沒得諾貝爾物理學獎的外國人霍金，卻天天罵得了諾貝爾物理學獎的中國人楊振寧。

當然，這都是狹隘民族主義在作怪。

那麼，什麼是狹隘民族主義？

狹隘民族主義就是只有本民族的好，別的民族的都不好，好也不能說，天下本民族第一。

可以先解釋一下為什麼有那麼多人對霍金敬重，而對楊振寧鄙視。

其實這種態度和兩個人物理學家的身份不相干。

從人生的角度講，霍金是個弱者，因為他從21歲開始就是個病人，並失去了一個正常人的基本能力，肌肉萎縮不能行動，並且失去了聽力。而楊振寧是個強者，八九十了身體一直健康。

而弱者霍金卻能保持樂觀積極的人生態度，並把這種樂觀投入到了宇宙科學研究之中，還寫出了《時間簡史》這樣科普讀物，這部作品拉近了他與平常的人關係。

強者楊振寧和李政道發明了宇稱不守恆定律，這個定律也影響了全世界人的生活，沒有這個定律就沒有今天的微波爐、電磁爐以及數字通訊。可以說，在現實物理學中李政道和楊振寧的貢獻要比霍金大。但楊振寧所表現出的生活態度卻與霍金不同，一般定義為太功利，太物質。

其實這很好理解，霍金作為一個非正常人已經失去了享受正常生活的能力，而楊振寧有，不宜在道德上做過多的評判。

還有一個更簡單的道理，霍金沒花中國人的錢，楊振寧花了。

中國人對楊的推崇或不敬也都來自狹隘民族主義，推崇他因為他是中國人，不敬他因為他曾不是中國人。

對楊兩極的態度是狹隘民族主義在一個人身上集中的體現。

不能用民族或國家的觀念看待這兩個人，這兩個人都是屬於全人類的物理學家。

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霍金的名頭是物理學家、宇宙學家。霍金一生所致力研究的是宇宙物理學。

那麼什麼是宇宙呢？

西漢皇族淮南王劉安及其門客集體編寫的一部哲學著作叫《淮南子》，《淮南子·齊俗》曰：「往古來今謂之宙，四方上下謂之宇。」

也就是說宇是空間，並且是無限大的空間；宙是時間，是無限長的時間。

在更早的時候，春秋時的《莊子·庚桑楚》中曰：「有實（能見到的）而無乎處（無邊的）者，宇也。有長而無本（開始）剽（末梢）者，宙也。」

意思是能見到的又沒有邊界的是宇，有長度而又沒有開始和結束的叫宙。

這說明中國古人就建立了時空觀。

時空觀，指的是關於時間和空間的根本觀點。

最基本的觀點就是空間無限大，時間無限長。

在西方，古希臘德謨克利特認為空間是物質運動的條件，沒有了空間物質就沒法運動。亞里士多德用「地點」概念來表示空間，並認為時間是連續的。

近代的時空觀是在自然科學發展的基礎上形成的，哥白尼的「地動說」為唯物主義時空觀的形成創造了條件，也就是時間是地球繞著太陽轉產生的。

布魯諾、伽利略主張時間、空間是物質存在的絕對形式，也就是物質的存在需要空間和時間兩個條件，並提出時空無限的思想，這和中國古代人的認識相同。

十六世紀法國哲學家、物理學家笛卡爾指出時間的特性是持續性，空間的特性是廣延性。

到了十八世紀，牛頓提出了「絕對時間」、「絕對空間」的觀點，系統地闡發了機械唯物主義的時空觀，也叫經典時空觀。是把時間空間看成物質存在及轉化的框架，不同的參考系用同一個時間和空間的基準。是物質、時間與空間都無關的時空觀，意思是時間空間都是不變的。

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後來很多物理學家對經典時空觀產生疑問，意思是時間和空間在不同的體系中是不是一樣的呢？也就是中國人所說的天上一天，地下一年這種說法成不成立。

1905年愛因斯坦發表的題為 《論動體的電動力學》一文中提出的區別於牛頓時空觀的新的平直時空理論，也就是狹義相對論。

什麼是狹義？「狹義」表示它只適用於慣性參考系。也就是說在同一慣性參照體系中，時間和空間是不變的。原因是光速不變。

狹義相對論打破了牛頓對於時間和空間都是不變的絕對時空理論，意思是在一個慣性參考中可以不變，但在不同的慣性參考系中不一定，我們不知道。

後來愛因斯坦又提出了廣義相對論，廣義相對論引入了一個概念叫引力場理論，該理論認為引力是由空間——時間彎曲的幾何效應的畸變引起的，因而引力場影響時間和距離的測量。

不是很好理解。

比如一杯水，靜止時水面是平的，如果轉動它水面就是彎的，轉動需要時間，這個效應就會產生引力，也就是我們所說的漩渦。愛因斯坦認為這是時間和空間彎曲的結果。

空間的彎曲能看到，但時間的彎曲是看不到的。愛因斯坦說光從太陽照到地球上的線不是直的，是弧形的，也就是說時間是可以彎曲的。

因為這個理論如果成立，時間和空間就不是絕對不變的，是相對不變的，這與牛頓的絕對時空觀相背離。

牛頓是英國人，英國人不服，在海上用船進行測量，一隻船在光直線投射到的點上，一隻船在光弧線投射到的點上，太陽出來的時候，英國人很失望，陽光投射到了弧線點的船上。

愛因斯坦的廣義相對論只是個假說，但英國人用強大的航海能力證明了這個假說，幫愛因斯坦打敗了本國的科學家牛頓，愛因斯坦因此得了諾貝爾物理學獎。

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物理學家在研究物理現象的時候，先通過數學的方式進行計算，主要是按條件列方程。愛因斯坦把引起時空變化的引力場理論用一個非常複雜的方程來表現，但他沒有求出這個方程的結。他運用了很多近似方法，從引力場方程得出了最初的預言。

這個預言是一個天體的半徑足夠小，質量足夠大，引力就十分大，大到不可想像。

這個天體就叫黑洞。像一個吸引力具大的黑洞一樣把所有都吸進去，包括光。

後來，德國物理學家史瓦西把愛因斯坦的那個方程給解了，求出了一個準確的解——史瓦西半徑。按這個半徑計算地球的半徑小到1厘米，而質量不變的情況下，它的引力就能達到光都射不出去的程度。

但這個解並沒有解決時空彎曲的問題，也就是在一定空間條件下時間是一個變數。

霍金在史瓦西半徑理論的基礎上引入了量子場理論。量子場理論主要觀點是你看到的和測量的時間、空間與實際不一樣。也就是量子糾纏，我們測量到的都是一個時間點上的規律，而實際上這個規律是不存在的，中子處於一種糾纏狀態。

也就是說我們能測量和看到的永遠是一個面，而實際宇宙是立體的，並且是多維度存在的。

霍金依靠這方面的理論得出了兩個概念。

一是光無法逃逸的理論是存在的。

二是當光都無法逃逸的時候，時空會發生彎曲（轉換）。

首先是時間變慢。

當一個人向這個天體（黑洞）運動的時間，外面的人看到他在勻速運動，當他到了離這個天體一定距離的時候（這個邊界叫視界），外面的人看著他的運動在變慢，一直到不動。其實他在天體的大引力下一直在勻速運動。也就是我們認為他一年走了那麼長，其實他用了一天。這是外面的人看裡面。

其次是時空互換。

當人到了這個天體里有時候，空間運動變成了單向的，因為吸引力大，你只能向黑洞裡面走，不能後退。而這時時間變成了雙向的，這個是指進入天體里的人看外面，他用一天的時間看到外面一年的時間，這就是所謂的時空穿越。

這就是霍金的黑洞理論也叫霍金輻射。

當然，這些理論都沒有得到實踐的證實，只不過是理論之間的相互支持。所以他沒有得諾貝爾物理學獎，但他卻實給當代物理開了一個大大的腦洞。

說回到李政道和楊振寧的宇稱不守恆定律，最初也是只是一個理論的推演。

袁克文（袁大總統的二兒子）有個兒子叫袁家騮，是美國物理學家，他娶了個老婆叫吳健雄。吳健雄江蘇省蘇州人，她被稱為中國居里夫人，就是她在實驗室里證明了宇稱不守恆定律，才使李政道和楊振寧獲獎。

黑洞是現代廣義相對論中，宇宙空間內存在的一種天體。黑洞的引力很大，使得視界內的逃逸速度大於光速。

霍金的葬禮和英國人對愛因斯坦相對論的證明，能看出英國人對科學的尊重。

抬靈柩者抵達教堂

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這是我們缺的。

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