我的黑洞 作者:水方人子 (一) 新年快到了,高登。贝瑞、里查德。布雷安和德瑞克。鲍尼都在忙着准备新 年晚会。外面很冷,玻璃窗上结满了冰花。我呆呆地忘着外面,远远地看见高登 冲我招手,他张着嘴好像大声说着什么,一股浓浓的哈气喷薄而出,他的脸上布 满了兴奋的神情。我猜不出两分钟,他就会气喘吁吁地跑到我眼前,这家伙一定 又有了什么新的发现。我和高登混得较熟,里查德和那个德瑞克关系不错。我们 四个是牛津仅有的几个学物理的。59年我进大学学院时,是这儿最小的一个,而 且又没服过役,感觉上和其他人有点距离。这也许就是玛丽。霍金的感觉吧,她 是我妹,虽只比我小十八个月,可我总把她当小孩看。 咚咚的敲门声响了起来,我费力地站起身,朝门口走去。我的身体状况最近 越来越差了,再试一次,还是走不了直线,我无奈地叹了口气。一开门,高登用 极高的语调说:“史蒂芬,关于早期宇宙炽热的问题听说现在有两个美国人在研 究。好像是罗伯特。狄克和詹姆斯。 皮帕尔斯,嘿,我说,他们在观察微波辐射。“ “是嘛!”我懒洋洋地说。 “嘿,罗杰。彭罗斯好像有研究黑洞的打算,你可以试着和他合作。我可是 好意,所以跑来告诉你,你不是对这个很感兴趣吗?” 他见我没什么反映,有点不耐烦。“我会试着和他联系的,谢谢你。要不要 来一杯咖啡?” “史蒂芬,我看你最近情绪有点不对,有什么事吗?”他站在那里盯着我。 “没什么,我只是觉得维勒。海森堡的测不准原理用在我身上似乎很合适。” 我干咳了一下,把咖啡递给他,继续说:“宏观世界是‘决定论的’但这并 不意味着演化能被预测。许多非常复杂但仍完全是经典的即所谓‘非线性’的物 理现象。 虽然是由决定论方程支配,却朝着完全不可预测的状态演化。“我看了一眼 高登,他眼中充满了疑惑,接着我补充了一句:”这就是一个星期以上的天气预 报总是那么不可靠的缘故,不论使用的计算机威力有多大。“说完,我没看他, 自己坐到了沙发里,我的头有点晕。 高登咳了一下,感觉上有点不自然,我不能确定他是否明白了我的话,不过 我已没了精力去向他解释。其实有时我也搞不清自己的想法,总之,它们来得迅 速又复杂,而我的语言表达能力与我的思维极不同步,这就使我有时让人摸不着 头脑。 我的心里很乱,虽然每天在写论文,可是总觉得精神上空虚并且时常恐惧。 这就像爱因斯坦提出狭义相对论多年后对光的解释:“光很奇特,但我们并不必 对其穷究,因为它就是那样一种物质。” 高登喝完咖啡,告诉我一会儿里查德和德瑞克要来,说是商量晚会的事儿, 我说好,你叫他们在楼下客厅里坐坐,我休息一下马上去。 高登点点头,下了楼。我身体不好,大家是给予谅解的。 大约过了半个小时,我想该下楼去了。大学学院的楼梯是方型的,每一节有 点圆,我想迈向台阶的时候,自己一定是重心太过靠前,而腿没有想象的那样行 动到位,结果是整个人从第一层一直跌到了楼梯底层。当高登,里查德他们把我 扶起来的时候,我大声问:“我是谁?” “你是史蒂芬!”他们说。我没听他们说什么,嘴里还是不停地问:“我是 谁? 我是谁?“他们把我放到客厅的沙发上,开始确认我是否失去了记忆。我可 以记得一个月前的事情,是的,很清楚地记得。但离我越近的事情我越记不起来, 好像我的记忆中出现了一段空白。他们说你别急,慢慢来。我的脑子开始像电影 里的慢镜头一样,一点一点地闪现发生过的事。我想起几个星期前大家在一起讨 论过黑洞的问题,后来是高登说有了新的发现,后来……我从楼梯上摔了下来! 是的,没错! 我冲眼前的里查德和德瑞克笑了。德瑞克用手拍了拍我的头。 “真吓死我们了,你倒底是怎么回事?” “我想是暂时性的记忆丢失。”我能感到自己身上有微微的虚汗,我清楚刚 经历了什么。 高登说我应该去医院检查一下,尤其是智商,我没有拒绝,因为我感到恐惧, 好像有什么事情要发生。医生只告诉我说智商没问题,其它的检查要等过完年后。 (二) 我喜欢学物理,因为它制约了整个宇宙的行为;我喜欢研究黑洞,因为研究 它能满足我某种精神上的空虚,填补我精神上的黑洞。我计算黑洞能量的帐,发 现由于有倾向地捕获反粒子,黑洞自发地损失能量,也就是损失质量。在外部观 测者看来,黑洞在蒸发,即发出粒子气流 .这就像现在的我,我感到自己的能量 被快速地消耗掉,整天浑身无力,打不起精神来。黑洞总是喜欢从周围的虚粒子 中捕获那些与自己的电荷或角动量反号的粒子,因此,即使一个真空中的微型黑 洞在最初形成时有非零电荷和角动量,它总是倾向于自发地使自己中性化和减慢 转动,从而尽快地达到史瓦西状态。我进入到一种浑浑噩噩的半休眠状态,因为 除了物理,我看不到生活还有什么其它的意义,换言之,我失去了前进的方向。 一个粒子与其反粒子相遇,就会相互湮灭,将质量转化为能量。 因此,一个粒子和它的反粒子就表示相当于它静质量2 倍的能量,反过来, 一定量的能量也可以被看作是一对正二反粒子。我的生活开始发生变化,因为在 新年晚会的那晚,我认识了简。瓦尔德。 1963年1 月,简刚毕业不久,认识我完全是因为我在物理系的好名声。“你 就是霍金吗?我早有耳闻,我是简。”她微笑着对我说。 我喜欢她灿烂如阳光般的笑容,因为那笑容第一次触动了我百无聊赖的心绪, 给了我一丝希望的光亮。她是个乐观且充满活力的女孩,对我有着很大的兴趣。 我一再告诉她,自己没有什么特别的地方,但她还是对我很好,并表示希望与我 日后建立联系。我给了她我的地址和电话。在回宿舍的路上,我把简和我的黑洞 习惯性地作了对比:如果介质温度较低,黑洞就辐射,减小尺度,直至蒸发和消 散掉自己所有的能量为止。这就是说,它有着负比热,因而它根本上是不稳定的。 我不能确定简对我除了好奇,还有没有点什么别的。 1 月8 日,我迎来了自己二十一岁的生日。简买了礼物送我。据说1942年我 出生的这天,正是现代科学的奠基人伽利略300 年的忌日。 很多人都把这作为我神秘生活的一部分,其实我很想知道除了自己,那些在 这一天出生的人中还有没有从事天文研究工作的。 不久,我去医院检查。医生从我的手臂取出肌肉样品,把电极插到我身上, 再把一些放射性不透明流体注入我的脊柱中,一面使床倾斜,一面用X 光来观察 这流体上上下下流动。最后我被诊断得了ALS 病,肌肉萎缩性侧面硬化病,或者 英国人称作运动神经细胞病。 肌肉萎缩性侧面硬化病在美国被叫做庐伽雷病,这是以患该病而死于1941年 的纽约洋基队一垒手命名的。该病引起神经细胞逐渐瓦解,这些神经细胞位于脊 柱和头脑内以控制随意肌肉的活动。头脑思维不受影响。通常固呼吸肌肉失效, 导致肺炎或窒息而死。 告诉我检查结果的医生有点秃顶,戴着一副黑边的眼镜。我问他我倒底有没 有恢复的可能,他盯着我摇头。我又问他,那我还有多长时间,他缓缓地说: “也许最多两年半!” 出了医院,我很难受。“为什么是我?为什么在我刚看到生活的希望时?” 我觉得自己像是被判了死刑的犯人。同时我意识到如果被缓刑的话还是有许多事 情值得做的。首先,我要把黑洞的问题研究出点成果。另外,我要赢得那个可爱 的女孩的芳心,我要的不是尊敬和爱慕,而是爱情。看着马路上来来往往的行人, 我觉得自己很好笑,因为我愚蠢地陷入了悖论中。虽然理论上在不存在任何力的 量子真空里,粒子对不断地产生和消灭,所以平均说来就没有任何粒子或反粒子 真正产生或是消灭,而这些不能被直接观测的虚粒子就好像简。可是我对她的微 笑及她的眼神充满了很大的期望与幻想,一种说不出的冲动在我体内怎么也不能 平息。 回到宿舍时,高登和里查德在玩桥牌。“嘿,史蒂芬,检查结果怎么样?没 什么大事吧?”里查德的口气很轻浮,我觉得他对我的关心完全是在走形式。 “没事,也许我只有两年半的时间了。”我没看他们,直接上楼。这次我走得很 慢,因为我不想再摔下去。我知道高登和里查德一定在惊愕地看着我。“让我静 一下,谢谢你们了。”我的声音有点哽咽,有种莫名的痛包围着我。有时我的感 觉真是迟钝,我应该在医生告诉我检查结果时就感到痛苦才对,可那时的我只是 感到对自己的可惜。 我趴在床上,想起了小的时候朋友们打的赌。那时,十二岁的我在班上成绩 很不好。一个朋友用一袋糖和另一个朋友打赌,说我永远不可能成材。我不知道 最后倒底谁赢了,但我想还有的是时间去研究我的黑洞。可是现在,想到所剩的 时间不多,我的眼眶有点泛潮。本想伸手去拿桌上简的电话号码,可是左手怎么 也动不了。 我用力地挪动它,可就是不行。我把手背翻了过来,看者僵硬的五个手指, 眼泪一下子涌了出来。我第一次体会到生活对我来说是重要的。 (三) 待情绪好些后,我给简打了电话,问她今年有什么打算。她说她会留在伦敦 学习语言,这使我多少有些兴奋。她问我检查结果怎么样,我说有可能的话见了 面再说,因为不好讲清楚。出乎我的意料,她说她就来我这里,我说好,我等你。 我不知道自己的话是不是让她感到意外,我是个不善于把握自己情绪的人。不过, 她的声音很镇定,这给了我把话说出口的勇气。 我在床上一动不动地躺着,眼睛愣愣地看着天花板。大约过了有半个小时, 简来了。我费力地站了起来,去给她弄咖啡。她说不用了:“史蒂芬,告诉我医 生说了什么!”她的声音听起来比电话里的还要镇静,她的眼睛就那么坦然地看 着我,这倒让我有点难为情。 我吸了口气,说:“医生说,我的病无法治好。”我回过头去,不再看她。 随后,是一阵出奇的静,接着是简的啜泣声。我心里乱得很,不知道该说点什么。 她来到我身边,用手轻轻地搂住了我的肩。 我能感觉到她在颤抖。越小的黑洞温度就越高,所以微型黑洞的发射就会越 来越强,蒸发的最后阶段就表现为剧烈的爆发。一个10.5克的黑洞要经过100 亿 年才完全蒸发掉,而它在最后几秒里释放的能量相当于100 万颗百万吨级的氢弹。 如果我没得这病,也许我和简的关系不会发展得这么迅速。她开始每天来看我并 鼓励我继续我的研究。 我觉得自己是不幸中的幸运者,因为在最无助的时候,是简填补了我精神上 的黑洞,给了我继续下去的勇气。 1965 年,也就是医生断言我还剩半年时间的 时候,我和罗杰。彭罗斯开始了合作。我们首先在广义相对论的基础上,发现了 时间曲率的奇点。这样,我对黑洞的认识就有了实质的进展。我重新定义了黑洞, 即它是一个空间——时间区域,它的最外围是光所能从黑洞向外到达的最远距离, 这个边界称为“事件视界”。它如同一个单向的膜,只允许物质穿过视界并落到 黑洞里去,但没有任何物质能够从里面出来。直到在本子上写下此结论时,我才 体会到我的黑洞与宇宙中黑洞的巨大差异。我的黑洞让我对生活有了更深刻的认 识,它不是不放出任何物质,相反却给予了我很多。 同年,我娶了简。并且得到了剑桥凯尔斯学院提供给我的一份研究奖学金。 1967年,我们的第一个儿子罗伯特出生。女儿露西出生于1970年,而第二个儿子 提莫西出生于1979年。由蒸发的黑洞出来的净重子数总是为零。黑洞的蒸发破坏 了重子数和轻子数守恒的规则。爱因斯坦始终不喜欢量子力学,尽管他对这一理 论的发展起过先锋作用。 他不喜欢测不准原理包含的非决定论思想,并用这样一个短句来表达自己的 反感:“上帝不掷骰子。”而我的回答是:“上帝不只是掷骰子,还把骰子掷到 我们看不到的地方!”我感到了自己的希望,因为我早已活过了预计两年半的时 间。 到了74年,我开始不能自理生活,但让我欣慰的是,我被授予“剑桥卢卡逊 数学教授”一职。这一职位非比寻常,在就职典礼上,我十分费力地将“史蒂芬。 霍金”这名字签在名册上,签完后,我翻了下前页,上面的名字是伊萨克。牛顿。 透过开始变得模糊的镜片,隐约中我看到了台下简在冲我微笑!