黑洞理论
一
黑洞是个很自然的想法，自然到早在1784年，牛顿发表落地苹果及其
数学原理之后一个世纪，就有个叫John Michell的人写信给卡文迪许说，如果有个星星比太阳密五百倍，那么这颗星星发出的光就会被引力拉回去。可惜卡文迪许好像不是很感兴趣，他在一年前失去了父亲，得到了130 万英镑的遗产，这对于雨人似的小卡来说肯定比发现氢气，做个扭秤什么的头疼。（小卡对于金钱的概念几乎为零，有一次，经朋友介绍，一老翁前来帮助他整理图书。此老翁穷困可怜，朋友本希望卡文迫许给他较厚的酬金。哪知工作完后，酬金一事卡文迪许一字未提。事后那朋友告诉卡文迪许，这老翁已穷极潦到，请他帮助。卡文迪许惊奇地问：“我能帮助他什么？”朋友说：“给他一点生活费用。”卡文迪许急忙从口袋掏出支票
，边写边问：“2万镑够吗？”朋友吃惊地叫起来：“太多，太多了！”
可是支票已写好，速度之快，不愧是我辈中人）
Michell的黑猩猩模型很快就被大牛拉普拉斯接着发展了一下，现在
我们好像一提起黑洞都会把他老人家抬出来，其实思想上并没有前进多少。
说到拉普拉斯，给某人讲讲他的故事吧。
想当年年轻的拉普拉斯拿着一个名流的推荐信找到方正大师级的人物
达朗贝尔，人家根本就没放在心上。于是他就回去写了一篇论述力学几何的文章，这回把老人家高兴得差点让他去做教父。——如果有自信，我们自己就是最好的推荐人。
拉普拉斯研究的东西很简单，就是我们头顶的星空。他问的问题也
很简单，我们的太阳系是稳定的吗？牛顿早就给出了回答：神会在合适的时间加以调节。拉普拉斯用了二十五年写了五卷《天体力学》，证明了一大堆关于扰动，轨道之类的结论，其实和牛顿说的一样，不过是用了另一种神的语言，数学。
拉普拉斯的书里毫不脸红，毫不提及原作者的引用了拉格朗日，勒让
德等人的工作。这在那个鱼传尺素的浪漫年代让好多人过高的评价了他的贡献。不过唯一的例外是，他不能不提到牛顿。
拉普拉斯36岁的时候成为法国科学院院士，那一年他给一个非凡的16 歲畢業生進行考試，那个人日后让他做了內政大臣，他叫作拿破仑-波拿巴。
拿破仑有一次问到在他那些伟大的证明中上帝扮演了什么样的角色，
拉普拉斯说：“陛下，我不需要这个假设。”
“大自然的全部結果不過是少數幾個永?a定律的數學推論。”
——拉普拉斯
“一個第一流的数学家，拉普拉斯很快就暴露出自己只是個平庸的行
政官;从他最初的工作我們就发觉，我们受骗了。拉普拉斯不能从真实的观点看出任何問題，他处处寻求精巧，想出的只是些胡涂主意，最後把無穷小的精神带进行政机关?怼！?
——拿破仑
这个故事告诉我们，如果你什么事都干不好，多半就只能当个物理
学家了。
“我們知道的不多，我們未知的無限。”
——78岁的拉普拉斯对这个世界说的最后一句话
..二
黑洞的想法只在大师们的脑子里闪了几十年，然后就被彻底遗忘了。
这主要归功于一些顽固的认为光是一种波动的人，以及在那个没有牛顿的
时代里，美丽得让人无法争辩的实验事实（我认为雅致的杨式环绝对可以
胜任图腾膜拜）。最重要的是，在这个阵营里，有一位堪与牛顿比肩的人物，麦克斯威。
小麦最让人难忘的贡献当然是他那惊为天人的一组方程。为了一窥上
帝之书，他19岁去了三一学院，陶瓷套到开尔文，霍普金斯等牛师，他们都是可以用数学唱歌的那种人，而小麦碰巧也有长江后浪推前浪的天才。
小麦24岁的时候发表了关于磁力线的第一个方程，论文的题目叫做
《法拉第的力线》。那个时候人们最喜爱的仍然是迅雷不及掩耳盗铃之势
的超距作用，小麦给正处在襁褓中的场的概念带来了亟需的呵护。恰好这
一年，法拉第决定退休了。
小麦28岁的时候，有一天风和日丽，像往常一样看了看黄历，“益
出行，访友”，于是他拜访了法拉第。
“你是唯一真正理解我的人，但你不该停留于用数学来解释我的观点
，应该突破它。”愉快地交换了一下物理学界的花边新闻之后，这位68岁
的科学巨匠如此道别。
不久，一篇《论物理的力线》在《哲学杂志》上被m，小麦完成了关
键的突破。其后，伟大的方程接连降生，和那位在海边捡贝壳小孩的信笔
涂鸦一起构筑了被我们成为经典物理的不朽神砥。
那个时代的物理学家对论文很虔诚，每一片都要被m。小麦提出光是
电磁波之前只写过两篇电磁学论文。据我所知，活在我们这个时代的甲虫里，只有Wilson才有那样的心境了，他得诺贝尔奖的时候，一共有25篇文章。
小麦在剑桥也属于卡文迪许实验室，卡文迪许留下的笔记上有这样的
纪录“狗毛磨擦放电要大于猫毛磨擦放电”，而小麦刚好有一只名叫托比
的小狗，和一群实验物理学家同事。。。。。。谨以此事告诫某人，养宠
物的事一定要三思，牛顿的小猫除了在他们家门上有自己的出入通道外，
也不得不忍受和主人一样废寝忘食的悲惨生活。
如果让牛顿研究地球在太阳系中的命运，月球多半要被忽略，而如果
让小麦来做，恐怕我们会得到无穷多个月球影响下千疮百孔的地球妈妈了
。小麦发展的这种方法，我们称为统计力学。关于这方面的一个精彩评述
，欢迎点击拙作甲虫故事的序言。
可惜的是，这位小麦在世的时候，没有多少人能理解他的思想。即使
是亥姆霍兹和波耳兹曼这样的一时泰斗也花了几年的力气去读小麦的《电磁学通论》，虽然这本书一上市就被抢购一空。这情形颇有点像Weyl的《群论和量子力学》，那也是一本在每个物理学家的书架上落了灰的书。
小麦的妻子晚年多病，他必须经常守在身旁，在最后的日子里，甚至
三四周都没有上床休息。爱人离去后，心力憔悴的麦克斯韦停止了48年的沉思。某人。。。。。。不许偷懒，坚持每天锻炼！
三
1900年，数学巨人希尔伯特提出长久不衰的23个问题。
1900年，开尔文勋爵向世人宣布“物理学的大厦已经建成......只是
远处的天空还飘着两朵让人不安的乌云。”
1900年，普朗克提出量子论的原型。
1900年，苏黎世综合技术学校一个普通的毕业生为了找工作而伤神。
他在五年后，让乌云变成倾盆大雨，彻底清洗了物理学。
(对比一下我们这一代人的千禧年，实在不值一提）
阿尔伯特。爱因斯坦是一个孤独的思想者，他不关心试验，不关心
同事的进展，他所拥有的是对这个世界的一些最基本的信念，简洁，美丽。所以当大多数物理学家沉浸在牛顿——麦克斯威所建立的完美模型中修修补补的时候，爱因斯坦却在抱怨麦克斯威方程在牛顿理论的参考系变换下居然如此丑陋！他在1905年将一份《论运动物体的电动力学》寄给当时最权威的《物理学年鉴》，按照他的习惯，这篇论文当然不只讲电动力学
，实际上，明眼人一下子就看得出来，爱因斯坦提出了新的时空观。
幸运的是论文通过了，发表了，尽管爱因斯坦没有提到任何实验证据
（其实他也不知道）。他等待着想象中随之而来的批评和诘难，可是，等到的只是难耐的寂静。几个月后，他收到一封信，署名马克斯。普朗克，当时最著名的物理学家。
普朗克的垂青让其他一些物理学家开始擦擦眼镜，挠着头去理解这个
三级专利员的异想天开。爱因斯坦没猜错，批评和诘难如期而至，甚至到了瑞典皇家科学院不敢再拖延他的诺贝尔奖的时候，都要在电报上加一句: 不是因为相对论。爱因斯坦没猜错，他的美感，和上帝不谋而合。
无论怎样，1905年五篇顶级水平的论文为他赢得了大师的声誉，尤其
是他那种理论家的终极形式的思考，让人不由得想起亚里士多德的雅典年代，让习惯了培根归纳法的人们眼前一亮，原来物理可以这样做。可惜今天我们不再有这样的领袖，每一个理论家都要不断得去关心最新的实验，不断地和同行讨论，以免误入歧途。不再有人能质疑物理学是实验科学，不再有人能自信而平静的说：“我相信，单纯的思考足以了解整个世界。”
1908年九月，爱因斯坦曾经的数学教授，把他亲切的称为“懒狗”的
闵可夫斯基（他现在已经是世界数学中心哥廷根的名师了）用这样的话宣布了狭义相对论的最优美形势：
“我要摆在你们面前的空间和时间的观点，已经从实验物理学的土壤
中萌芽了，那里积蓄着它们的力量。他们是基本的。从今往后，空间和时间本身都将注定在黑暗中消失，只有二者的一种结合能保持为一个独立的实体。”
这是闵可夫斯基的绝唱，几个月后，他死于阑尾炎。
而此时的爱因斯坦，事业一帆风顺，刚刚晋升为二级专利员。
四
没有几个定律可以冠以“万有”的头衔，就像牛顿引力那样。
这个定律在整整两个世纪中经受住越来越严格的检验，那些和理论
不符的观测要么在不久之后被证明是误差，要么更加深了人们对于牛顿的笃信——天王星的轨道异常，于是万有引力定律告诉你，把望远镜对准某处，你会发现新的天体。于是勒维耶发现了海王星，于是在那之后几乎没有人会再怀疑牛顿引力定律。
人类的智慧能够产生这样的奇迹，物理学能够有这样的威力，这简直
和某人一样不可思议。
不过20世纪初的时候，水星和月球轨道都有些无法解释的行为，后
一个其实是观测误差，而前一个，预示着这个古老法则的失败。
对于爱因斯坦来说，这些可疑的矛盾并没有多大意思，他追求的是
那些最基本的原理。牛顿引力依赖于相互距离，可在不同的参考系中看，这个距离是不一样的，（这一定让你想到库伦力，不过和引力不同的是，
那里有磁力来补充）爱因斯坦确信，违反相对性原理的理论不可能是对的，即使那是伟大的万有引力定律。
没有止步于足以让他一生荣耀的狭义相对论，这对于物理学实在是
件幸运的事。
1907年，有人请爱因斯坦写一篇关于相对论的综述，这让他有机会
细细审视了自己的世界。有一天，“我正坐在伯尔尼专利局的桌旁时，突
然出现一个想法：…如果一个人自由下落，他将感觉不到自己的重量。?
这被爱因斯坦称为是一生中最快乐的思想，（它的准确表述是，惯性质量
和引力质量相等）在这样的参考系中，没有引力，狭义相对论控制一切，这是爱因斯坦为世界新添的规则，叫做等效原理（实际上在和量子力学结合后，这是个很让人迷惑的原理）
既然有了引力，那么就不该总是局限于惯性系，可是像在牛顿——
麦克斯威理论时出现的那种超恶的参考系变换是不能忍受的，所以爱因斯
坦要求所有的物理定律在所有的参考系下都具有原来的形式，这当然又是
出于他那种与生俱来的美感。
几天后，他用这两个原理进行了最擅长的思想试验，发现引力越强
的地方，时间就流失的越慢。这些论证直到今天都没有人能够做什么改进
。
然后他开始考虑引力和相对论的统一，一个多月后，他决定放弃。
引力是那样一个庞然大物，爱因斯坦还没有做好准备。他决定去关心一下“小东西的天地”，因此，他埋头于原子，分子，辐射，一直到1911年，
他的心又回到了引力。
小东西的天地最终为他赢得了诺贝尔奖，而引力让他成为我们这个
时代的思想导师。在物理学里，最美丽的理论是属于引力的，最难的问
题是属于引力的，最天才的学者也属于引力。这种情况，直到今天也没有
改变（一家之言，无意引起争端）。
五
爱因斯坦首先想到的是潮汐力（一个让人咬牙切齿的恶妇，当年彗
星mm不顾一切飞向木星gg的时候，离了八丈远就被她撕开。。。。。。灭
绝师太啊）在牛顿理论中，不同位置受到不同的引力，合起来就是每天的
潮涨潮落。而爱因斯坦在想，根据等效原理，自由下落的人如何解释自己
被撕成碎片呢？（某人会不会觉得这样说有点bt?那就换一个说法)站在地
球上的人如果让两个小球自由落下，直到地心，那么原本分开的它们会在
那里相遇。这一切在爱因斯坦看来只有一个解释，质点沿着直线走，而时
空是弯曲的（所以小球的距离可能越来越远，也可能越来越近）。1911年
到1912年，爱因斯坦试图用时间卷曲，空间平直来解释潮汐（这主要是因为之前已经发现的引力时间膨胀），这一年，让爱因斯坦被迫得到一个结论，他必须认真对待闵可夫斯基的思想（准确地说，就是一个标量的距离
，又叫做原时），尽管他曾经只对其置之一笑。
1912年夏，这个布拉格的教授已经认识到潮汐其实是时空曲率。
8月，他回到母校综合技术学院，向老朋友格罗斯曼解释了自己的思
想，问问有没有什么数学版的帖子可以CTRL+C一下，格罗斯曼去图书馆浏览之后带回来一个好消息和一个坏消息，好消息是黎曼的几何也许是爱因
斯坦想要的，坏消息是微分几何太难了。有多难呢？
爱因斯坦在10月份写信给索末菲（没时间讲他的故事了，他是个很
大的物理学家，弟子比他还牛），信上说：“在我的一生中，还从来没有
这么艰难的奋斗过，而且我已经对数学充满了敬佩，他那精妙的部分至今
在我简单的头脑中还只能认为是一种奢望！同这个问题（引力）比起来，
原先的相对性理论不过是儿童游戏。”
然而这时候的“卷曲定律”依然依赖于参考系，1913年，他告诉洛
仑兹，因为微分几何的方程不能遵守一般的相对性原理，他的信心在动摇。
爱因斯坦不懈地寻找着一个不依赖于任何参照系的卷曲定律，他完
全不理会欧洲同行们的最新动态，（他们根本不愿意和任何类似微分几何
这样的麻烦沾上边）甚至战火下的隆隆炮声也不能让他分心。（爱因斯坦
似乎在任何情况下都能做研究，比如，一边抱着小儿子，嘴里回答着大儿子的问题，还能够入神的演算）
1915年6月，受到数学教父希尔伯特的邀请，他在哥廷根度过了一个
星期，作了6次2小时的演讲，而数学王国的居民也让他倍感亲切（物理学家里能和他讨论几何的好像还没有）。两位伟人的会面颇有点张三丰见方
正的味道，又让我不由得想起霍金和strominger侃大山的那个下午，神往。。。。
然而回到柏林，他立刻发现了一件可怕的事，卷曲定律不仅不满足
广义协变（就是与参考系无关，前面提到的相对性原理），而且计算出的
水星轨道进动只有观测的一半。
整个十月，他不顾一切的查错，修正。定律对参照系的依赖不像以
前那么强了。
十一月四日，他向普鲁士科学院周末会议提交了这个定律。然后接
着查错，修正。
十一月十一日，他提交了新的版本。然后计算水星轨道进动，结果
无误，他欣喜若狂。
十一月十八日，他迫不及待的报告了这一胜利。但是定律仍然违反广
义协变，于是继续查错，修正。这一次，是最关键的一个。
十一月二十五日，这个世界上最美丽的理论诞生了。
十一月二十日，希尔伯特提交了他的引力定律，正确的，经由简洁优
美的数学道路达到。但是新定律很快就命名为“爱因斯坦方程”，正如希
尔伯特所言，哥廷根街上每个小孩都比爱因斯坦更了解思维几何，可建立引力定律的仍然是爱因斯坦，而不是数学家。
在黑暗中找寻我们感觉得到却表达不出的真理的年月里，那强烈的欲
望和动摇的信心以及成功前的焦虑，只有亲身经历过的人才能体会。
——阿尔伯特。爱因斯坦
六
广义相对论很自然的让人们想到，现在可以让光回到我们真实的世界
上了。那么强大的引力场会不会像以前提到的那样变出一个黑猩猩呢？
史瓦西，20世纪初最有名的天体物理学家，1915年，他在很短的时间
内就找出了爱因斯坦方程的第一个精确解，计算简洁优美，即使那是在一战的战场上完成的。史瓦西描述了一个球对称星体外部的时空，再配合由星体的物态方程得到的内部时空就可以完全的描述这个简单的宇宙。然而史瓦西的外部解里面，有两件不寻常的东西。首先，在某一个半径处（史瓦西半径），解出现奇异，后来发现这是因为坐标选得不好。可是这个半径仍然有一些奇怪的性质，那里的时间被无限的膨胀，在远处的观察者看来，就像是一张永恒不变的照片；另外，小于那个半径的正质量物体，只能向半径为零的地方落去，绝对无法回头，而究竟落向何处呢？史瓦西的解在半径为零的地方也有奇异，那个奇异却是用任何坐标变换都无法消除的。我们把这一点叫做奇点，已知的物理在那里全都失效，所以，物体落到那里的时候，物体这个词就已经没有意义了（后来的理论猜测那里可能连接着另一个宇宙，也可能有其他的办法避免奇点，这都是后话）。我们看到，广义相对论预言了它自己的失败，尽管在那同时，还有另一个美妙的预言——视界。
视界就是上面提到的史瓦西半径处的球面，在它的里面包藏着可怕的
奇点，在它内部的东西，包括光，都不能逃出，因此尽管外部的探险者可以有去无回的杀到视界里面，他却不能为家乡父老带来任何信息——他毅然踏入史瓦西半径时的光辉形象将永远留在那里，以至于我们无法去缅怀，还以为他在那里犹豫不决。
可惜的是这个有趣的思想没有得到爱因斯坦直觉的检验，不幸的是这
也不符合爱丁顿的口味，更不幸的是史瓦西四个月以后去世了。
当广义相对论提出的时候，是爱丁顿带着一帮人趁着日食的时候看看
远处的星光会不会被太阳偏折，观测的当晚，老人家紧张的一夜没睡。
“他显然不懂相对论，否则，会和我一样安安稳稳的睡觉。无论怎样
，广义相对论是对的，不然，我会为仁慈的上帝感到遗憾。”
——小爱对老爱失眠的评价
爱丁顿当时的测量误差和真值差不多大（用我们现在的话说就是相
对不确定度几乎为百分之百），不过他还是发表结果支持爱因斯坦（幸好他没听见前面的话-_-b），然后爱因斯坦就成了神。所以你可以想象爱丁顿当时的权威有多大，基本上，天文学家，天体物理学家都是闭着眼睛跟他走。一个例外史瓦西已经死了，另一个例外钱德拉塞卡还默默无闻。
而大众的焦点是：英国科学家支持德国学者的理论
七
史瓦西的“怪物”在二三十年代得到了广泛的批评，因为前面提到
的两位大人物都拒绝这个其实深刻而美妙的预言，他们用了很多方法来论证自然界不可能出现史瓦西奇点，比如恒星自身的弹性可以阻止它塌缩到
视界以内等等，他们的影响一直持续到四五十年代，直到60年左右，黑洞
才作为一个无法避免的理论结果被众人接受，这是后话了。（值得一提的
是，魏格纳的大陆板块漂移学说和黑洞同碧岢觯缓笠谎龅侥蟮淖?BR>力，直到60年才重见天日）而其他人呢？据说当时有个记者去问爱丁顿，
“听说这个世界上只有包括您在内的三个人懂得广义相对论。。。。
。。”
爱丁顿若有所思。
“教授先生？”记者急了。
“我在想第三个人是谁。”
所以你可以明白广义相对论一开始是如何获得广泛的支持，还有爱丁
顿要是活在我们屋肯定被骂为恶人一万遍。
其实爱丁顿能够有这么大的影响力，当然是凭真本事的。他在天体物
理，天文观测方面的贡献无愧于一个领袖的称号。不过这份权威是把双刃
剑，所以我很喜欢Witten，他很谦虚，有豪气，才气，灵气，就是没霸气
。
权威，就像权利一样是双刃剑，能让一个革命性的思想迅速深入人心
，也能让一个天才石沉大海，钱德拉塞卡，就是这不幸人中的一个。
1928年，小钱17岁，但是已经掌握了相当多的数学，物理，化学。恰
好那一年，大物理学家索莫菲到印度访问，像所有虔诚的学徒一样，小钱
想尽办法得到了一次和索莫菲面谈的机会，当他信心满满的告诉大师自己
已经掌握的知识后，索莫菲告诉他，那些，已经是陈旧的东西，我们的世
界正在接受一场革命，由海森堡，薛定谔，狄拉克等人领导，他们手举的
旗帜上写着:量子力学。
小钱从此如痴如醉的学习新物理，他碰巧读到富勒的一篇文章，用电
子简并压来解释白矮星的稳定，这篇文章的reference里有一本《恒星的
内部结构》，正是这本书让钱德拉塞卡开始了与白矮星，与天体物理的持
久爱情，这本书的作者是爱丁顿。
两年后，钱德拉塞卡拿到剑桥的offer，那里是他心目中的英雄，爱
丁顿，富勒的故乡。
漫长的海上航行，不用考试，不用上课，不用在操场里追漂亮mm（
2001年Nobel winer Eric A. Cornell云），于是他可以安静的考虑一下
，电子的简并压能有多厉害。在踏上不列颠岛的前夕，钱德拉塞卡就已经
注定要名留青史。今天，我们称他的旅行笔记为
“钱德拉塞卡极限”八
小钱一到了剑桥就找富勒，但是富勒看不懂。论文最后交给美国《天
体物理学杂志》，到发表已经过了整整一年。但是，论文没引起什么注意
，小钱为了学位sci的要求，只好转到其他问题，直到三年后，一个苏联
天体物理学家告诉他，要吸引他们这群人的眼球，就用事实证明，所有的白矮星，都没有超过1.4个太阳质量。
小钱从爱丁顿那里借来了一台计算机，在那个时候，计算机有多贵重
大家应该有点概念，如果没有傍到老爱这样的大款，钱德拉塞卡活着的时候别想有什么做为了。
这台计算机叫做布伦瑞克，他帮助小钱锻炼了强壮的上肢，耐心，
还有成功时的无比喜悦。在冗长计算的每一天，爱丁顿都会慰问快变成机器人的年轻博士，和他的布伦瑞克，来看看有没有新的发现。
终于，小钱被允许在皇家天文学会报告自己的结果，不过他同时听
说，在他的报告之后，爱丁顿紧接着会做一个关于“相对论性简并”的讲话，爱丁顿了解自己所作的一切，却从未提到他本人的工作，小钱只好带着焦急和愤怒到了伦敦。会议开始前，一个老朋友问爱丁顿：“我们该怎么理解您说的…相对论性简并?？”，爱丁顿转向小钱：“那会令你吃惊的。”
1935年1月11日小钱，作了一个完美的报告，紧接着爱丁顿上台。
“对于超过了1.4太阳质量的恒星，按照钱德拉塞卡博士的预言，它
们会一直塌缩下去，不断的辐射，直到只有几公里半径，引力非常的强大，足以平息这些辐射，而恒星也就得到了永恒的宁静（这其实就是史瓦西怪物了）。。。。。。我相信，应该存在一个自然律来阻止恒星那么荒谬
的行为！”
爱丁顿攻击了小钱报告的每一个方面，诸如没有正确的融合相对论
与量子力学等（当时量子场论还很幼稚），来自全世界的天文学家照例满怀敬意的听完了讲话，然后一个个去安慰恍如隔世的小钱，其中一个人说到：“我知道爱丁顿是对的，尽管不知道为什么。”
极端ft的小钱写信给他在哥本哈根的朋友Rosenfeld，希望听一听玻
尔的意见（此时，玻尔已经是那位和爱因斯坦论战的量子物理学的教父了），几天后，Rosenfeld回信，“我和玻尔都没有从爱丁顿的讲话中听到
任何有意义的东西，我们相信，你是对的，别让那些大神父们把你吓成这样。”
直到30年代后期，天文学家和物理学家接触的多了，才慢慢认识到
爱丁顿的错误，可爱丁顿仍然坚持着想象中的那个“自然律”，这让我想
起普朗克，想起王国维。
1939年的一次天文会议中，爱丁顿再一次攻击了小钱的结论，小钱
给主持人Russell递了张字条要求答辩，Rusell也会了张字条说：“最好不要”，尽管早些时候，他私下告诉钱德拉塞卡“走出这，我们都不信爱
丁顿。”
天文学家们最终都背着爱丁顿接受了钱德拉塞卡极限，不过对于另
一件事他们确定无疑，超过1.4个太阳质量的恒星最终会通过一些不知道
的方法发射自身的物质，然后乖乖的进入白矮星的墓穴，爱丁顿的直觉不
会错。
1939年，钱德拉塞卡离开了恒星死亡领域，直到1/4个世纪后才会回
来，他会在1983年的时候写一本书《The Mathematical Theory of Black
Holes》，那将成为未来十年的黑洞研究手册，并且可以在物理系资料室
找到（就在北边第一排最下层，有一张我夹了字条的，不知道还在不在）
爱丁顿直到1944年去世都喜爱钱德拉塞卡，钱德拉塞卡也一直高度
评价这位伟人，尊敬他。这是两位真正的学者。
九
恒星的最终命运对于天文学家来说是一种信仰，他们并未放弃过寻
找与白矮星不同的归宿——只要不是史瓦西怪物就行。1934年，Phys.Rev
上发表了一篇极富远见的文章，作者是茨危基和巴德，他们为恒星提供了
新型的墓穴。
茨危基和巴德当时是Caltech的教授，Caltech能像现在这么牛，（
有多牛，我就不废话了。觉得和普林斯顿一起堪称理论物理的两大圣地）
，密里根的作用就像北大蔡元培一样。（此人运气真好，听过庞加莱，普
朗克，迈克尔逊.莫雷的课）在这位校长的努力下，Caltech迅速聚集了一
大批名留青史级的人物，一跃成为顶尖的研究中心。
事情开始于1932-1933年发现的异常明亮的星体，多亮我也记不清了
，看看天体讲义吧-_-b，茨危基和巴德对此非常感兴趣，起了个名字，叫
“超新星”。
为了解释超新星巨大的能量来源，茨危基发明了“中子星”。话说
卢瑟福提出了中子的假说后，卡文迪许实验室的老大当然是一言九鼎，于
是全世界的实验家都在不停的轰击阿轰击阿，结果让卢瑟福的小弟查德维
克轰到了，这是1932年的事。茨危基毫不犹豫的使用了这个最新的概念。
这是一个很极端的人，当时的天文估算跨度都是几个数量级，他只用最大
的；他并不能很好的理解物理定律，因此中子星的论证也站不住脚，可他
就是绝对相信。茨危基用所有的机会向世人解释自己的发明，毫不留情的
攻击一切反对者，以至于有人问密里根，为什么还把茨危基留在Caltech
，密里根回答说，在他的远见中，也许有一些是对的。密里根的话，35年
之后被验证。
茨危基知道中子的简并压鹊缱哟蟮枚啵宋镏实拿芏纫脖仍哟?BR>得多，他想这就是那些大质量恒星的最终归宿了，可惜他不是钱德拉塞卡
，没有想到去算一算中子星的最大质量——实际上他也不会算。Caltech
里真正懂物理的有两个人，托尔曼和奥本海默，这两个人直到1938年才注
意到中子星这个想法，只不过这个想法属于另一个人，他是和茨危基完全不一样的物理学大师，朗道。
大家对朗道直接的认识应该是那套圣经级的理论物理教程吧，我觉
得本科里能做的最有意义的事就是仔细读一遍朗道全书（sigh,我是没戏了），差不多都是前无古人后无来者的好。力学那本有朗道的简介，我就不罗嗦了，说点花边新闻吧，顺便祝与我同居4年的文文生日快乐，明天再说正事。
据说在一此科学院会议上有个生物学家讲遗传，进化论什么的。说
是上一辈怎么样（比如是六指），下一辈发生的可能性就大增。朗道当时问了个很X的问题：“那您怎么解释处女？”
据说朗道看了歌德巴赫猜想以后惊叹道：“为什么素数要相加呢？
素数是用来相乘而不是相加的。”
朗道总说自己当年参加某会议的时候，有幸和Einstein说过几句话
，而有某个认识Landau的人说Landau纯属幻想，当时此人和Landau一起，坐在那次开会的大厅的最后几排，连听都听不清，根本不可能谈话。
朗道一直对自己没能早生几年，赶上物理学的黄金年代耿耿于怀，
有一次在柏林开会的时候他抱怨道：“所有的漂亮姑娘都被人抢走了，
并结了婚，所有好的物理问题都被人解决了。我实在不喜欢剩下的那些东西。”
后一句在朗道解决了超流问题后不攻自破，前一句大概是我们共同
的心声吧（感谢某人，其实，真得不算晚）。
十
那是在1937年的时候,作为苏联理论物理的领袖,朗道觉得斯大林的清
洗正一步步逼近,公众的注意,或许能够让他得到保护。朗道亟需一个能在东西方科学界都掀起波澜的想法，他最后的选择，就是中子星（朗道称之为中子核，是在恒星内部的中子星，为恒星提供能源）
朗道把稿件直接寄给玻尔，希望能够得到他的推荐让自己的文章在《nature》（当时已经是最权威的了）上发表。因为当时严格的审查，朗道
只能用点春秋之笔，玻尔也是个聪明人，当天就回了信。当时苏联党报之一《消息报》的编辑们良知未泯，他们连同玻尔的意见一起，盛赞了朗道的成果，“。。。。。。尼尔斯.玻尔对这位苏联科学家的工作给以极高
的补充评价，说…朗道的新思想是很杰出而大有希望的。?”
可惜政治从来都不拒绝疯狂，1938年4月28日，一辆黑色的小轿车停
在朗道的楼下，未婚妻无助的看着克格勃的身边，爱人那憔悴的身影，和漆黑监狱里未知的命运。
不过朗道比大多数苏联科学家要幸运，他一年后就被释放了，原因是
苏联最著名的实验物理学家皮卡查发现了超流，他直接告诉斯大林，除了
朗道，没人能解释。皮卡查是对的，苏联也因此得到了一个莫大的荣誉——诺贝尔奖。
朗道的文章是大多数物理学家必读的，奥本海默也不例外。在他看来
，茨危基是在科幻，而朗道的提议则需要认真对待。对了，顺便说说奥本
海默吧。
奥本海默刚到Caltech的时候是个糟糕的老师，你差不多可以把一切
有此含义的形容词放在他身上，据说他的头一节课很有特点，论证有力，
言简意赅，见解高妙。课讲完了，人也都走了，托尔曼（我在前面提到过
）对他说：“好的，罗伯特，讲的太好了，但我一个该死的词都没听懂。
”
不过奥本海默终究是个天生的领导者，他的课很快就成为最受欢迎的
，甚至不得不劝学生别来听第四遍，也正是因为他，一些原本要去哥本哈根，去卡文迪许的博士后们，最终选择了加州理工。他的这份天才，在日
后研究原子弹时举足轻重，甚至费曼也乐于接受他的领导（虽然恶作剧是
免不了的）。
奥本海默是个嗅觉极其灵敏的理论家，他很快就注意到中子星极大质
量的问题。然后历史在这里重演：奥本海默的博士后沃尔克夫像钱德拉塞
卡一样，把大部分时间花在计算器的键盘上，他也用数值计算的方法得到
中子星的质量上限，大概是1.5到3个太阳质量，不同的是，奥本海默的指导让他事半功倍，而爱丁顿则讳莫如深；并且他用的计算器，名字叫马尔
琴特。
这个结果又一次让人失望，看来我们还是没有找出恒星所有可能的归
宿。白矮星，中子星都不够用，我们很难相信那些几十个太阳质量的恒星
会乖乖的脱去外衣，剩下一个和太阳差不多重的核等待死亡。人们仍然期
待着另一个新的思想，尽管答案早就在1915年提出。
战争，耗尽了全世界理论物理学家的精力，直到50年代，两个人从各
自国家的氢弹研究中功成名就，重新找到奥本海默的脚印，真理才继续向
我们接近。这两个人是天体物理学的玻尔式人物：惠勒，还有泽尔多维奇。
十一
惠勒1933年的时候博士毕业，那时候大多数人都会选择去跟随奥本
海默作PD，但是惠勒觉得两个人个性不同，所以找了一个没多大名气纽约大学的老板。显然这个牛人是不可能在那里安分的，他跑来跑去，最后到
了普林斯顿。在那里，和来访的玻尔一起发展了核裂变的理论，只是他们
未曾想到，天真的物理学家们天真的好奇心，最后成为屠杀人类的工具。
1939年9月1日，惠勒和玻尔的文章发表在Phy.Rev上，相隔几页的地
方，是奥本海默和他的学生斯尼德的文章。也就在这一天，希特勒的军队
开进波兰，大战爆发。
物理学家们在战争中成为政客手中的棋子，这些我不愿多说。但还
是忍不住提起些旧事，你可以看到，我们两位主角间不寻常的纠葛。
奥本海默是曼哈顿计划的负责人，看到几十万人在原子弹下丧生，
他痛苦的说道：“如果原子弹一定要添加进战争国家或准备战争国家的军
火库，那么人类总会有诅咒洛斯阿拉莫斯（奥本海默的总部）的一天。粗
俗也罢，幽默也罢，夸张也罢，总之，物理学家已经认识到犯罪了；而这是
他们不能失去的良知。”
惠勒是当时反应堆工程的首席科学家，他的反应却不一样：“回头
来看（1939年我和玻尔的研究），我感到很难过。我首先是以物理学家的
眼光来看核裂变的，其次才是以一个公民的眼光来看它，怎么会这样呢？
为什么我就没想到自己首先是一个公民，其次才是物理学家呢？。。。。
。。假如那转折的一天不是1945年8月6日，而是1943年8月6日，该会有多大不同啊！”
所以你可以理解奥本海默非常激烈地反对氢弹计划，不惜触怒权贵
。政客们举行了一次听证会，决定他对国家的忠诚。所有的物理学家都支
持奥本海默，除了泰勒——如果没有战争，和那些无事生非的议员，他其
实是一个不可多得的理论天才。
那天泰勒的证词可以在解密的原子能委员会纪录上看到：我相信—
—当然，这只是信仰问题，没有什么专业问题和背景——奥本海默博士，
凭他的性格，是不会故意也不会愿意做危害国家安全的事情的。所以，如
果你们的问题说的是一种倾向的话，我可以说，我找不到什么理由说他不
忠；如果问题是要凭他在1945年以来的行为来作出明智的判决，那么我可
以说最好也不要肯定他的忠诚。
泰勒的话让几乎所有在场作证的物理学家惊呆，他在其后立即被整
个物理学界唾弃，郁郁终生。我所知道公开站出来为泰勒说话的有两位，
一个是惠勒，另一位是杨振宁。
跑题了，不好意思。
刚才提到在同一期Phy.Rev上有奥本海默的文章，在那篇文章里他
和学生一起考察星体塌缩的过程。这实际上是需要90年代的计算机才能勉
强做到的，但是奥本海默具有优秀理论家的素养，直觉告诉他什么重要，
什么不重要，他排除了旋转，形状，内部压力。。。。。。结果令人吃惊
，在远处的观察者看来，星体塌缩越来越慢，最后在临界半径（史瓦西半
径）处静止。而在星球表面的人看来，恒星加速的通过史瓦西半径，直到
被挤碎，最后变成零体积。其实，这就是我们今天认识到的黑洞。
黑洞的研究在十几年后才重新开始，惠勒坚决不同意奥本海默的看
法，他的思想和爱丁顿差不多，不过更为无赖。他把爱丁顿所说的那个自然律归结为量子引力，这是一个你可以做任何猜测都不会过分的题目。
理论物理学家是这样一群人，他们在星期一三五研究引力，星期二
四六研究量子物理，然后星期天祈祷某个人，最好是他自己，把两者统一起来，结束自己精神分裂的生活。
——忘了是谁说的了
不过奥本海默的文章一发表就被放在朗道的“黄金名单”里，能够
入选这份名单，说明论文作者得到了20世纪十大理论家之一的首肯。朗道说：奥本海默一定是正确的，虽然人类理解起来还有些困难。”（这还不
是朗道最嚣张的一句话，他一直坚持爱因斯坦的智力是2，其他物理学家智力是1，他自己是1.5）
因为朗道，苏联人很早就接受黑洞的存在，比西方早20年。
十二
朗道之后，泽尔多维奇就成了苏联的惠勒。他也是个犹太人，没上过
大学，20岁的时候自学到了博士学位。苏联研究原子弹计划的时候，泽尔多维奇已经是颇有权威的物理学家，领导一个小组，而朗道是他的手下。据说朗道对此人非常不屑，经常在背后骂老板：母狗，泽尔多维奇。不过后者倒是一直把朗道当成尊敬的老师，虽然泽尔多维奇从没听过朗道的课（要听朗道的课实在很难，要经过两三轮考试，不过听过他课的学生基本上组成了苏联的理论物理学界）
泽尔多维奇在50年代后期对原子弹失去了兴趣，开始转向天体物理。
他是个非常棒的领导者，知人善用，提拔了很多日后成为物理大家的年轻人，像挪维科夫等。金兹堡（大家还记得金兹堡——朗道方程吧）的评价是“泽尔多维奇点火，队员们加油”。在1961年建立的泽尔多维奇小组，到了1964年，就已经是全世界最优秀的了。
像惠勒一样，泽尔多维奇很快就发现，研究氢弹的那一套东西可以毫
不费力的搬到他的新课题上。他们很快就利用计算机模拟了星体塌缩的细节，考虑了在氢弹中一样重要的压力，核反应，激波，辐射等效应。结果验证了他们的导师朗道的判断——奥本海默和斯尼德是对的，塌缩产生黑洞，而且细节就像奥本海默二十年前猜测的那样离奇。
而在不久前的某一天，惠勒急匆匆地赶到普里斯顿的一个相对论讨论
班，他在黑板上激动得画了一个又一个圈，“当恒星超过2个太阳质量的
最大中子星质量时,塌缩会产生黑洞。”，惠勒在洛斯阿拉莫斯（就是奥
本海默预言中会被诅咒的地方）的朋友用计算机模拟验证了这一点。
于是惠勒立刻成为了最坚定的黑洞拥护者。关于他承认错误之快，有
史为证。
惠勒有个学生，就是近代物理学上唯一一个美国本土的可以让美国自
豪的理论物理学家费因曼。有一阵两人从事一个关于量子电动力学里的推
迟势问题。做了几个月以后，觉得差不多可以交账。恰好这时有个国际会议，两人就商定把这个工作拿上去宣读，并且分配费因曼讲上半部分，惠
勒讲下半部分。等到会议进行中间大家休息吃茶点时，泡利走过来和费因
曼打了个招呼，费因曼那么大咧咧的人也紧张的够呛。泡利就问费因曼最
近在做什么工作，会议准备讲什么报告。费因曼据实回答了他和惠勒要讲
的课题以及怎么分配要宣讲的内容。泡利思索了片刻，神秘一笑，冲费因
曼耳朵小声说了句：“你放心，惠勒教授不会做他那部分报告的。”果然
，惠勒最终也没有做那个部分报告，因为那是错的。
（鉴于泡利没有对黑洞发表过很重要的看法，不再讲这位传奇人物了
，但是泡利绝对是物理学独一无二的法官，现在的理论家没有这样一位试
金石式的同僚，实在是件很不幸的事，还是忍不住提一件事，据说有一次
泡利和狄拉克聊天，泡利说牛顿是500年出一位的人物，爱因斯坦是100年出一次，然后问迪拉克,那我们应该是多久出一次？迪拉克诚惶诚恐地回答，老弟，我们说的是牛顿和爱因斯坦。）
1963年，类星体被发现（就是很象星星，其实是很大很远的星系，星云），为此举行了一次国际会议。惠勒在会上发表了关于星体塌缩的长篇
演讲，他非常热情的讲了一遍奥本海默和斯尼德1939年的文章，然而此时的奥本海默，已经在政治的风浪中疲惫不堪，不再关心物理学了。林欲静
而风不止，什么时候物理学家们才能无忧无虑的只为了人类心智的荣耀而
活着呢？
惠勒演讲的时候，不断地寻找着昔日导师的身影，而奥本海默正坐在
走廊的长椅上和朋友聊别的事情。惠勒三十年后回忆起那一幕，说起来还
很难过，两眼满是悲伤。
十三
物理学需要大众的眼球，需要宣传，这是个无可奈何的事实。大公
司不会资助一个听起来似乎没有任何意义的题目，例如：低能有效拉氏量（对不起了qq)。没人关心，就没有钱，但物理学家是需要钱和尊敬的。
因此我们首先需要一个好名字，超弦是个好例子，听起来就很拉风，比如
由普林斯顿的弦乐四重奏啦，还有俺这个pp的id和昵称啦等等；然后我们需要形象代言人，比如霍金，再比如Witten，美国新闻周刊评出美国在世
的50位最有影响的人物，Witten紧随麦当娜。（不过Hawking,Witten是很
不一样的，Hawking是个公关高手，而Witten其实是个很腼腆内向的人，只不过他实在是太牛了，几乎和牛顿一样牛。关于他的介绍，偶老板写过
一片三言两语说Witten的文章，好像科学版有，忘了）
60年代初，我们的主角有两个名字，苏联人叫它冷冻星，西方人称
为塌缩星，一静一动，倒是挺贴切。不过这种名字太学究气，完全不利于
科学研究与文明宣传的结合，惠勒是很早认识到这一点的人。
据说惠勒如果躺在浴缸里很长时间那就是在酝酿给什么东西改改名
字，他对于自己的新命名极端的自信，根本不在乎别人是否接受，想到了
就用，就好像从来都没有别的名字。
1967年，他先是在一个脉冲星会议上，然后在一个题为“我们的宇
宙，已知与未知”的演讲中坚持不懈地强调了他的新发明：
“由于下落的越来越快，塌缩恒星的表面将越来越快地离开远处的
观察者。光向红端移动，一毫秒一毫秒的变暗，在不足一秒的时间内，就
暗得看不见了。。。。。。恒星像柴郡猫一样的消失，猫只留下它的微笑
，而恒星只留下它的引力。引力，是的，只有引力，没有光，同样也没有
出现任何粒子。而且，从外面看，光和粒子时一样的。。。。。落下黑洞
只是为它补充了质量，增强了引力。”
这个世界上第一次出现了黑洞这个词，它的出现就像呼吸一样自然。
几个月内，新名字就被东西方的物理学家所接受，而且意料之中的
也被大众所接受，虽然他们并不知道这个简单的名字里，有多少让人震惊
的秘密！
法语里黑洞是trou noir，比较lewd，所以被抵制了好多年。
说到法语，好像我们一直都没提到过欧洲，其实也就是在这个时候，
剑桥里有位名师希埃玛（这是位甘为人梯的老先生，自己并没有成为教授），他的学生们陆陆续续的学成下山，在奔向烛光的蝴蝶群中遥遥领先，让古
老的三一学院再次成为圣地。十四
1958年，一个叫Finkelstein的博士后访问了伦敦，他最近找到了爱
因斯坦方程的一个新的解，这个解可以覆盖史瓦西时空，并且在史瓦西半
径处没有奇异，如果考察一下Finkelstein时空的因果结构，会发现史瓦
西半径处物体只能向里落去，就像生物的单向膜。换言之，它在远离恒
星的地方描述了远处静止观察者，而在恒星附近则是随着恒星表面一起下
落的观察者，本来似乎挺复杂的事，只用了简单的几个字母就一目了然，
这是Finkelstein自己都始料未及的。在他之后，1960年，Kruskal又找到
了一个解，不仅覆盖了Finkelstein时空，还多出来一个对频牟糠郑
是时间方向反了过来，这个部分，就是白洞。
其实这件事在微分几何里应该早就是熟知的，一个流形上坐标选得不
好，就有可能有奇异，换用新的坐标，或者用不同的坐标卡去覆盖就可以解决，可惜数学家们从未想到过怎么去解决史瓦西坐标的不足，他们所作的，就是在Kruskal解出现后证明这是一个最大的时空，不能再扩展了。
偶老板说如今玩弦的数学家很多，不过都没什么原创的工作，大多是把Witten说的东西严格化，要么捡捡物理学家的漏。这也许是两拨人的价值观不同吧。
西埃玛的直觉也很好，他立刻就看出Finkelstein解的重要性，因此
派出一个得意门生到伦敦听报告，这个人就是罗杰.彭罗斯。
彭罗斯的数学很强，而西埃玛则是欧洲的黑洞导师，这两者的结合产
生了一些关于时空的非常漂亮的定理。我们曾经提到过史瓦西解在原点处有奇异，彭罗斯证明了在一些很弱的物理条件下，这个奇点不可避免，特别是黑洞内部一定有奇点，这是赝黎曼几何中一个很强的定理，更重要的是奇点的物理意义让物理学家们神往不已，大爆炸创世就是最直接的推测。彭罗斯提出了提取旋转黑洞（后面将要讲到）能量的过程，后面我会讲讲这个异想天开背后的深刻。在60年代，很少有物理学家懂得拓扑，而彭罗斯用他的数学功底发展出一套时空大尺度分析的拓扑学方法，这让广义相对论专家们纷纷开始注意数学家朋友的工作，之后几年，微分拓扑，代数几何还有广义相对论就开始频频同时出现在数学，物理杂志上了。可惜
这些东西讲起来估计会让人睡着，而且百分之九十的东西我都不懂。
彭罗斯出师后，西埃玛在1963年收了一个学生，他在日后成为数
学物理的百年大师。
西埃玛常常带着学生去不列颠岛各处听报告，特别是有彭罗斯演讲的
时候更是场场不拉，他的那位新学生对彭罗斯的一系列工作都非常感兴趣，并且凭借自己的数学天才很快和彭罗斯成为合作伙伴。这个人就是我们都熟知的霍金。
十五
霍金在剑桥是卢卡斯数学教授，这个头衔后面曾经跟着牛顿和狄拉克
的名字。他成名很早，据说上大学的时候就完成了MIT那位老寿星杰克逊写的《经典电动力学》里的习题（非常bt），一时传为佳话。就在病情开
始恶化的时候，简出现了，霍金没有让大家失望，他和简生了很多孩子。这次在北京看到简一刻不离的陪在他的身边，真的感觉很羡慕。同时拥有深刻的思想和深挚的爱情，这是一个物理学家所能想象的最完美的人生了。
鉴于霍金差不多参与了黄金年代中黑洞研究所有的重要问题，我就以
他为线索，讲讲那些激动人心的事实。
首先我们来看看“黑洞无毛”，西埃玛的学生们花了十五年时间，
和美国，苏联的同行一起完成了这个定理，霍金是其中的关键人物。
1964年（此时霍金刚来到剑桥读研究生），苏联的物理学大师金兹
堡（和朗道一起提出超导唯象方程）为了研究类星体的能量来源，考察了塌缩星体的外磁场，他发现在形成黑洞的过程中，磁力线越来越紧的贴在视界表面（视界(horizon)就是史瓦西半径的推广，可以看成是黑洞的标
志和边缘，这个名字是的尔的Rindler起的，很形象。Rindler研究了一个加速运动的观察者，他发现这个观察者会和时空的一部分完全失去联系，就像我们看不到地平线下面的东西，从某种意义上说，这里就有一个黑洞），当黑洞形成时，在远处完全感觉不到磁场，就好像是一个无磁的恒星在塌缩一样。
与此同时，泽尔多维奇的小组发现，即使星体不球对称，有一些可
以当作微绕的小山，塌缩之后黑洞视界仍然是圆的。这是个出人意料的结果。泽尔多维奇于是派诺维科夫在三年一次的广义相对论盛会上做了一小时的演讲，报告了小组的一系列工作。一时间全世界的相对论专家都震惊于苏联人的研究实力（那时候交往还是很受限制的）。特别是关于塌缩星结果立刻引起热烈的讨论。
不久之后，爱尔兰的伊斯雷尔用绝妙的数学推广了这个结果，他的
定理不再限于微绕，甚至一个立方的恒星塌缩也会形成球形的黑洞，只要这个黑洞不带电，也不旋转。1967年，伊斯雷尔在伦敦作了一次难懂的报告，这一次西埃玛派去的是Ellis，他在几年后和霍金一起写了一本书《large scale structure of spacetime》我强烈建议读理论物理的人看看
这本书，你会发现有一天和某个相对论专家讨论问题的时候，他会说：根据Hawking,Ellis的定理2.1，我们可以知道。。。。。。
Ellis跑回去告诉老板师兄师弟，“那是一个非常非常有趣的演讲
，伊斯雷尔证明了一个完全在无意中出现的定理，谁也没有想到过它，谁也没有做过这样的事情。”
紧接着，诺维科夫，伊斯雷尔，还有普林斯顿的普莱斯，相继认识
到那些隆起的小山，会在塌缩的时候变成引力波辐射出去，剩下一个完全球对称的视界，而磁场无非是另一种小山。可是有一些东西却不能转化为引力的波动（引力波有个好听的名字，叫宇宙之海的涟漪），那就是电荷，还有角动量。
最后，霍金和西埃玛的另一个学生Carter完成了严格的数学证明。
现在我们认识到，黑洞的状态完全由质量，电荷，角动量来决定，这是黑洞的三围（90年一篇名为《colored black hole》的文章让我们重新认识
了这一问题，所以准确的说法，应该是除去非阿贝尔规范场的贡献）如果你懂得物理学，那么用这三个参量可以算出黑洞的一切宏观特性。
1971年，惠勒又一次成功的颠覆了自己德高望重的形象。他把上面
的结果叫做黑洞无毛(这个词在英文中比较的X,不用解释,心照不宣吧)，
像上次一样,立刻得到物理学家们的热烈欢迎(这帮X人-_-b)伊斯雷尔头
一个毫不犹豫的在论文里用,当时Phy.Rev的老编收到稿子以后回信告诉他:“无论什么条件下,都绝不允许这种猥亵的字眼出现在我的杂志上。”
不过，大势所趋，物理学家们又一次化腐朽为神奇了。（又一次，
这个词在法语里也很恶，法国没有什么黑洞专家，不知道是不是因为舆
论压力的缘故）
我所知道的惠勒为老不尊的最后一次发生在他70岁生日，那天他正
好参加一个国际会议，竟然没有几个人送他礼物，为了提醒一下粗心的同事，他在椅子后面绑了鞭炮。。。。。。会场大乱。十六
60年代有一个出人意料的定理被证明，正如费马大定理的证明给数
论，或者说整个数学带来新的血液，奇点定理让物理学家们耳目一新。1952年彭罗斯还是一个四年级大学生的时候，当时电台的宇宙学讲
座让他开始将目光转向物理，恰好在这个时候，一次偶然的机会让他在餐馆遇到了西埃玛。老人家正和小彭的大哥（也是个物理学家）讨论问题，彭罗斯就凑过去看，发现是在讲相对论，只见小彭拿起一张餐巾纸，在上面画了一个pp的图，然后加入了讨论。这幅图从那一刻起就成为广义相对论标准的分析工具了，学名叫Penrose diagram,有点像我们在普物里学到的r-t时空图，只不过要把一般的时空流形做个共形变换（不会改变矢量
夹角，所以也就不会改变因果结构）变到Minkowski时空。
到了1964年，在西埃玛的指导下，小彭已经是一个颇有造诣的相对
论专家了。早年纯数学的背景让他有一些与众不同的想法，最特别的就是据说有一次他过马路的时候脑子里冒出的灵感，也就是我们今天所说的第一个奇点定理。
先让我们看看什么是奇点。
其实早在三十年代奥本海默和斯尼德那篇文章里就提到，当一个人
落进黑洞，越来越接近中心，他会感受到越来越强的潮汐力，最后会达到无穷，换句话说，史瓦西时空原点的时空曲率发散。这个发散和以前提到的视界处的发散不同，不能够用坐标变换（例如换为Finkelstein，Kruskal坐标）消除，它是时空本身固有的病态。彭罗斯的思路是，数学上处理一个带奇异的流形很别扭，因为你不知道你的计算在哪里会有问题。那么如果把病态的点挖掉，时空就是一个很好的研究对象（Penrose常
说的一句话是： A spacetime is a diffential manifold。）因此要看
一个时空是不是病态，需要做两件事，一是看看是不是有挖掉的点，二是从挖掉的点里挑出物理上的奇点。对第一个困难，彭罗斯的办法是看看有没有被半路截断的曲线，学名叫做测地不完备。这在物理上讲，就是看看有没有那个观察者跑着跑着忽然就消失了。第二个困难比较细节，基本上是排除一类叫做Taub-Nut的解，为此，需要在我们的时空中至少有一点存在物质。
彭罗斯在1964年发表了他的文章，他的结论是如果存在一个显视界
（我没猩瞎鼼R的课，所以不知道该怎么翻这个词：closed trapped surface），那么时空就一定是测地不完备的。而显视界，就是从那里发
出的光要会聚，甚至被拉回，这正是黑洞的特征之一，连光也无法逃出的引力坟墓。
而就在不久前，苏联的Lifshitz（看过朗道全书都熟吧)
和Khalatnikov用传统的微分方程理论分析了奥本海默的奇点,他们的计算表明,黑洞内部不会存在奇点,因为它们在一个任意扰动下不稳定。1965年，又一次的相对论大会召开，Khalatnikov报告了他们的结果，当场就有
人提出彭罗斯的定理。Khalatnikov傻了，因为苏联的物理学家们不懂彭
罗斯的文章，朗道的考试科目里没有拓扑（美国人在这方面也差的一塌糊涂，法国人虽然数学好，可是不敢做黑洞，结果单单便宜了英国人）。
几乎所有的物理学家都觉得小彭错了，因为Lifshitz他们用的是几
十年的老方法，非常可靠。美国人比较偏向小彭，倒不是因为他们高明，主要是惠勒觉得在奇点上可以假设无穷多种量子引力的效应，还没人能说你错，至少学生的paper有保障了。
不过英国有剑桥,有西埃玛,有霍金。霍金开始和彭罗斯一道极大的
发展了这套整体分析的工具，并且提出了三个新的奇点定理，让时空的病态无可奈何得更加不可避免。渐渐的大家开始认识到彭罗斯的远见,开始
认识到看似简单的拓扑学竟有如此的威力。1969年，惠勒的学生索恩（广义相对论有一本圣经级的黑宝书《gravity》，就是惠勒，索恩一起写的
，可惜清华没有）访问苏联。Lifshitz交给他一篇论文，希望能够尽快发
表（苏联的审查比水母可慢多了），在那篇文章里，Lifshitz毫不掩饰的
承认了错误，他和Khalatnikov，Belinsky找到了一个稳定的奇点，用的
还是老办法。这是一个更有用的结果，因为拓扑学只告诉你：存在，这是数学家关心的。而微分方程则向你揭示一切细节，掉进黑洞的人是被拉成面条，还是压成饼干。
实际的情形是潮汐忽左忽右，忽上忽下，还有短暂的中场休息时间
，我们把这个人间地狱叫BKL奇点。
（在那个时候，苏联科学家如坐针毡，他们的一个错误会关系到工
资，住房，晋升。。。。。。有一些人只好隐瞒，所以说Lifshitz是很让
人尊敬的）
十七
黑洞是什么？在1970年11月之前，黑洞的标准特征就是上一节我们提
黑洞理论
一 黑洞是个很自然的想法，自然到早在1784年，牛顿发表落地苹果及其 数学原理之后一个世纪，就有个叫John Michell的人写信给卡文迪许说，如果有个星星比太阳密五百倍，那么这颗星星发出的光就会被引力拉回去。可惜卡文迪许好像不是很感兴趣，他在一年前失去了父亲，得到了130 万英镑的遗产，这对于雨人似的小卡来说肯定比发现氢气，做个扭秤什么的头疼。（小卡对于金钱的概念几乎为零，有一次，经朋友介绍，一老翁前来帮助他整理图书。此老翁穷困可怜，朋友本希望卡文迫许给他较厚的酬金。哪知工作完后，酬金一事卡文迪许一字未提。事后那朋友告诉卡文迪许，这老翁已穷极潦到，请他帮助。卡文迪许惊奇地问：“我能帮助他什么？”朋友说：“给他一点生活费用。”卡文迪许急忙从口袋掏出支票 ，边写边问：“2万镑够吗？”朋友吃惊地叫起来：“太多，太多了！” 可是支票已写好，速度之快，不愧是我辈中人） Michell的黑猩猩模型很快就被大牛拉普拉斯接着发展了一下，现在 我们好像一提起黑洞都会把他老人家抬出来，其实思想上并没有前进多少。 说到拉普拉斯，给某人讲讲他的故事吧。 想当年年轻的拉普拉斯拿着一个名流的推荐信找到方正大师级的人物 达朗贝尔，人家根本就没放在心上。于是他就回去写了一篇论述力学几何的文章，这回把老人家高兴得差点让他去做教父。——如果有自信，我们自己就是最好的推荐人。 拉普拉斯研究的东西很简单，就是我们头顶的星空。他问的问题也 很简单，我们的太阳系是稳定的吗？牛顿早就给出了回答：神会在合适的时间加以调节。拉普拉斯用了二十五年写了五卷《天体力学》，证明了一大堆关于扰动，轨道之类的结论，其实和牛顿说的一样，不过是用了另一种神的语言，数学。 拉普拉斯的书里毫不脸红，毫不提及原作者的引用了拉格朗日，勒让 德等人的工作。这在那个鱼传尺素的浪漫年代让好多人过高的评价了他的贡献。不过唯一的例外是，他不能不提到牛顿。 拉普拉斯36岁的时候成为法国科学院院士，那一年他给一个非凡的16 歲畢業生進行考試，那个人日后让他做了內政大臣，他叫作拿破仑-波拿巴。 拿破仑有一次问到在他那些伟大的证明中上帝扮演了什么样的角色， 拉普拉斯说：“陛下，我不需要这个假设。” “大自然的全部結果不過是少數幾個永?a定律的數學推論。” ——拉普拉斯 “一個第一流的数学家，拉普拉斯很快就暴露出自己只是個平庸的行 政官;从他最初的工作我們就发觉，我们受骗了。拉普拉斯不能从真实的观点看出任何問題，他处处寻求精巧，想出的只是些胡涂主意，最後把無穷小的精神带进行政机关?怼！? ——拿破仑 这个故事告诉我们，如果你什么事都干不好，多半就只能当个物理
黑洞论文
对于黑洞的理解 摘要：本文介绍了有关黑洞的一些问题,包括黑洞的起源，黑洞主要特征，及围绕黑洞的一些舆论等；处于时间与空间之间的黑洞，使时间放慢脚步，使空间变得有弹性，同时吞进所有经过它的一切。1969年，美国物理学家约翰阿提惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞”。 关键词：黑洞起源舆论霍金 一、黑洞的起源与黑洞的形成 1、黑洞的含义；黑洞，广义相对论所预言的一种特殊天体。它的基本特征是具有一个封闭的视界。视界就是黑洞的边界。外来的物质和辐射可以进入视界以内，而机界内的任何物质都不能跑到外面。 2、黑洞的形成；黑洞是一种体积极小、质量极大的天体，在其强大引力的作用下，连光都无法逃逸。宇宙中已知的黑洞主要有超巨黑洞和小质量黑洞两类。 3、黑洞主要特征是：（1）这个区域有很强的磁场和引力，不断吞噬大量的星际物质，一些物质在它周围运行轨迹会发生变化形成圆形的气体尘埃环；（2）它有很大的能量，可以发出极强的各类射电辐射；（3）由于它极大的引力作用，光线在它附近也会发生弯曲变化。 二、围绕黑洞的舆论 1、黑洞为什么能爆发呢？会不会给人类有没有影响呢？ 按照大爆炸宇宙学，在宇宙早期可能形成一些小质量黑洞，一个质量为1015克的黑洞，其空间尺度只有10-13厘米左右（相当于原子核的大小）。小黑洞的温度很高，有很强的发射。有一种模型认为，高能天体物理研究所发现的一些高能爆发过程，也许就是由这些小黑洞的发射及其最终的爆发引起的。可能会破坏地球，给人类带来灭亡！ 2、充满”了黑洞的宇宙 近日，来自英国牛津大学的阿里耶-马丁内兹-圣辛格教授在介绍其首次对宇宙间隐藏黑洞的发现时说，"从以往对宇宙X-射线的观察研究中，本希望能找到宇宙中大量隐藏类星体存在的证据，但结果确都不尽如人意，令人失望。"而近日根据美国宇航局的斯皮策太空望远镜的最新观察结果，天文学家则成功穿透了遮蔽类星体黑洞的外围宇宙尘埃云层，捕捉到了其中一直暗藏不露的内部黑洞体。由于斯皮策太空望远镜能够有效收集能穿透宇宙尘埃层的红外光线，使得研究人员顺利地在一个非常狭窄的宇宙空间区域内，同时发现了数量多达21个早已存在却又"隐藏不露"的类星体黑洞群。 三、霍金的黑洞理论 霍金在80年代初，创立了量子宇宙学的无边界学说。他认为，时空是有限而无界的，宇宙不但是自洽的，而且是自足的，它不需要上帝在宇宙初始时的第一推动。宇宙的演化甚至创生都单独地由物理定律所决定。这样就把上帝从宇宙的事物中完全摒除出去。上帝便成了无所事事的“造物主”，它再也无力去创造奇
2019理论物理学家发现黑洞中的信息可以得到保存语文
理论物理学家发现黑洞中的信息可以得到保存据国外媒体报道，科学家证明可以通过量子隐形传输的形式从黑洞中检索信息，在量子物理的奇怪世界内，粒子的量子隐形传输可以转移属性位置，似乎是从悬崖边上拉回来。科学家认为黑洞是宇宙中的暴食者，一旦物质通过黑洞的事件视界就无法逃脱，因此也被认为是只进不退的地步，甚至是光也无法逃脱黑洞的引力，但真的是这样吗？或者我们可能对黑洞的信息保留存在误区，加州理工学院的科学家有了一个新的发现。 加州理工科学家认为黑洞可以通过奇怪的量子技巧在边缘 恢复一个粒子的存在，研究人员特别指出，量子隐形传输形态可以从黑洞边缘发现关键信息。1970年代，斯蒂芬-霍金 教授认为黑洞可以通过粒子辐射的形式对外辐射信息，如果一对粒子进入黑洞边缘，其中一个可能被吸入奇点消失，另一个可能逃离黑洞的控制，这是霍金辐射的基本形式。 如果一对粒子进入黑洞边缘，其中一个可能被吸入奇点消失，另一个可能逃离黑洞的控制 虽然黑洞是恒星死亡的标志，但黑洞的奇怪性质却十分有趣。该理论认为随着黑洞辐射的存在，黑洞会因此失去更多的质量，最终导致蒸发。加州理工科学家认为这个理论可以从理论上探测到一个黑洞的存在。在整个宇宙中，粒子纠缠的状态是不确定的，量子位信息可以从快速从一个粒子转移到另
一个粒子，它们之间完全没有接触。从理论上看，黑洞与霍金的光子是纠缠的。 Chatwin-Davies博士认为在量子物理中，纠缠的粒子是相互保持联系的，即使它们之间存在巨大的距离，也会在瞬间影响另一方。目前的研究认为，黑洞的量子形式可能超出了传统的量子力学和经典的黑洞物理学。这是过去40年来一直 存在的黑洞理论物理问题，科学家认为黑洞中信息可以存储，并替代这个宇宙。
关于黑洞问题研究综述
关于黑洞探索研究综述 【摘要】人类总是对神秘的宇宙充满了好奇心。自从黑洞的猜想被提出以来，众多科学研究者纷纷致力于黑洞的探索与研究，许多与黑洞有关的理论被一一提出。而近几年，我国的科学工作者也在黑洞研究史上留下了属于自己的一笔。相信随着研究的深入，终有一天我们会揭开黑洞那神秘的面纱。 【关键词】黑洞研究理论 天文学中很多研究看似和生活毫无干系，但是却能帮助人类更好地了解外部世界。黑洞，是研究宇宙起源的关键问题之一，自然也是一大研究热门。黑洞是在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体，是由质量足够大的恒星在核聚变反应燃料耗尽而死亡后，发生引力坍塌而形成。黑洞质量是如此之大，它产生的引力场是如此之强，以至于任何物质和辐射都无法逃逸，就连光也逃逸不出来。由于类似热力学上完全不反射光线的黑体，故名为黑洞。 一、有关黑洞的著名理论 1.最早的关于黑洞的预言(1783年、1796年) 最早预言黑洞的人是英国剑桥大学的学监米歇尔（J. Michell）和法国科学家拉普拉斯（P. S. Laplace）。1783年，米歇尔指出，一个质量足够大并足够紧致的恒星会有如此强大的引力场，以致于连光线都不能逃逸——任何从恒星表面发出的光，还没到达远处即会被恒星的引力吸引回来。米歇尔暗示，可能存在大量这样的恒星，虽然会由于从它们那里发出的光不会到达我们这儿而使我们不能看到它
们，但我们仍然可以感到它们的引力的吸引作用。到了1796年，拉普拉斯则提出：“天空中存在着黑暗的天体，像恒星那样大，或许也像恒星那样多。一个具有与地球同样的密度而直径为太阳250倍的明亮星球，它发射的光将被它自身的引力拉住而不能被我们接收。正是由于这个道理，宇宙中最明亮的天体很可能是看不见的。” 2.广义相对论的黑洞理论(1915年) 爱因斯坦的广义相对论认为，物质的存在会造成时空的扭曲，人们通常所说的万有引力就是时空扭曲的表现。由爱因斯坦广义相对论所推导出来的结论产生了黑洞的概念：一个核反应完全停止的星体，无力顶住万有引力而坍缩；当原子被压破时，就会变成白矮星，而恒星量较大时，则还会敲开原子核，变成挤成一团、密度更大百万倍的中子星；如果坍缩的恒星质量更大时，则坍缩还会进行下去，所有物质会无可避免、永远坍缩下去，所有质量将集中在一个没有大小的“奇异点”上。广义相对论的中心思想是质量会扭曲其附近的时空；而黑洞本身的特质，是为极大的质量集中在极小的区域内，因此黑洞是一个具有极大质量与引力的星体，其引力大到使光线路径扭曲的程度，足以令光线无法逃跑。 3.霍金的黑洞理论（1975年、2004年） 1975年，霍金以数学计算的方法证明黑洞由于质量巨大，进入其边界的（也即所谓“活动水平线”的物体）都会被其吞噬而永远无
黑洞数
黑洞数 黑洞数又称陷阱数,是类具有奇特转换特性的整数。 任何一个数字不全相同整数,经有限“重排求差”操作,总会得某一个或一些数,这些数即为黑洞数。"重排求差"操作即组成该数得排后的最大数去重排的最小数。 举个例子，三位数的黑洞数为495 简易推导过程：随便找个数，如297，三个位上的数从小到大和从大到小各排一次，为972和279，相减，得693 按上面做法再做一次，得到594，再做一次，得到495 之后反复都得到495 再如，四位数的黑洞数有6174 但是，五位数及五位以上的数还没有找到对应的黑洞数 神秘的6174－黑洞数 随便造一个四位数，如a1=1628,先把组成部分1628的四个数字由大到小排列得到a2＝8621，再把1628的四个数字由小到大排列得a3＝1268，用大的减去小的a2-a1=8621-1268＝7353，把7353按上面的方法再作一遍，由大到小排列得7533，由小到大排列得3357，相减7533-3367＝4176 把4176再重复一遍：7641-1467＝6174。 如果再往下作，奇迹就出现了！7641-1467＝6174，又回到6174。 这是偶然的吗？我们再随便举一个数1331，按上面的方法连续去做： 3311-1133＝2178 8721-1278＝7443 7443-3447＝3996 9963-3699＝6264 6624-2466＝4174 7641-1467＝6174 好啦！6174的“幽灵”又出现了，大家不妨试一试，对于任何一个数字不完全的四位数，最多运算7步，必然落入陷阱中。 这个黑洞数已经由印度数学家证明了。 在数学中由有很多有趣，有意义的规律等待我们去探索和研究，让我们在数学中得到更多的乐趣。 苏联的科普作家高基莫夫在他的著作《数学的敏感》一书中，提到了一个奇
黑洞的研究过程以及意义
黑洞的研究过程以及意义 1：引言 长期以来，黑洞以它的神秘和怪异一直吸引和困扰着人们，黑洞究竟是什么呢？它是一个洞吗？它黑吗？它冷吗？它内部到底有什么? 观测到的大量间接征兆证实，黑洞在宇宙中普遍存在，但是我们无论如何也不能直接看到它。天文学家推测它可能来自于大恒星塌缩后质量、密度变得很大而引力极强的核心；还有一些观测证据表明，在许多星系的中心更是存在着超级大黑洞。 人类虽然已拥有了先进的天文观测设备，如具有灵敏感光器的大口径光学望远镜，检测细微电磁波信号的大型射电天文望远镜，在外层空间漫游的哈勃太空望远镜等，但是人们却不能看到黑洞。 2：黑洞的研究过程以及意义 2.1黑洞的发现 黑洞刚开始是英国一个地质学家提出，由爱因斯坦预言，再由霍金用理论进行研究。 1965年，人们在天鹅座探测到一个特别强的X射线源，将它命名为天鹅X-1。据推测，它大约距离我们1万光年。1970年，世界第一颗X射线观测卫星“乌呼鲁”（斯瓦希里语“自由”的意思）升空，它发现天鹅X-1与其它X射线源不同，它忽隐忽现，频率快达每秒1000次，而且射线强度变化没有规律。这种不规律的变化，正是物理学家预料物质从吸积盘进入黑洞时将发生的状况。 人们立即对天鹅X-1进行了仔细的搜寻，在它邻近的地方发现了一颗质量约为太阳30倍的炽热蓝色超巨星。经证实，这颗蓝星与天鹅X-1互相绕着对方旋转。从种种迹象来看，天鹅X-1体积非常小，密度远远超过中子星，似乎就是我们预想中的黑洞。天文学界并没有普遍接受这一假设，但大多数人相信，天鹅X-1将是第一个被证认的黑洞。此后，天蝎V861、仙后A等星体也被猜想是黑洞，但是并没有得到确认。1999年美国宇航局发射“钱德拉”X射线望远镜，探测到一颗超新星周围物质喷出的大量X射线，科学家据此认为，这颗超新星中央存在黑洞。该望远撞拍摄的另一张照片，显示了一个遥远类星体喷射出的X 射线流达20万光年之远，其喷射出的能量可能相当于10万亿个太阳释放能量的总和。科学家认为，这样巨大的能量是从类星体中央的一个超大规模黑洞附近发出的。黑洞似乎最可能在恒星最密集和大块物质可能聚集在一起的地方形成。由于球状星团、星系核的中心区域具有这种特点，天文学家越来越相信，这种星团或星系的中心存在黑洞。有科学家认定，我们的银河系中心就有一个巨大的黑洞，其质量相当于1亿颗恒星，占银河系总质量的1/1000，直径为太阳的500倍。如果恒星接近它的速度足够快，也许会被它一口整个吞掉。 2.2黑洞的形成 那么，黑洞是怎样形成的呢？其实，跟白矮星和中子星一样，黑洞很可能也是由恒星演化而来的。 我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。 质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据
新黑洞理论之3==霍金辐射与信息量和熵分析
张洞生新黑洞理论之3 ==黑洞M b的每个霍金輻射m ss所携带的信息量I o≡ h/2π≡ m ss C2/νss== ==本文摘录改编自拙作《黑洞宇宙学概论[4]》== 张洞生zds@https://www.360docs.net/doc/041688661.html, 約翰?奧杜則：「現代天體物理學的進展，就像最奇妙的文學幻想小說一樣令人銷魂奪魄。」 爱因斯坦：「要打破人的偏見，比崩破一個原子還難。」 <內容摘要>: 本文是「新黑洞理论」的第三篇文章。在第一篇文章中，作者提出了组成「新黑洞理论」普遍有效的5个经典的基本公式，其中(1d)式，m ss M b= hC/8πG，找出了霍金辐射m ss与黑洞总质能量M b之间准确的量化公式，并从(1e)式，得出任何黑洞，无论大小，其最终的命运，都只能是收缩成为最小黑洞M bm = m p普朗克粒子，而爆炸消失在普朗克领域。第二篇文章是「新黑洞理论之2」，本篇用‘经典理论’论证了，黑洞M b向外发射霍金辐射m ss就是它们作为热辐射，按照热力学第二定律，从黑洞的高温高能区域向境外低温低能区域自由地流动。 本文是「新黑洞理论」的第三篇，以公式确定了信息量I o、熵S bm、普朗克常数h/2π与黑洞霍金辐射m ss之间的关系。本文首次將黑洞霍金輻射m ss（能量子）携带的信息量I o与熵S b统一在「新黑洞理论」中了，证实了黑洞的‘熵’与其‘信息量’成正比，二者有同质同体性，而且证明了黑洞的每一个m ss，无论大小，其所携带的信息量I o，都等于单位信息量I o≡h/2π，等于m ss一个频率内的能量m ss C2，即I o≡ m ss C2/νss。这就给予普朗克常数h/2π一个新的定义和概念，它就是一个最基本单位信息量I o。同时，也赋予了黑洞新的概念。 什么是黑洞？本篇证明：「黑洞就是在其外界没有能量-质量可被吞食时，是一个不稳定的不停地收缩的引力收缩体，它在收缩时，就将黑洞内的质-能量M b 统统通过视界半径R b转变为一个接一个的霍金辐射m ss（能量子，热辐射）流向外界，直到黑洞最后收缩成为最小黑洞M bm= m p而爆炸消失在普朗克领域。每一个霍金辐射m ss，无论频率多少、波长短长，都只携带一个单元的最小信息量I o≡ h/2π≡ m ss C2/νss，即一个频率之间的霍金辐射m ss的能量m ss C2/νss。普朗克常数H ≡ h/2π≡I o，其新的物理意义就是每一个热辐射m ss（能量子，电磁波）所携带的一个单元的最小信息量I o。」 本文的主要任務在於用經典理論和公式證明：1；無論任何大小質量的黑洞M b，它每次所發射的任何一個霍金輻射量子m ss，其所擁有的信息量I o剛好等於宇宙中最小的、最基本的信息量I o≡ h/2π≡ H，即I o就是普朗克常數，而與黑洞的M b和m ss的質-能的量無關。2；證明最小黑洞，即普朗克粒子的熵S bm≡π≡宇宙中最小的熵。3；證明黑洞M b的總信息量I m= 4GM b2/C；而其總熵S b= π4GM b2/CI o= A/4L p2= πI m/I o = πI m/H；4；證明了S b = πI m/H，熵与信息量具有同质同体性。因此，黑洞发射任何一个霍金辐射m ss就是向外发射信息量和熵。
5 科学是美丽的
第周星期第节 科学是美丽的 教学目标 1．通过研读课文，学习作者从表达中心出发，着重领会科学家、艺术家以多种形式展示科学之美的实例，从而使读者间接感受中心论点的论证方法。 2．了解课文的结构，理解议论文中以叙述为主，夹叙夹议的写法。 3．通过本文的学习，引导学生感受科学之美，从而转变对科学的认识，激发探索科学奥秘的兴趣。 教学重点 整体感知全文，体会科学之美；学习科技文研读的方法。 教学难点 1．学习科技文的论证方法。 2．理解议论文中以叙述为主，夹叙夹议的写法。 教学方法 质疑法、讨论法、自主探究法、电教法 教学工具 多媒体 教学课时 两课时 教学过程 第一课时 一、导入 一提到科学，我们就会觉得深奥、难懂、枯燥，一讲到科学家比如爱因斯坦，我们脑子里立刻会浮现出一个白发怒张，皱纹满脸的形象。可是也有人说，科学是美丽的。那么，科学到底美不美呢？ 二、质疑科学美 1．教师列举例子： 19世纪英国著名诗人济慈认为牛顿用三棱镜将太阳光分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的光谱，使彩虹的诗意丧失殆尽。因此他说，科学不仅不美，还会破坏美感。 自古以来，明月被诗人反复吟咏，写出了许多美丽的诗篇。明间也有不少关于月宫的浪漫传说：玉兔捣药，吴刚伐桂，嫦娥奔月……这些故事千古流传，脍炙人口。可1969年阿波罗号首次载人登月成功，传回的月球表面照片却是坑坑洼洼、像一张麻脸。更煞风景的是，什么玉兔、嫦娥、桂花树等等全属子虚乌有。 2．学生讨论：科学到底美不美？ 3．教师归纳： 巡天归来再赏月，“天上一轮才捧出”的玉盘忽然变成了大麻脸，固然扫兴。但阿姆斯特朗从登月仓中跨出第一步踏上月球时，说：“我的一小步，人类的一大步。”人类自古梦想登天，如今美梦成真，这难道不美吗？至于玉兔、吴刚、嫦娥，其实也并未真的失去。美国太空总署于1998年3月5日宣布勘探号太空船在月球南北极地表下找到大量冰态水。 三、感受科学美 1．学生阅读文章，找出作者所说的科学美，教师展示相应图片加以印证。 原子中的电子云具有“云深不知处”的朦胧美。 生命之源叶绿素的神秘美。
浅谈对黑洞的理解
物理与人类文明期末大作业 论文题目：浅谈对黑洞的理解学院：管理学院 班级：工商122 姓名：张文姣 学号：1207010233
摘要：本文介绍了有关黑洞的一些问题,包括黑洞的起源、形成，处于时间与空间之间的黑洞，使时间放慢脚步，使空间变得有弹性，同时吞进所有经过它的一切。同时还介绍了一些对黑洞的误区；现在引发出对黑洞是否存在提出了怀疑。虽然现在我们对黑洞的认识很大程度上是在一定的猜想上进行的，但是终有一天人类会解开黑洞之谜。黑洞是现代物理学和天文学中研究的一个热点。 关键字：黑洞，黑洞理解误区，是否存在黑洞 一、黑洞的含义 黑洞是一种引力极强的天体，就连光也不能逃脱。当恒星的史瓦西半径小到一定程度时，就连垂直表面发射的光都无法逃逸了。这时恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。黑洞引申义为无法摆脱的境遇。它的基本特征是具有一个封闭的视界。视界就是黑洞的边界。外来的物质和辐射可以进入视界以内，而机界内的任何物质都不能跑到外面。 二、黑洞的形成 要了解黑洞是如何形成的，我们先对恒星生命过程作以简单了解： 众所周知：通常的恒星是靠万有引力的吸引效应将物质聚集在一起的。同时恒星内部的热核反应所产生的大量热能造成粒子的剧烈运动而形成排斥效应，当这两种效应达到稳定平衡时候，恒星将会塌缩。但是，由于热核反映能量逐渐消耗，以至耗尽，恒星就会冷却下来，万有引力的作用大于排斥效应的作用使恒星发生塌缩。原子的壳层将被压碎形成原子核在电子海洋中的漂浮状态。这时电子之间的 斥力与恒星自身引力相比处于劣势地位，恒星将发生塌缩，体积减少，导致塌缩的密度是非常大的。 1. 白矮星的形成 由于恒星热反应停止以后，辐射压力减少，使恒星发生收缩，在收缩过程中，核内高温使物质发生电离。星体内部充满电子，由于电子服从泡利不相容原理。物质粒子靠的十分接近时候不能具有完全相同的状态。即两个相同的自旋为1/2的粒子不可能同时具有相同的位置与速度，这将导致粒子在吸引、接近的过程中产生很强的斥力平衡，按照相对论理论，粒子之间的相对速度不能超过光速。由泡利不相容原理产生的斥力就有上限。经过计算这种斥力上限为1.4个太阳质量，称为钱德拉卡极限。当恒星质量小于1.4倍的太阳质量时，电子简并压可以完全抗衡引力，阻止恒星进一步塌缩，从而形成白矮星。 2 .中子星的形成 根据万有引力公式2Mm F G R 引公式可知，一颗恒星的质量越大，引力就越强，对于质量不太大的恒星而言，塌缩的速度还不算快，若恒星质量大于1.4个太阳质量，则电子之间的简并压就不能抗拒引力塌缩，导致星体密度继续增加，当温度足够高时候，高能光子把原子核分裂成质子和中子，质子又与电子结合成中微子，使得星体内部存在大量中子。中子也服从泡利不相容原理，出现附加压强，称为中子简并压。经过计算这种斥力上限为2-3个太阳质量，称为奥本海默极限。
设计自己的运算程序正式版
《设计自己的运算程序》课堂实录 初一数学组 1.知识与技能：通过给定的运算程序，经过计算得到四位数的“黑洞数”，以及三位数的黑洞数等；总结出“黑洞数”的规律。 2.能力目标：培养学生实验、观察、猜想、抽象、概括、推理等逻辑思维能力和计算能力. 3.情感与态度：能够在解决问题的过程中与人合作和进行交流，并在交流过程 中对自己的观点进行有条理的论述，增强学习数学的信心和兴趣。 师：刚上课老师想请一位同学，上台和老师一起玩一个游戏，其余的同学在下面也可以同时参与！这个游戏的名字叫做“神秘读心术”（出示课件）你准备好了吗？请你来试试！ 【设计意图】通过游戏，提高了学生的学习兴趣，同时也教会学生，数学有时可以在玩中学！ 生：（深呼一口气）准备好了！ 师：请你在心里任意想一个两位数，请把这个数的十位与个位数字相加，再用两位数减去它们的和，然后把所得的新两位数个位和十位数字再次相加，然后再减去这个和，然后再相加，一直这样重复下去，直到所得的数不是两位数了为止。 【设计意图】台上台下齐互动，真正做到了全员参与的目的，这也是新课标理念的体现，同时此环节也为后面的内容做了铺垫。 （2分钟后，全班都完成） 师：大家都算完了吧！我虽然不知道你心里想的两位数是多少，但我知道你最后的计算结果是多少？先问问台下的同学他们的答案和你一样吗？ 生1：你最终的计算结果是多少？ 生2：是9 生3: 9 生4：也是9 师：你心里的答案肯定也是9. 生1：是，为什么会出现这种结果，我们写的两位数都不一样，但最终的结果却是一样的。 师：很高兴你能大胆说出你的困惑和质疑，数学应该不仅知道是什么，更应学
会去探究为什么。学完这节课你就知道为什么了。谢谢你的配合，请回！师：其实刚才我们刚才进行的过程，有的同学可能两步就能完成，有的同学写的两位数比较大，可能需要好几步才能完成，无论几步，我们的目标都是一样的，其实这个过程就如同一种运算程序一样，循环往复的完成既定目标，这节课我们就来“设计自己的运算程序”（板书课题） 【设计意图】整个过程为学生提供一个思考探究的平台，在活动中体现归纳、猜想，感悟处理问题的方法和策略，积累数学活动的经验。 师：（出示课件）请同学们在练习本上“写下任何一个四位数，每个数位上的数字全都不相同，并重新排列各位上的数字，使其组成一个最大的数和一个最小的数，然后用最大的数减去最小的数，得到差，再重复这个过程……” 你会得到什么结果？你又会有怎样的想法？请同学们动手做一做，并把每 【设计意图】此环节给学生提供了具体的问题背景，该问题具有一定的开放性和探究性，为学生提供了一个很好的探究思考的平台，并在 具体活动中体现归纳，猜想，感悟处理问题的方法和策略，积 累数学活动的经验。 （学生开始做，教师开始巡视，并作指导） 生问：我按照刚才的程序计算，但所得的差中出现了数字0，我不知道该怎么办？ 师：问的很好，只要动手实践，就会遇到新的问题，有问题不可怕，请同学们思考他的问题，如果差中出现数字0，这是很有可能的,遇到0是该把0放在最高位，还是放到下一位。 生：我觉得应该放到下一位，因为小学老师教过0不能作最高位。 师：这是你的观点，谁还想谈你的看法。 生：我感觉应该按照程序的规则来进行，规则说的是按照从小到大的顺序排列，而0又是最小数，那就应该把最小数字0放到最高位。 师：这是你的观点，谁同意他的看法。 师：是的，我也同意这些同学的看法, 今天我们所学的“设计自己的运算程序” 必须要严格按照程序的规则一步一步的进行，程序要求从小到大排列，就必须从小到大排列，如果你把0放在下一位，那就不符合原定的程序了，所以如果遇到多得的差有数字0，再次排列时，就把0放在最高位上。师：现在大家懂了吗？
黑洞理论
黑洞理论 一：概述 资金是股市的血液，黑洞理论主要研究的是成交量对股价的影响。主要参数是5日均量线和60日均量线。 二：名词 1：黑洞是5日均量线在60日均量线之上且下行，两者之间没有被成交量填满的空白地方。2：阴沟是5日均量线在60日均量线之下，即5日线先死叉60日线之后再金叉。形成的两者之间没有被成交量填满的空白地方。（黑洞和阴沟之中坚决不持有股票） 3：天线和避雷针是形成黑洞的第一根成交阴量线。如果该线没有超过5日均量线就叫天线，如果其高度超过5日均量线就叫避雷针。 4：量爬山坡是成交量逐渐放大。 5：串糖葫芦是60日均线穿过多根红色的成交阳量柱体，也可有少量的绿柱（阳多阴少）。三：操作建议 1：卖点，5日均量线向下拐头，成交量不能填满5日线下方空白处，就要出现黑洞，也就是出现第一根天线（避雷针）的当天抛出股票（在行情初期，形成成交量爬坡和串糖葫芦时可以例外，不抛出股票）。 2：买点，当成交阳量填满5日和60日均量线时，可以买入。（切记是成交阳量。且5日线和60日线在低位时，更加可靠。行情末期用此方法买入要小心，可能有误。） 3：5日线在60日线上方，且向上运行，可以买入持有股票（量爬山坡）。如5日线在60日线下方，无论如何运行（形成阴沟），都不要买入，也不要持股，可暂时观望。（量下山坡时，不介入。） 4：此方法可以做一些超短线，参看15分钟k线图或60分钟k线图，但由于差价小，最好不做为上，可以参考使用。 5：此方法可以应用于权证的操作上。 出现第一根避雷针时，应该抛出股票； 当在行情初期，出现穿糖葫芦及量爬山坡的情况下，出现阴线时，可以继续持有股票，但在行 情末期，不要非常小心； 在5日均线在向下转向时，应该及时抛出股票； 黑马道场之----涨速榜 今年的股市再次的经历了涨跌，题目的广通广通，路路畅通在现在下跌的时候依然通用，6000点的时候老师说的话，再次重说，狼和羊的故事。动手动脚者，断手断脚。不动不输，少动少输。市场的主旋律是下跌，不要向棺材里伸手死要钱，一定要在盖棺之前跑出来。现在要说的是每一次反弹都是割肉的机会，现在不割肉，以后就要割骨头，知其有风险不如休息。千万要管住自己的手指头，不要轻易的下单。等等。是不是一样啊。是一样的。 2009年08月22日，当我的帖子在论坛再次被肯定的时候，老师破格让我进入魔鬼训练营参加训练的时候，我是多么的高兴啊，我知道我学习的广通理论又有了一点点进步，最起码我知道了一点点，大约在什么位置的什么样的股票应该会涨，什么是第一阳，什
我校吴双清教授发现的黑洞精确解被美国著名物理学家命名为
我校吴双清教授发现的黑洞精确解被美国著名物理学家命名为“吴黑 洞”（Wu black hole） 在近百年之前，爱因斯坦建立起广义相对论并用它成功地解释了用牛顿万有引力理论不能解释的水星近日点进动疑难问题。然而，由于引力场方程是一套非常复杂的高度非线性的耦合系统，在没有发展出合适的解生成技术之前，求解爱因斯坦场方程在很大程度上取决于对度规形式所作出的假设。因此，寻找其精确解特别是转动带电的黑洞解极其困难。直到1963年，新西兰数学家R.P. Kerr才得到了首个在天体物理上有实际应用意义的四维转动不带电的Kerr黑洞解，该解利用了Kerr-Schild度规假设，即平直背景时空加上一个与沿类光方向传播的测地矢量有关的线性微扰项。1986年，R.C. Myers和M.J. Perry利用Kerr-Schild方案给出了Kerr黑洞在高维不带电情形下的推广。1999年，英国剑桥大学著名理论物理学家S.W. Hawking教授及其合作者给出了五维Myers-Perry黑洞在含有宇宙学常数情况下的推广。本世纪之初，G.W. Gibbons等人[G.W. Gibbons, H. Lü, D.N. Page, C.N. Pope, Physical Review Letters 93 (2004) 171102]将Kerr-Schild形式中的平直背景时空换为纯de Sitter时空得到了四维Kerr-de Sitter时空在任意维(D>3)的推广。 由于诸多方面的原因，高维转动的黑洞解特别是转动带电的超引力黑洞精确解在过去的十余年之中引起了人们极大的关注。在超引力理论中，黑洞一般可以携带多个电荷。1996年，M. Cveti?和D. Youm利用解生成技术得到了五维具有三个电荷和两个转动参数但不含有宇宙学常数的超引力黑洞精确解——这是五维Myers-Perry电中性黑洞解的带电推广。然而，要把Hawking等人的五维黑洞解加上电荷或者说在Cveti?-Youm带电黑洞解中引入宇宙学常数特别困难。这是因为在规范超引力理论中宇宙学常数的引入破缺了理论的一些对称性，使得人们无法利用已有的解生成方法从已知解得到新的黑洞解。2005年，钟志伟等人[Z.W. Chong, M. Cveti?, H. Lü, C.N. Pope, Physical Review Letters，95 (2005) 161301]在五维最小EMCS规范超引力理论中找到了带有宇宙学常数和两个不同转动参数的一般的转动带电黑洞解。此后，由M. Cveti?、G.W. Gibbons、C.N. Pope和吕宏（H. Lü）等教授组成的强大科研团队带领其研究生和博士后开始追逐五维最一般的具有三个电荷和两个转动参数的规范超引力黑洞精确解。
黑洞
黑洞 黑洞是根据现代的广义相对论所预言的，在 宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体。黑洞 是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗 尽而死亡后，发生引力塌缩而形成。黑洞质量是 如此之大，它产生的引力场是如此之强，以至于任何物质和辐射都无法逃逸，就连光也逃逸不出来，故名为黑洞。在黑洞的周围，是一个无法侦测的事象地平面，标志着无法返回的临界点。 一.黑洞的产生 当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。。 物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积很小、密度趋向很大。而当它的半径一旦收缩到一定程度（一定小于史瓦西半径），巨大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系——―黑洞‖诞生了。 二.黑洞的分类 分类方法一： 1. 超巨质量黑洞 到目前为止可以在所有已知星系中心发现其踪迹。
?质量据说是太阳的数百万至十数亿倍。 2. 小质量黑洞 ?质量为太阳质量的10至20倍，即超新星爆炸以后所留下的核心质量是太阳的3至15倍就会形成黑洞。 ?理论预测，当质量为太阳的40倍以上，可不经超新星爆炸过程而形成黑洞。 3. 中型黑洞 ?推论是由小质量黑洞合并形成，最后则变成超巨质量黑洞 ?中型黑洞是否真实存在仍然存疑。 分类方法二：根据黑洞本身的物理特性（质量、电荷、角动量）： 1. 不旋转不带电荷的黑洞。它的时空结构于1916年由史瓦西求出称史瓦西黑 洞。 2. 不旋转带电黑洞，称R-N黑洞。时空结构于1916-1918年由Reissner和 Nordstrom求出。 3. 旋转不带电黑洞，称克尔黑洞。时空结构由克尔于1963年求出。 4. 一般黑洞，称克尔-纽曼黑洞。时空结构于1965年由纽曼求出。 三.黑洞的演化 吸积 黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的，这一过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性。目前观测到了辐射效率较高的薄盘以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近中央黑洞时，它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供了强有力的证据。 蒸发 按照霍金的理论，把量子理论中的海森堡测不准原理和黑洞结合起来，假设某一粒子在黑洞中高速运动，测不准原理讲一个微观粒子
新黑洞理论之4
张洞生新黑洞理论之4 ==用作者的「新黑洞理论」和公式建立新的「黑洞宇宙学」== ==本文摘录改编自拙作《黑洞宇宙学概论[4]》== 张洞生zds@https://www.360docs.net/doc/041688661.html, 罗曼罗兰：「我们只崇敬真理--自由的，无限的，不分国界的真理，毫无种族歧视或偏见的真理。」 哥白尼：「人的天职在勇于探索真理。」 <前言>; 本篇摘录改编自拙作《黑洞宇宙学概论[4]》一书的第二篇，但是改用另外一种不同于原书、而较简明的论证方法，可谓殊途同归，相互印证。 ?我们宇宙从哪里来，往哪里去。‘，这是人类永远要想知道的神秘命题。本篇是要用作者建立的「新黑洞理论」的5个基本公式来建立新的「黑洞宇宙学」的理论基础。为此，必须首先证明我们‘宇宙视界’以内的宇宙就是一个真实的‘巨无霸史瓦西宇宙黑洞-- Cosmo-BH或者CBH)’。其次，既然我们宇宙是史瓦西黑洞，就必须证明它的膨胀收缩的规律和命运就应该完全与任何黑洞的规律相同，只不过我们‘宇宙黑洞’的总质量-能量M ub比我们宇宙中的其它黑洞的总质量-能量M b大得多多而已，即其区别仅仅是M ub>>M b。这样，我们就可以按照「新黑洞理论」中的许多公式，准确地计算出我们宇宙在?诞生、膨胀降温、演变发展‘的全过程中，各个时间节点的物理常数的数值，和形成不同的物质形态和能量。因此，我们宇宙的真实历史，即其<时间简史>，就由其任一时间的黑洞的物理参数的准确的数值所构成。这是‘广义相对论方程’建立100年来学者们‘绞尽脑汁’、想做而从未做到的事情。 <关键词>：我们宇宙；我们宇宙是真实的…史瓦西宇宙黑洞?；我们宇宙诞生于最小黑洞M bm≡m p普朗克粒子，而不是广义相对论方程解的…奇点?；我们宇宙的演变规律和命运完全符合任何黑洞的演变规律和命运；以「新黑洞理论」的公式为基础建立起来的「黑洞宇宙学」；哈勃定律是反映‘我们宇宙黑洞’，是由无数最小黑洞M bm= m p不停地合并、而形成的在以光速C的膨胀规律； <1>：作者的「新黑洞理论」是以5个基本的经典公式为基础建立起来的。 第一；本节来源于《黑洞宇宙学概论[4]》第一篇第1章，作者提出和推导出下面5个在黑洞视界半径R b上的公式，描述黑洞的4个基本参数M b，R b，T b，m ss 在R b上的变化，完全取决于4个物理常数 h，C，G，κ的不同组合，可精确地用于决定每个黑洞R b的变化和其最后的命运。M b—黑洞的总质能量；R b—黑洞 m ss—黑洞在界半径R b上的 b b ss ‘霍金量子辐射’的相当质量；λss和νss 分別表示m ss在R b上的波長和頻率，κ--波爾茲曼常數= 1.38?10-16 g*cm2/s2*k，C—光速= 3?1010cm/s，h--普朗克常數= 6.63?10—27g*cm2/s，G –-萬有引力常數= 6.67? 10—8 cm3/s2*g。 下面5个公式完全适用于球对称无旋转无电荷的、任何大小的史瓦西黑洞。
浅谈对黑洞的认识
浅 谈 对 黑 洞 的 认 识 矿物加工12-5班：刘兆庭 学号：06122450
一．黑洞是什么？黑洞是一种引力极强的天体 黑洞是爱因斯坦的广义相对论的最著名的预测之一。黑洞是一种引力极强的天体，就连光也不能逃脱。当恒星的史瓦西半径小到一定程度时，就连垂直表面发射的光都无法逃逸了。这时恒星就变成了黑洞。 二．黑洞的外在表现，物理解释，如何观察 科学家之所以称之为“黑”洞，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重力的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料，由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度，小于史瓦西半径，质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出，“黑洞”诞生了。由于黑洞高质量而产生的力量，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。黑洞开始吞噬恒星的外壳，但黑洞并不能吞噬如此多的物质，黑洞会释放一部分物质，射出两道纯能量即伽马射线爆。黑洞的高质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出，所以我们无法直接观测到黑洞。不过，黑洞可以聚拢周围的气体产生辐射而被观测者发现，这一过程被称为吸积。黑洞吸引了附近的光、各种辐射、星云和星球体，质量和体积就会变得越来越大，引力也会变得越来越强，从而就会把附近更多的物质吸入其中。不断成长的黑洞就如同不断变大的巨大旋涡，贪婪地吞吃附近的天体物质，经过宇宙长期的演化，到目前，应该已出现很多个长成像银河系般大小的黑洞。因为黑洞中心存在极大的吸引力，其运动形式必然呈现为大黑旋涡吞吃星体物质的运动形式，也就是说，在外形上，必然呈现星云和星体物质奔向这个“大嘴”黑旋涡的前进涡流，即可观察到大黑旋涡吞吃星体物质的旋涡流。在引力论下，星球之间的吸引运动不同于黑洞与星球之间的吸引运动，在恒星与其行星、恒星与恒星的互相吸引运动之中，恒星自身发出的各种强辐射、电磁波和光等存在斥力，使它们保持在一定的距离内相互吸引作环绕运动而不至于吸粘在一起，而在黑洞与星球体之间的相互吸引运动中，黑洞向外并不存在斥力，只有引力，所以，被黑洞吸引的星球体不会长期较稳定地围着黑洞作环绕运动，而是将以旋进流的形式奔入黑洞之中。黑洞吸附物质会产生X射线，X射线反过来又会刺激其中的大量化学元素发射出具有独特线条（颜色）的X射线。分析这些线条可以帮助科学家了解更多有关黑洞附近等离子体的密度、速度和组成成分等信息。 由于黑洞的密度极大，根据公式我们可以知道密度=质量/体积，为了让黑洞密度无限大，那就说明黑洞的体积要无限小，然后质量要无限大，这样才能成为黑洞。黑洞是由一些恒星“灭亡”后所形成的死星，它的质量极大，体积极小。但黑洞也有灭亡的那天，按照霍金的理论，在量子物理中，有一种名为“隧道效应”的现象，
你知道黑洞数有哪些吗(修改版,对源代码进行了完善)
你知道黑洞数有哪些吗？
本人来告诉你有哪些黑洞数。 黑洞数的定义：由这个数每位上的数字组成的最大数减去每位数字组成的最小数仍然得到这个数自身。例如，3位黑洞数是495，因为954-459=495。 现在告诉你几个黑洞数，3位黑洞数是495，4位黑洞数是6174，无5位黑洞数，6位黑洞数是549945、631764，无7位黑洞数，8位黑洞数是63317664、97508421，9位黑洞数是554999445、864197532。 用Python编制找出黑洞数的代码如下： def main(n): list1=[];list2=['已循环次数:'] start=10**(n-1) end=10**n;j=int(start+(end-start)/10) for i in range(start,end): big=''.join(sorted(str(i),reverse=True)) little=''.join(reversed(big)) big,little=map(int,(big,little)) if big-little==i: print('黑洞数:',i) list1.append(i) if i==j: print('已循环次数:',j-start) list2.append(j-start) j+=int((end-start)/10) if list1==[]: print('无',n,'位的黑洞数，','本次共循环次数i=',i+1) list1=['无黑洞数'] list2.append(i+1) return list1,list2 else: print('本次共循环次数i=',i-start+1)
探索与发现 论文
徐州工程学院 15旅管3徐晶晶 20151507321 探索与发现之时空穿越 众所周知，迄今为止人类在空间与时间上获得的自由度是很不相同的。我们可以沿空间各方向自由地运动，却无法随意地驾驭时间。时间就像一条漫漫长河，世间万物仿佛是河里的漂浮物，只能随波逐流。我们知道，在牛顿的时空观里，时间虽是空间各分量的函数，但是它与参照系的运动无关，不受参照系运动的影响，即所谓“绝对时间”。很明显，在这样的绝对时空观里，时间旅行不具有理论基础，它的存在只是一种幻想。 但是狭义相对论的提出，对牛顿的绝对时空观产生了一次重大变革。在狭义相对论中，时间还是作为参照系与空间的3维正交的另外1维，而与参照系的运动密切有关。时间不再是绝对的概念，这已经被物理实验所证实。但是，由此却产生了认为在运动的参照系中时间的流逝会变慢——这个著名的时间延缓效应的误解，将狭义相对论的这种新结果，误认为给时间旅行开启了一种具有理论依据的可能性。 在狭义相对论诞生10年后，爱因斯坦提出了广义相对论。在广义相对论中，时间和空间不仅如狭义相对论中一样与参照系的选择密切相关，而且还有赖于物质的分布与运动。由此产生的一个不同于狭义相对论的重要结果是：它表明时空在某种意义上就会像流体一样，在引力的作用下，受到运动物质的拖曳，而弯曲、改变。我们的“未来”还会受到物质相互作用和运动的影响。在不同时刻、不同地点，“未来”有可能指向不同的方向，这是一个奇妙的结果。 广义相对论的“三大验证”(水星近日点的进动、光子在引力场中的频率红移和偏折)等事实已经证实：由于存在相互作用力，在非惯性牵引运动系之间，相应的时空的确会产生相应的弯曲特性。2004年10月，由各国科学家和大学研究人员组成的研究小组，观察了绕地球旋转的两颗卫星后，首次发现了地球自转时拖曳周围时空、“地球在旋转时确实在拖曳时空，离地球越近，扭曲的幅度就越大”，从而得到了地球引力引起时空的弯曲特性的直接证据。 时空旅行的实质是穿越四维空间。物理学一直在思考“时光隧道”是否存在于自然规律中。霍金指出，要进入未来可以透过虫洞通道。虫洞是根据爱因斯坦相对论预测的连接时空中两个不同地点的假想“隧道”或捷径，负能量将时间和空间拖入一条隧道入口，并在另一个宇宙出现。虫洞无处不在，只是因为太小，肉眼看不到罢了。 任何物质都不是平整无暇和实心的，如果仔细观察，会发现它们上面都存在小孔和裂缝，这是一个基本的物理原理，同样适用于时间。即便是像台球一样的东西，上面也有裂缝、褶皱或空洞。这一原理同样适用于第四维。时间也存在许多微小的裂缝、褶皱和空洞。在最小的刻度下——比分子甚至原子都小，来到一