黑洞战争

本书是关于黑洞本性的一场论战，这一论战关系到我们对整个宇宙的认识，也极大地推动了物理学的发展。参加论战的一方主要是本书作者萨斯坎德和1999年诺贝尔物理奖获得者赫拉德·特霍夫特，另一方则是公众心目中很熟悉的物理学家斯蒂芬·霍金。

当某种东西被吸入黑洞时会发生什么呢？它消失了吗？在30年前，英国物理学家斯蒂芬·霍金宣称落入黑洞的事物确实消失了。大多数科学家没有意识到这种观点的意义所在，不过美国物理学家伦纳德·萨斯坎德与荷兰物理学家赫拉德·特霍夫特意识到，如果霍金的观点是正确的，那么我们必须抛弃以往所有关于宇宙的基本定律。

引言

第一篇　风云篇

　第1章　第一枪

　第2章　暗星

　第3章　非欧几何

　第4章　“爱因斯坦，请不要告诉上帝该做什么

　第5章　更好的码尺

　第6章　百老汇之约

　第7章　能量与熵

　第8章　填塞信息

　第9章　黑光

第二篇　奇袭篇

　第10章　寻寻觅觅

　第11章　荷兰的抵抗运动

　第12章　意义何在

　第13章　持久战

　第14章　散兵战

第三篇　反攻篇

　第15章　圣芭芭拉之役

　第16章　颠来倒去

　第17章　亚哈在剑桥

　第18章　世界是一幅全息图

第四篇　围攻篇

　第19章　大规模演绎的武器

　第20章　最后的螺旋桨

　第21章　数黑洞

　第22章　南美赢得胜利

　第23章　核物理?开玩笑吗

　第24章　大成若缺

跋

词汇表

索引

　第一章　第一枪（部分） 

　　圣弗朗西斯科1981 

　　在杰克·罗森堡（Jack Rosenberg）的圣弗朗西斯科公寓的顶楼里，当初的小冲突发生时，战争的乌云已集聚了80多年。杰克，又名沃纳·埃哈德（Werner Erhard），是一个宗教教师、一个推销员，还有一点儿哄骗行径。在20世纪70年代早期，他只是平凡的杰克·罗森堡，一个“万事通”式的推销员。后来有一天，当他穿过金门大桥时，他顿悟了。他将要拯救世界，并由此可以获得一笔巨额的财富。他所需要的是一个经典的名字和一个新的场所。他的新名字是沃纳（源于沃纳·海森伯）·埃哈德（源于德国政治家路德维希·埃哈德）；新的场所是埃哈德研讨会培训中心，简称ES T。他确实成功了，虽然没有拯救世界，但至少发财了。成千上万个羞涩的、心神不宁的人，每人花几百美元来到这里，使自己变成高谈阔论且积极主动的人，据说他们在沃纳或他众多门徒举办的激发研讨会中，16个小时不允许去洗手间。这比心理疗法要快速和廉价得多，在某种程度上它是有效的。参加者进去的时候目光还是羞涩和闪烁不定的，出来时就像沃纳一样表现得有自信、坚强和友好。不用再担心他们有时候像狂躁的握手机器人，他们感觉好多了。“训练”的主题居然是伯特·雷诺兹（Burt Reynolds）的一部有趣的、名为《匹夫之勇》的电影。 

　　EST的狂热追随者围着沃纳。奴隶显然是一个非常强的术语，我们称他们为志愿者。有EST训练的厨师来给他做饭，有司机拉着他四处转，有各种各样的家庭仆人来整理他的公寓。但具有讽刺意义的是，沃纳也是一个狂热的追随者，他是一个物理迷。 

　　我喜欢沃纳，他聪明、有趣、充满着乐趣。他被物理迷住了，想成为其中的一分子，因此，他耗费了大量的资金将一群出色的理论物理学家带到他的公寓里。有时仅有他的几个特殊的物理伙伴，包括悉尼·科尔曼（Sidney Coleman）、大卫·芬克尔斯坦（David Finkelstein）、迪克·费曼（Dick Feynman）和我，相聚在他家中，享用名厨提供的丰盛晚餐。但更为重要的是，沃纳喜欢举行小型的、精华的会议。圣弗朗西斯科是我们活动的地点，在顶楼装备齐全的研讨会议厅中，有一群志愿者对我们无微不至地照顾，这些小型的会议充满了乐趣。某些物理学家对沃纳产生了怀疑。他们认为沃纳在以某种狡猾的方式，利用他与物理学家的联系来推销自己，但是他从来没有这样做。据我所知，他只是喜欢从知名人士那里了解他们最新的思想而已。 

　　我想在那里总共举办了三次或四次EST会议，但只有一次给我留下了不可磨灭的印象，进而影响到了我的物理研究。那是1981年，客人中包括默里·盖尔曼（M urray Gell-M ann）、谢尔登·格拉肖（Sheldon Glashow）、弗兰克·维尔切克（Frank Wilczek）、萨瓦斯·迪莫波洛斯（Savas Dimopoulos）、戴夫·芬克尔斯坦（戴夫是大卫的昵称）。但在这个故事当中，最重要的参与者是黑洞战争的三位主要参战者：赫拉德·特霍夫特、史蒂芬·霍金和我。 

　　虽然在1981年之前我只见过特霍夫特几次，但他给我留下了深刻的印象。所有人都知道他才华横溢，但我感觉到的远不止这些。他似乎有着钢铁般的意志和上乘的智力，超过了我所知道的任何人，或许迪克·费曼除外。他们两个都是表演者：费曼是一个美国表演者，他傲慢、玩世不恭、充满着胜人一筹的男子气。有一次，他给加州理工学院的一群年轻物理学家讲述了研究生和他开的一个玩笑。在帕萨迪纳有个卖三明治的地方，那里供应“名人”三明治。你可以要一个汉弗莱·博加特（Humphrey Bogart）三明治、一个玛丽莲·梦露（Marilyn Monroe）三明治，等等。我想可能是他过生日的时候，学生们把他带到那里，一个接着一个要费曼三明治。他们预先和经理协商过了，柜台后面的小伙子眼睛都没有眨一下。 

　　当他讲完这个故事后，我说：“噢，迪克，我想知道费曼三明治和萨斯坎德三明治的区别？” 

　　他回答：“哦，它们几乎相同，只不过萨斯坎德三明治有较多的火腿。” 

　　我说：“是的，不过胡扯要少得多。”那可能是我在此类游戏中赢他的一次。 

　　特霍夫特是荷兰人，荷兰人是欧洲最高的人种，但是特霍夫特矮小、结实健壮，长着八字胡，看起来像个市民。与费曼一样，特霍夫特有着强烈的竞争倾向，我确定我永远无法胜过他。与费曼不同的是，他是旧欧洲的产物，是欧洲最新涌现出来的伟大物理学家，是爱因斯坦和玻尔（Niels Bohr）的真正继承者。虽然他比我小6岁，但从1981年开始，我就尊敬他，到现在依然如此。由于在基本粒子标准模型方面的工作，他获得了1999年的诺贝尔物理学奖。 

　　但在沃纳的顶楼里，让我记忆最深的并不是特霍夫特，而是我在那里第一次遇到了史蒂芬·霍金。霍金在那里投下了，发动了黑洞战争。 

　　霍金同样也是一个表演者。他身体瘦小，我猜想他的体重只有100磅（1磅约0.45千克），但这瘦小的身体里蕴含着异常的智力和同等强大的自我。那个时候，霍金用的是一个普通动力的轮椅，他可以用自己的声音说话，然而他的话不好懂，除非你花大量的时间和他在一起。他的随行人员包括一个护士和一个年轻的同事，这个年轻的同事会仔细听他讲，然后重复他说的话。 

　　在1981年，他的译员是马丁·勒克（Martin Rocek），现在是一个著名的物理学家，是超引力这个重要学科的先驱者。然而，在当时的EST会议上，勒克非常年轻，并不是非常出名。不过通过先前的会议，我了解到他是一个非常有能力的理论物理学家。在我们的交谈中，霍金（通过勒克）说我所考虑的某种东西是错误的。我转向勒克，请他说明一下刚才所谈及的物理内容。他发愣地看着我，像一只在汽车大灯照射下的鹿。事后他告诉我究竟是怎么回事，看来翻译霍金的言语需要如此强烈的专注力，他通常无法了解会议的内容，几乎不知道我们讨论的是什么东西霍金是一个不同寻常的奇观。我不是指他的轮椅或者是他显而易见的生理缺陷。尽管他的面部肌肉不动，但是他那浅浅的微笑是的，天使与魔鬼般的笑容共存，透射出一丝神秘的乐趣。在EST会议期间，我发现与霍金交谈是极为困难的。他要花很长时间来回答问题，而且他的回答通常十分简短。这些简短的、有时甚至是一个字的回答和他的笑容，还有他的智力令人感到不安。这与特尔斐的先知对话一样。当有人向霍金提出问题时，他的最初反应总是沉默，最终的回答经常是不可思议的。但那会心的微笑表明：“你可能没有理解我说的是什么，但是我知道我是正确的。” 

　　全世界认为矮小的霍金是一个强大的人，一个有着非凡勇气和毅力的英雄。那些熟悉他的人看到了另一方面：幽默和大胆的霍金。在EST会议期间的一天晚上，我们一群人出去到圣弗朗西斯科著名景点布雷克—勃斯汀小山去散步。霍金开着他的动力椅子和我们一同前往。当我们到达陡峭路段时，他突然显现出魔鬼般的笑容。他毫不迟疑，以最快的速度冲下山坡，其他人都被他震惊了。我们追赶他，害怕最坏的事情发生。当我们到达山下时，发现他坐在那里笑着。他说他想知道有没有更为陡峭的山坡可以尝试一下。史蒂芬·霍金：物理学的不死天王。 

　　事实上，霍金是一位富有冒险精神的物理学家。但也许他最大胆的行为是他在沃纳顶楼里投下的。 

　　我已经不记得他在EST的演讲是如何进行的。如今在霍金的物理研讨会上，他静静地坐在他的椅子上，而由一个预先录音的空洞的计算机声音来演讲。那个计算机化的声音成了霍金的商标；尽管单调，它充满了个性和幽默。那时，是他说后让勒克翻译。无论如何它发生了，以全力冲向特霍夫特和我。 

　　霍金声称“信息在黑洞蒸发中丢失”，更为糟糕的是他似乎证明了它。特霍夫特和我意识到如果那是正确的，那么我们这个学科的基础将被破坏了。沃纳顶楼里的其他人如何看待此事呢？就像某动画片中冲出了悬崖的小狼一样：脚下的地面消失了，但它还不知道。 

　　人们常常说宇宙学家经常犯错但从不怀疑。如果是这样，那么霍金只是半个宇宙学家：从来不怀疑但几乎从不出错。他过去是这样的。不过霍金这次的“错误”是物理学史上最具创新性的一个，它最终能导致关于空间、时间和物质本质的思考模式发生深刻的变革。 

　　霍金的演讲是那天的最后一个。大约一个小时之后，特霍夫特还站在那里盯着沃纳黑板上的那个图，其他人都已经离去了。我依然能够看到特霍夫特紧皱的眉头和霍金愉悦的笑容。他们几乎什么都没有说，恰似是一个电矩。 

通篇的类比讲解，让原本复杂的理论物理前沿研究变得形象生动起来。本书几乎没有公式，主题也十分吸引人。

本书讲述的是可能发生的一些激动人心的故事，是一场寻求真理的激烈争论，也是一本极具启发性、令人兴奋的佳作。

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本书是关于黑洞本性的一场论战，这一论战关系到我们对整个宇宙的认识，也极大地推动了物理学的发展。参加论战的一方主要是本书作者萨斯坎德和1999年诺贝尔物理奖获得者赫拉德·特霍夫特，另一方则是公众心目中很熟悉的物理学家斯蒂芬·霍金。

当某种东西被吸入黑洞时会发生什么呢？它消失了吗？在30年前，英国物理学家斯蒂芬·霍金宣称落入黑洞的事物确实消失了。大多数科学家没有意识到这种观点的意义所在，不过美国物理学家伦纳德·萨斯坎德与荷兰物理学家赫拉德·特霍夫特意识到，如果霍金的观点是正确的，那么我们必须抛弃以往所有关于宇宙的基本定律。

　　《黑洞战争》简直是一个内行人的旅途，它带领我们游览整个20世纪的理论物理学，使我们彻底地了解整个科学世界。 

　　——乔纳森·兜希 

　　《黑洞战争》这本书写得非常好，与物理学相关，它给我们提供了一种卓越的、非专业的概观，并以一种极为生动的方式处理了物理学中的重要问题。 

　　——《自然》 

　　毫无疑问，这是由世界上最敏锐的科学家之一来描述的物理学前沿……读完这本书的读者将会以一种意想不到、令人满意的方式理解并关注现代物理学。 

　　——《出版版周刊》（重点评论） 

　　伦纳德·萨斯坎德对弦沧的发展做出了极大的贡献。在《黑洞战争》这本书中，他用一种十分清晰的、坦率的方式来阐述了关于现代科学中基本理论的争论。 

　　——彼得·盖里森，哈佛大学