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听说霍金前几年否定了自己的理论

听说霍金前几年否定了自己的理论，是真的吗？如果是，是什么理论？

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Answer 1

　　已经被观察到的黑洞，却找不到合适的理论来吻合它；有完美理论来描述它的黑洞，却至今没有被肯定地找到霍金的诸多理论，似乎也永远无法通过实验观察来加以验证。
　　英国科学家霍尔丹曾说：“宇宙不仅仅是想象起来很神奇，而是比我们能够想象的还要神奇。”而黑洞可能又是神奇的宇宙中最为神秘的一种天体。
　　无论用何种方法，我们都无法直接观测、了解黑洞，或许也永远无法了解它的内部状况。
　　霍金在研究并向世人阐释黑洞。然而，霍金的思想、思维如同黑洞一样，让人难以捉摸——他用的是一种纯数学、纯理论的方法做研究，科学家很难用实验去观测和验证这些理论。
　　这就是有人认为他是爱因斯坦之后最伟大的理论物理学家、但另有人却认为他即使在剑桥大学自己所在的院系都不是最优秀的科学家的原因所在。
　　谜一样的黑洞
　　中国原国家天文台研究员李竞(现已退休)说，人类和天文学家对于黑洞的了解非常不够，甚至至今没有给它一个确切的科学名字，它的名字black hole(黑洞)，这是一个口语词汇，根本算不上科学术语。
　　但对于黑洞，早在拉普拉斯(1749-1827，法国著名数学家和天文学家)时代就有理论。拉普拉斯根据经典的牛顿力学预言，只要天体的空间足够小，引力足够大，光线和其它一切物质就不能从中逃逸。
　　天文学家在上世纪60年代，花了很大的工夫，演算出了非常好、甚至可以说是完美的一套黑洞理论：当一个原始天体燃尽它所有的燃料后将发生坍缩，这就是超级星爆发。爆发时它将损失相当多的能量和质量，但只要最后剩下的质量超过3.2个太阳质量(稍微小一点就变成中子星，再小就成了白矮星)，它最后的引力坍缩就是收不住的，在1秒的时间内，它会变成比地球铁核还小的超高密度天体。这就形成了黑洞。这样形成的天体被称为恒星质量黑洞，也就是大家平时所说并在科幻小说、科幻电影里出现的黑洞。
　　由于引力太大，连光都不能从它表面逃逸，黑洞不能被人类直接观测到。但随着理论物理和探测手段的进展，人们可以借助观测和看不见的天体相伴的另一个天体的运转情况(两个天体相互运转组成双天体)，从而得出其质量。
　　然而，到今天为止，恒星世界中那些看不见的天体没有一个被100%地证明就是黑洞。
　　1994年，天文学家在星系中心发现了超大质量黑洞，并算出它体积很小，质量却极大。“由于几个不同的天文学家小组，从低级望远镜到哈勃空间望远镜，都探测到了，宇宙中有这样超大质量的黑洞就成了板上钉钉的事情。”李竞说。
　　恒星质量黑洞虽有经典理论，在观察验证上却没到盖棺定论的地步；星系中的超大质量黑洞被观察确证，但它是怎么来的，没有一个完整的理论解释。二者正是现在科学家努力的方向。
　　“不可验证”的霍金
　　恒星质量黑洞理论跟霍金毫无关系。霍金提出了另外一个黑洞学说，他认为宇宙中有无处不在的微型(Mini)黑洞，黄豆大小，与木星差不多的质量，宇宙起源的时候，这种东西无处不在。
　　对于Mini黑洞，霍金赋予了其漂亮的理论。但天文学家少有顾及，因为它完全无法观察研究，霍金也没有提出如何去验证的方法，而科学家对一种理论最关心的是它能否被验证——这也是霍金迄今与诺贝尔奖无缘的主要原因。
　　不可验证的黑洞理论之外，霍金还提出了他的宇宙模型，给出了11维空间，认为要描述宇宙，X、Y、Z和T(时间)4个未知数是不够的，要加到11个未知数之后，才能够解释宇宙的很多结构。
　　这些“维”同样是天文学家无法探测的。
　　李竞介绍，在宇宙起源学说领域，现在最热门的是宇宙极早期时候的研究，包括那时控制宇宙、左右宇宙的物质规律是什么等等，而霍金探讨的问题甚至比这个更超前。
　　“有了早期宇宙的成熟模型以后，才能谈到霍金所提到的宇宙大爆炸之前的问题。现在连0秒之后的瞬间都还摸不清，怎么能谈更以前的？”国家天文台专家赵复垣曾经翻译《霍金的宇宙》，他也表示，虽然他翻译了全书，但对里面的理论还是不懂——实际上，许多研究广义相对论的专家都表示看不懂。
　　但李竞和中科院理论物理研究所教授蔡荣根都认为，霍金用纯数学方法做物理学的模型研究，这种“理论在先”的研究方法本身无可厚非。比如激光，就是先有了理论，然后用实验制造出来。爱因斯坦的理论当中也有很多预言，是后来被人类验证的。
　　“预言被观测证实，这样的理论就被证明是真正的好理论。问题是霍金的理论现在还没有给出明晰的、可以让人去寻找的东西。”李竞说。

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　　难以捉摸的霍金——他还将为人类留下什么？
　　《时间简史》初版于1988年的愚人节。似乎冥冥中自有天意，16年来，尽管《时间简史》的销量已高达2500万册，但人们对这本书所描述的世界——宇宙始于大爆炸而终于黑洞——的质疑，从来就没有停止过。
　　尤其是其中基于霍金个人理论体系而陈述的一些细节，随着近年来科学的发展，不但在理论上，还在实验观察上遭遇到了挑战。
　　霍金剩下的理论中，能够确保不失的阵地也并不多。《时间简史》以及霍金的宇宙学理论会不会是一个伟大的谎言？假如有朝一日，他所有的“预言式”理论均被推翻，他还能“剩下”什么？
　　霍氏理论：阵地连连失守
　　据霍金的打赌对手普里斯基尔介绍，根据近年来弦理论家的一些研究成果，他们(普里斯基尔等人)建立了一个强有力以显示黑洞真的能保藏信息的理论模式。而霍金一直以极大的兴趣跟踪着弦理论学家的这个工作。
　　看来，霍金并非是热血来潮、突然想改变自己原先的理论——越来越多的理论证据迫使他不得不作出放弃的决定。
　　这已经不是霍金第一次否定自己早年的理论。仅仅3个多月前，霍金刚刚对公众直率地宣布他另一项著名的探索——“终极理论”(也被称为“万有理论”)——是徒劳无功的。
　　1980年，霍金在接受剑桥大学卢卡逊数学讲座职位时以“理论物理学的终结是否已近在眼前”为题发表就职演讲，雄心勃勃地宣称，物理学家已经瞥见了一种“终极理论”的轮廓，该理论可以把所有自然规律都以一个单一的、优美的数学模型表示出来，“也许它将简洁到在一件T恤衫上就能打印出来”。在《时间简史》这本书中，霍金还宣称，今天的科学家们可能已经处在发现“终极理论”的边缘。
　　但现在，他认为，“终极理论”是不可能实现的：它在原则上要么永远无法完成，要么永远自相矛盾。
　　再往前回溯，2003年年初，由于“暗能量”的发现，宇宙被证明在加速膨胀，这使得霍金在《时间简史》中对宇宙未来可能的命运所做的三种预期都成了泡影——尽管这些理论并非霍金一个人提出，但他在书中暗示了引力在对抗宇宙的膨胀过程中最终会占上风，也就是宇宙最终会出现“大收缩”、时间倒流的结局。
　　现在，宇宙都呈现出在暗能量作用下加速膨胀，虽然科学家还不能断定它会一直加速下去，但霍金的预言目前看来已经破产。
　　更早的时候，霍金关于大爆炸起点问题的理论(量子宇宙学)就受到了挑战，该理论在20世纪70年代末、80年代初的时候引起了很多人的兴趣。然而现在，科学家已经认为它不太可能是正确的而纷纷放弃了对它的研究。
　　霍金仍然坚守着的只有最后两大理论堡垒：“奇点理论”和“霍金辐射理论”。
　　每个科学家在科学发展史上都只是一座桥梁
　　对于霍金对自己理论的一次放弃和一次否定，国内著名天文学者李竞认为，作为一个科学家，放弃或否定自己原来的理论是应该的，也是很正常的。霍金不失科学家的本色。
　　在霍金之前，修正错误的科学家不少。爱因斯坦就曾经为自己著名的“宇宙常数”错误而痛悔过。相对论诞生后，牛顿力学被发现在高速或者极小尺度的情况下是完全不正确的，但这些并不影响爱因斯坦和牛顿作为历史上的科学巨人的身份。
　　对于霍金的《时间简史》，中国天文学者李竞和物理学者蔡荣根都给予了极高的评价——即使书中的很多理论现在已经被认为是错误的。
　　“霍金在引导后人方面起到了巨大的作用，他把宇宙的神秘变成了宇宙的奥秘神秘是无法认识的，奥秘却是可以探测的。只要你努力去钻研，就能够得到人类所未知的宇宙蕴藏着的信息，并且被你解释，被你阐述，被你了解，被你掌握。”李竞说。
　　事实上，历史上伟大的天文学家，他们的原著没有一本能让今天的读者从头看到尾而找不到错误的。包括伽利略的伟大著作《两个世界的对话》，以今天的眼光来看，它的描述几乎是全错的。
　　“科学发展的结果就是这样：要么预言以后的发展，要么证实或推翻原来的观点。每个科学家在科学发展的历史上都只是一座桥梁。在通往真理的路上，他已经做出了很多贡献。他提出的思想哪怕在后来被证明全部是错误的，那也是对接近真理的过程做出的贡献。”蔡荣根说。[《新闻周刊》]

　　美国学者：霍金贡献了一个独特和重要的科学视角
　　“霍金贡献了一个独特和重要的科学视角”
　　——专访美国斯坦福大学雷纳德·萨斯金教授、美国加利福尼亚大学约瑟夫.掊钦斯基教授

　　雷纳德·萨斯金和约瑟夫·掊钦斯基都是美国权威的理论物理学家，他们和其他一些弦理论学家共同找到了显示黑洞真的保藏信息的强有力理论证据。可以说，正是因为他们的努力，才使霍金最终否定了自己坚持多年的黑洞理论。
　　新闻周刊：霍金宣告要修正甚至可以说是推翻他原来的黑洞理论。他的确是直到今天才“考虑清楚”了这个问题吗？
　　萨斯金：从1993年开始，我和其他一些专家用弦理论解释黑洞反射回所有掉进他们里面的信息，但霍金继续坚持他最初的观点。其他大多数理论物理学界的人也跟他持同样观点。但接下来,随着证据越来越充分,到2000年,学界已经有了普遍的共识,认为霍金是错误的。
　　霍金采取了一个立场，并且勇敢地捍卫它，直到对立的证据太强大不可抵挡之时才放弃。他的让步对科学而言并没有什么贡献，但是对这个问题给出了某种结论。
　　如果让我总结，我会说，霍金提出了一个非常好的问题，但是这个问题是留给别人去发现答案的。
　　新闻周刊：您认为，霍金4月份的“放弃”和现在的“自我推翻”，对于理论物理学、宇宙学的发展来说有何意义？对于霍金本人(包括他的个人声誉)和他以后的研究来说，又有何意义？
　　萨斯金：霍金的发言会有一些社会影响，但我怀疑它将有任何真正的科学影响。
　　约瑟夫：我认为他指出了一个重要的问题，但是没有把这个问题完全解决。他和其他人很可能会继续解决这个问题。如果好的话，这个问题将带引我们走向对量子引力学更彻底的理解。
　　新闻周刊：2003年，暗能量被发现，霍金曾经预言的三种宇宙未来发展可能途径均被否决。现在，他又站出来否决了先前自己的理论。随着科学的进一步发展，《时间简史》中霍金所预言的理论是不是会如现在一样更多地被推翻？
　　萨斯金：也许会，但这并不是用来反对他的理由。霍金是一个超乎寻常勇敢和大胆的物理学家，他从来不怕犯错。他所说的大部分话将被证明是正确的，这是很重要的。
　　约瑟夫：霍金是第一个去思考很多深刻的物理问题的人，如时间的开始的数学理论。既然这些问题这么难，第一个试图回答它们的努力也许是错误的就不奇怪了。但是霍金这些先锋之举，为科学研究开辟了新的问题。
　　《新闻周刊》：有人说，霍金还不足以跟他前面的大科学家相提并论的主要原因是：他的理论从来没有给出具体去验证其正确性的途径或方法。假如以后发现他的理论全都不正确或不完全正确，他还依然算得上是一个大科学家吗？未来，霍金在科技史上可能会被认为处在怎样一个位置？
　　萨斯金：霍金一直就是20世纪物理学最重要的贡献者之一。他的主要贡献将是他关于黑洞热动力和黑洞蒸发的著述。他和其他至少10位物理学家一道改变了我们对宇宙和时间的看法。
　　约瑟夫：霍金取得了许多将继续“存活”下去的重要发现，如黑洞辐射理论、奇点理论等。即使他最初的解决方案最后被证明是不正确的，他的做法依然是正确的，因为它指出了寻找新的物理规律的需求。
　　新闻周刊：有人说，有许多其他科学家和霍金有类似的想法,但是霍金之所以这样出名是因为他的残疾,你怎么看这个问题?
　　萨斯金：史蒂芬因为面对困难而表现出来的勇敢使它成为一个伟大的英雄。光是因为这一点，他就应该获得荣誉和声名。他也是和许多人一起为物理学做出贡献的杰出的人之一。
　　约瑟夫：我认为霍金应该在20世纪下半叶前十位最重要的理论物理学家之列。很难说得更确切，但是因为他对引力和宇宙结构的关注，就许多方面而言，他在这前十位物理学家中都是独一无二的。如果不是卢伽雷症，他也许并不会这么有名。但是我想，他成名还是由他的科学(贡献)和疾病共同促成的。
　　可以说，拥有不同天分和才干的众多人的贡献才推动了科学的进步，霍金贡献了一个独特和重要的科学视角。[《新闻周刊》]