霍金打赌

霍金(Stephen William Hawking,1942-2018),是继爱因斯坦之后最伟大的理论物理学家,被誉为“宇宙之王”。霍金通过数学演算,证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型,在统一20世纪物理学的两大基础理论,即爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。由于杰出的贡献,霍金一生获奖无数。2015年,霍金启动了人类历史上规模最大的外星智慧生命的搜索行动,该计划将历时十年,耗资一亿美元,也许将对人类前途产生巨大影响。

霍金出生在1月8日,那一天正好是意大利大科学家伽利略逝世300周年。霍金出生两年后的1月8日,意大利的独裁者墨索里尼被判处绞刑,而中国的大人物周恩来的忌日也是1月8日。霍金去世的3月14日,这一天是世界圆周率日,3.14嘛,这对于大数学家霍金来说颇有意味。这一天还是另外两位犹太伟人马克思的忌日和爱因斯坦的生日,更巧的是,爱因斯坦活了76岁,霍金也活了76岁。有点讲究吗?老芦认为,这纯属巧合,与生死轮回,生辰八字都毫无关系。上月霍金仙逝,全世界都在纪念这位不世出的伟人。老芦对宇宙学和理论物理一窍不通,更无资格评价大师的学术贡献,这里只想不合时宜地八卦八卦霍金的打赌和预言的事,就算是花边新闻吧。

霍金爱打赌,是尽人皆知的事实,他甚至有个打赌狂人的绰号。注意,打赌不是赌博,虽然都有输赢,但本质上是不同的。打赌是一种基于理性思考的争辩,赌注不大,无伤大雅,有点调侃和幽默的成份。而赌博则是以金钱为目的,盲目地撞大运,搞不好往往闹得家破人亡。他17岁那年进入牛津大学,但却是个吊二郎当的“问题学生”。三年中,他每天学习的时间不到一小时,其余时间大都沉浸在瓦格纳的音乐中。虽然他不大用功,成绩却不错,徘徊在A和B之间。有一天,他与教官打赌说,如果他最后拿到A,他将到剑桥攻读博士,如果拿到B,就在牛津继续混。结果霍金赌赢了,23岁就成为剑桥宇宙学的博士,成为宇宙学界的一颗新星。

在宇宙科学史上,几位著名的科学家大咖之间有过五次有名的打赌,被人们传为美谈。除了第一次,霍金参加了后来的四次打赌,可惜一次都没赢,兹分述如下:

第一次是钱德拉塞卡( Subrahmanyan Chandrasekhar,1910-1995 )和索恩(Kip Throne,1940-)关于旋转黑洞的稳定性问题打的赌。结果是索恩赢了。钱德拉塞卡履约,自掏腰包为索恩订阅了《听众》杂志。据说原来的赌约上写的是订《花花公子》杂志,因为索恩太太的抗议才改为《听众》。这两位打赌者都是诺贝尔物理奖的得主,钱德拉以发现钱德拉塞卡极限等重大贡献于1983年获奖;索恩因在发现引力波中的杰出贡献于2017年获奖。

第二次打赌是1975年,关于天蝎座X-1(X指X射线源,1代表天蝎座中最亮的星)是否包含黑洞打赌。霍金说没有黑洞,后来的证据显示,有95%的可能有个黑洞。虽然还有5%的胜算,霍金坦然认输,掏钱为索恩订阅了1年的《阁楼》杂志。《阁楼》是个以男性为读者的色情杂志,索恩的老婆为此大发雷霆。她认为应该订一份供女性阅读的色情杂志。

第三次打赌是在1991年,霍金又与老朋友索恩和普雷斯基尔(John Preskill,1953-)赌上了。这位普雷斯基尔是加州理工学院教授,著名的量子力学大师。这次赌的是黑洞里的裸奇点是否存在。霍金认为黑洞里光子无法逃逸到视界之外,黑洞的内部无法观察,裸奇点并不存在,而索恩和普雷斯吉尔却认为,可见的裸奇点可能存在。1997年,不列颠哥伦比亚大学的马特 乔普图克(Matt Choptuik)通过数值模拟发现,在某种特定的初始条件下,裸奇点能够形成。于是,霍金又输了,给索恩和普雷斯吉尔每人买了件体恤,上面印着裸体的美女像。

第四次打赌是在1997年,就在霍金输掉上裸奇点打赌的第二天,霍金再次PK普雷斯基尔,黑洞是否会摧毁它们吞噬的一切信息?霍金在1975年提出的黑洞蒸发理论,即通常所说的“霍金辐射”。如果将量子理论也计算进去,霍金发现黑洞并不是完全“黑”:它会向视界外辐射光子和少量带质量粒子,黑洞的质量随之逐渐变小,蒸发速度越来越快,最终灭亡。霍金认为黑洞的蒸发不同于常规的物理学过程,不会将信息带出黑洞。普雷斯吉尔则坚信在量子力学机制下,信息不会消失,而总是能以某种微妙的形式释放出来。这次的赌注是,“赢家从输者那里拿到一本他想要的百科全书,从而自由获取他想要的信息。”
2004年7月,在都柏林举行的国际广义相对论和引力大会上,霍金当众作了一份关于信息不会被黑洞毁灭的报告,通过复杂的拓扑计算推翻了他近30年来的判断。霍金又输了,他向普雷斯吉尔送上一本2688页、重达7公斤的棒球百科全书,里面记录了16000名职业棒球运动员的生涯。普雷斯吉尔是个棒球发烧友,对这个礼物很满意。

第五次,也是霍金最后一次打赌的对象是英国著名粒子物理学家彼得 希格斯(Peter Higgs,1929-)和密西根大学的戈登 凯恩(Gordon Kane1937-)。2002年,霍金声称,希格斯预言的“上帝粒子”永远不会被发现。希格斯批评了霍金的研究,指责霍金“作为名人,享有其他科学家没有的长期公信力”。然而十年后的2012年,欧洲核子中心通过大型强子对撞机发现了希格斯玻色子,完成了粒子物理标准模型的最后一块拼图。希格斯也由此获得2013年的诺贝尔物理学奖。霍金再次输了,赶紧给希格斯和凯恩各送上100美元的赌注。

顺便说一下,打赌中屡胜霍金的索恩也是个好赌之徒。1978年,索恩与意大利物理学家布鲁诺 玻耳托蒂(Bruno Bertotti)打赌,声称在10年之内人们就能够探测到引力波。然而事情并不像索恩所想象的那么容易,到了1992年,他“沮丧而遗憾地认输了”,而玻耳托蒂“也遗憾地接受了”索恩的认输。然而,2015年,科学家们终于探测到了引力波。2017年,索恩被授予诺贝尔物理奖。但是他的赌还是打输了,因为人们没有在10年之内,而是在37年后才探测到引力波。

今天,霍金已经作古,不可能再与人打赌了。但是他长眠在牛顿和达尔文的身旁,也许他现在正在与牛顿面红耳赤地打赌:你说说看,这地球的自转到底是上帝踹了一脚,还是受了黑洞或者白洞的吸引?

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