霍金用一顆明亮的心在黑洞來去自如

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文／呂學錦（國立交通大學榮譽教授）

請回憶一下，自己在什麼時候第一次接觸有關宇宙的常識，好奇地提出什麼問題？

十九世紀末，一位十六歲的少年心裡想著，如果乘光而去，我看到的世界會是什麼模樣？少年自己回答這個問題，愛因斯坦在1905發表狹義相對論，十年後他更進一步發表廣義相對論。

約莫四十年後，一位中學生跟好朋友討論最多的是關於宇宙的起源，這是他的夢想的起點。有夢最美。十年後夢想成真，1965年23歲的霍金和潘若斯證明宇宙必須有個起點。霍金如是說：「如果愛因斯坦的廣義相對論是正確的，那麼宇宙就必須有個起點，⋯」*。
(* 本文中引號內的內容皆引用《霍金大見解》之文句；除非另有註明出處。)

「這個起點是整個宇宙內所有的東西全部擠在一起，是一個密度無限大的時空奇異點。」這一點真的不可思議，「愛因斯坦的廣義相對論，在這一點上派不上用埸。因此，沒有人可以用廣義相對論來預測宇宙創生的過程。看起來，宇宙的起源的確是超出了科學的視野。」

宇宙誕生自一個奇異點，亦即大霹靂，或稱大暴脹，先得到宇宙微波背景輻射觀測資料的佐證；至於「對於暴脹期的理解，其中包含了所有重要的密度漲落，也就是日後銀河系與我們之所以存在的成因。這個最終的答案，是我與幾位科學家一起得出的結論。十年之後，COBE(宇宙背景探測者)衛星才於1993年，觀測到微波天空的漲落分布。這回，理論的預測領先了實驗的觀測。」

霍金告訴我們星系與恆星如何自暴脹過程中，因為宇宙在有些區域的密度略高於其他區域，而產生重力吸引，減緩了該區域的擴張，最終導致崩陷而形成。

雖然筆者非物理學家，讀到霍金如此解說，似乎懂了眾星形成的原委。對照於《楞嚴經》富樓那問訊「⋯清淨本然，云何忽生，山河大地，諸有為相，次第遷流，⋯」釋迦牟尼佛回答的精闢內容，只能說自己秉性愚鈍，以致於未能體解真實義！感謝霍金為佛言註釋。

如此超凡的宇宙洞見和分析能力，究竟是怎麼回事？為《霍金大見解》寫開場白的索恩，在《史蒂芬‧霍金》傳記中告訴我們「他發展出非常少見的能力，能熟練操作種種心像，好比物體，曲線，表面和形狀，而且不只採用三個維度，還在時空四維中運作。」最經典的事例是『「1970年11月某晚，我一邊準備就寢，一邊開始思索黑洞。由於我有身障問題，這個過程也就相當緩慢，因此我有很多時間。」就在這段時間內，霍金在腦中產生他事業生涯最重要的發現之一，而且那時他已經躺在床上。⋯』(傳記中著名的床邊故事)。

黑洞，霍金的掌上明珠。如果黑洞是孫悟空，那麼霍金就是如來佛。「有一天，霍金的心裡出現一個非常激進的想法：在黑洞停止自旋之後，它仍然能發射出粒子。黑洞可以輻射。」他很幽默地說，黑洞是熱的。多熱？ 0.00000006K絕對溫度，是霍金計算黑洞的溫度，稱為霍金溫度。霍金輻射和霍金溫度「這兩個觀念讓我們瞭解到廣義相對論(黑洞)，熱力學(溫度與輻射的物理)，與量子物理(粒子如何無中生有的過程)之間的深沈連結。例如，透過這三門物理學，霍金證明黑洞具有熵。⋯推論出：黑洞的熵值正比於黑洞的表面積。」

一顆明亮的心，把黑洞搞的清楚明白！他的心靈自如來去黑洞！

霍金很謙卑地說，「我覺得自己很榮幸可以發現它。」

這本書充滿了如此這般的智慧，處處揚溢著自信與樂觀，絲毫嗅不到任何身障的味道。他的宏觀遍及宇宙，他的微觀細至普朗克長度(1.616199x10-35公尺)。他思考解決人類永續生存問題的計畫，需時長達數百年！

大哉問？ 我們得學習霍金面對它、處理它的自信與勇氣；當然，還要有他的智慧。

【書籍資訊】
《霍金大見解》