科學家堵住了霍金黑洞理論的一個漏洞，他們再次成功地攪動了史蒂芬·霍金黑洞理論的潮水，黑洞理論遠沒有達到盡善盡美的程度，再次面臨了潮起潮涌的潮水沖擊?；艚鹗俏锢韺W潮水的“弄潮人”，幾十年來，世界各國的物理學家沒有停止黑洞物理學的探索步伐，試圖找到某種解開黑洞神秘性的方法，有些科學家否定黑洞天體的實在性，多數(shù)科學家相信，黑洞是宇宙中質(zhì)量巨大的怪異天體，令人陶醉而著迷的黑洞遠在人們的認知范圍之外，可以證明黑洞實在性的觀測數(shù)據(jù)越來越多。

密西根州立大學的克里斯·亞當米教授對解密黑洞饒有興趣，他沒有否定黑洞的實在性，而是挑戰(zhàn)了人們目前認為的黑洞的一個屬性。亞當米對黑洞的某些屬性進行了研究，從1975年到現(xiàn)在，物理學家沒有停止過對黑洞特性的探索，霍金的研究成果重新點燃了人們探究黑洞屬性的火種，但科學大家霍金卻多次出爾反爾，不斷為科學人士帶來令人匪夷所思的話題。2014年1月22日，霍金公開發(fā)表了一篇博文，他聲稱黑洞的事件視界并不存在，而“視界”是黑洞的引力作用范圍，這是一條不可見的邊界。

黑洞的一個最為顯著的特征是它們擁有令人難以想象的巨大引力，沒有什么運動的物體能夠逃脫黑洞的“引力視界”，甚至以光速運動的光子也不例外。多年以來，黑洞物理學的的權威人物霍金多次修改黑洞的物理理論，試圖找到能夠解開黑洞謎題的鑰匙，黑洞的謎題之一是在黑洞內(nèi)的信息發(fā)生了什么變化？幾十年來，黑洞物理學存在一個“迷失的信息”問題，物理學家爭議的焦點之一是如何保持黑洞的信息，他們難以判定黑洞內(nèi)的原子和亞原子粒子，不知黑洞的能量和標識黑洞特征的信息處在什么狀態(tài)或發(fā)生了怎樣的變化。

1975年，霍金發(fā)現(xiàn)了“黑洞不黑”的現(xiàn)象，不能按字面的含義簡單地理解黑洞，實際上，黑洞表面有一種尋常的光輻射，物理學家把黑洞輻射稱為“霍金輻射”。在霍金最初建立的理論架構中，黑洞通過輻射緩慢地消耗了自身能量，徹底的蒸發(fā)和消散是黑洞的最終命運。黑洞的物質(zhì)和能量緩慢地消失，內(nèi)部的信息隨之耗散。信息、任何的物質(zhì)和能量在跌入黑洞之后就會不可避免地消失，人們自然會問，“信息去哪兒了？”。

霍金的黑洞理論有一個根本性的難題，科學家稱之為“信息悖論”。亞當米現(xiàn)在“松了口氣”，他相信自己解決了黑洞的信息悖論難題。按照量子物理學原理的推論，信息不會夠消失，迷失的信息留在了某個地方。信息的迷失似乎是某種可怕的事情，每當黑洞吞噬了一個物質(zhì)粒子時，缺失了一個粒子的宇宙在信息上變得不可預測，宇宙信息的不完整構成了一幅令人難以置信的圖景。亞當米認為，在人們所知的物理定律中，不存在使得不可預測的事情發(fā)生的物理定律。

黑洞以強大無比的引力吸收了物質(zhì)和信息，它們消失在無影無蹤的黑暗世界，量子物理學嘗試解釋“信息去哪兒”的物理謎題？亞當米進行了深思熟慮的理論分析和數(shù)學計算，黑洞信息融入了受激發(fā)的輻射或蘊藏在霍金輻射之中，受激輻射的黑洞發(fā)出了光，看起來就不會那么黑，黑洞在受激輻射的過程中將吞噬的信息向外拋射。黑洞受激輻射的物理過程相當于普通物理學中從受激輻射產(chǎn)生的光波放大現(xiàn)象（LASERS），而受激輻射的物理過程好似復印機的工作原理，人們將文件材料放入復印機，從復印機的一端出來了幾乎完全相同的文件材料。同理，人們將某種信息丟進了“黑洞機器”，被黑洞吞噬的信息沒有消失，它們以“拷貝”信息的方式被拋出了黑洞之外。

1917年，愛因斯坦首先構想了黑洞信息的“拷貝原理”，缺失了黑洞的拷貝機制，物理學信息的一致性將會遇到難以克服的難題。有些科學家不會接受亞當米的理論分析結(jié)果，黑洞的受激輻射隱藏了遺失的信息，他的理論模型解決了所謂的黑洞信息悖論問題。亞利桑那州立大學的宇宙學家、天體生物學家和理論物理學家保羅·戴維斯評論說，克里斯·亞當米正確地解決了黑洞物理學的信息悖論性，有一點頗具諷刺意味，黑洞迷失的信息不是潛藏在某個“天不知，地不曉”的地方，而是存在于一個顯而易見的輻射中。著名的霍金黑洞輻射只是所謂的自發(fā)輻射的形式之一。

霍金輻射可能只是物理故事的一部分，受激輻射有多種的可能性，物理學家將受激輻射納入LASERS的總體概念，很多研究人員花費了大量時間，力圖修訂霍金輻射的理論，但他們沒有在顯而易見的地方發(fā)現(xiàn)黑洞遺失的信息，實際上，有少數(shù)科學家意識到了在霍金的計算中缺失了受激發(fā)輻射效應，但沒有解決黑洞的信息悖論難題，他們可能對量子通訊理論缺少深刻的洞察力。

量子通訊理論以量子的系統(tǒng)化方式分析了信息的相互作用，上個世紀90年代，亞當米是量子通訊理論的開拓者之一。亞當米長期致力于解決黑洞的信息悖論問題，在無數(shù)個夜晚，孜孜以求的他從睡夢中蘇醒，把自己的“夢中靈感”記錄在筆記本，厚實的筆記本密密麻麻地記錄了亞當米10年來的思考和數(shù)學計算的過程。時常思索黑洞“迷失的信息”問題，亞當米似乎成功地修正了霍金精彩絕倫的黑洞理論，堵住了黑洞理論的一個漏洞，“今夜得以入眠”，這是亞當米自我調(diào)侃的一句話。

現(xiàn)今的科學家在亞當米安心入睡時不會昏昏入睡或高枕無憂，他們考慮了亞當米“補丁理論”的證實性，他的理論是否解決了黑洞的信息悖論課題。在物理學和宇宙學的研究領域，令人疑惑的問題總是多于已知的答案，即使是已知的答案，其中也充滿了令人疑惑的謎題，需要以開放的科學心態(tài)對待持懷疑態(tài)度的科學人士。亞當米和南加州大學的格雷格·維爾·施特格共同合作，《經(jīng)典和量子引力》雜志發(fā)表了兩人的理論研究成果。

（編譯：2021-3-28）