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海外
像霍金那样努力打破“锁定”状态
 
文:佩斯领导力研究院创始人暨CEO/泰德·普林斯 编译:Yunfeng Liao
 
 

著名英国物理学家斯蒂芬·霍金于3月14日去世的消息震惊了世界。尽管他已有很多年不能走路,也无法正常讲话,晚年更是只能靠面部肌肉的动作来打字与外界交流,但仍在科学界和全球社会产生了持续的巨大影响。





与“锁定”的斗争


人们缅怀霍金的原因之一在于,他一直在不遗余力地向大众普及黑洞的科学知识。人们知道宇宙中存在黑洞的时间并不长,直到1971年科学家才首次找到黑洞。那时候,人们以为黑洞是一种非常罕见的天体,如今大家已经知道,黑洞并不罕见,甚至可以说很常见。至少每个星系的中心都有一个黑洞,还有一些独立于星系之外存在着。现在科学家又发现了一些类黑洞天体,它们与真正的黑洞大同小异。也有人分析说,地球上也存在一些微型黑洞,现在甚至能利用大型粒子加速器来人为地制造黑洞。


霍金之所以广为人知,一方面源于其对宇宙的深刻洞察,另一方面则是因为他在多年的瘫痪生活中展现出来的自强不息的精神。英语中有一个短语叫作“锁定”(locked-in),这个词被用来形容一个完全瘫痪的人。在过去,人们通常认为一点儿都不能动、不能说话、也没有明显的大脑活动的人既没有意识,也没有思想和感情。但最近取得的一些科研进展使人们认识到,许多外表看起来像植物人的人实际上是完全清醒的,但他们无法让外人知道这一点,这种处境真是莫大的悲哀。


霍金晚年的身体状态其实已经很接近“锁定”状态,但在医生和科学家的支持下,他能借助高科技的力量,调动起残存的一点点还能自主控制的肌肉来“说话”,这使其得以打破“锁定”状态,并取得了超出一般水平的科研成果并获得了世界级的影响力。


当年霍金刚开始研究黑洞时,黑洞理论的主流观点是:黑洞具有极大的引力,以至于任何物质都无法从中逃逸出来,甚至连光都不能,所以黑洞才是黑色的。但后来霍金的研究表明,事实并非如此。根据他的推想,在量子效应的作用下,会有一些粒子从黑洞中辐射出来。他在1974年作出的这个预言,被称为“霍金辐射”,经过30多年的研究,人们已经从理论上接受了这个假说,但至今尚没有机会通过实验加以验证。霍金辐射理论结合了广义相对论、量子力学和热力学理论,是理论物理学的一个重要发现,而在我看来,它还有一些特殊的意义,这与霍金的健康状况有关。



2007年4月26日,霍金在大西洋上空体验了失重飞行,他也成为首位体验失重飞行的残疾人



霍金的思想黑洞


我有个问题:黑洞里面是什么样子?这连物理学家都说不清。谈到黑洞,他们可以给你讲解史瓦西半径、事件视界、霍金辐射等概念,但如果你直接问他们黑洞的内部到底发生着些什么事,他们就说不出来了。部分原因在于,他们和我们一样,并没有掌握最基本的黑洞运行规律。当信息被吸入黑洞后,它是将遵照能量守恒定律留在里面,还是彻底湮灭呢?最初霍金认为信息会消失得无影无踪,但他后来修正了自己的观点,认为会有足够的信息留下来,其中的一部分信息将以霍金辐射的形式离开黑洞。但完美真相如何,目前仍悬而未决。


人类对黑洞的不了解倒是让我们有了脑洞大开的机会,没人知道黑洞里面有什么,那我就此展开一些“瞎想”他们也没办法证明我说的是错的。我喜欢吃巧克力,所以我可以猜想黑洞里有一家规模超级大的巧克力工厂,也可能是外星人为了宇宙可持续发展而开设的怪兽保护区,还有可能是外星人为防备人类进军外太空而开辟的军事演习靶场……为什么不可能呢?


黑洞是非常巨大的天体,已经有天文学家发现了一个质量相当于170亿个太阳的黑洞。质量如此巨大,那里面必定有很多物质,虽然我们还不知道具体是些什么。你可能会说,这么大质量的黑洞密度一定极高,那几乎表明黑洞是一个实心的天体。也许是这样的,但科学家的研究发现,黑洞的密度与其体积是相关的,所以我们的猜测仍有回旋的余地。


目前关于黑洞理论的争论,主要包括“黑洞本身是否可能是一个奇点”“进入黑洞的信息是否能保留住”“黑洞是不是通向另一个宇宙的虫洞”等等,但还没有一种解释得到了完全的验证。对于我这样一个喜欢打破砂锅问到底的人来说,依然想知道黑洞里面到底有什么。


我们不妨假设黑洞中存在一种超致密的新物质,它们由我们此前从不了解的粒子和能量构成,一直以对流的形态在黑洞中运动。因为黑洞中的温度极低,所以也没法用我们已知的一些星体的情况来进行类比研究。黑洞中的新物质和能量会形成一些宏观结构,它们就像地球上的石头或其他非生命体一样,成为构成黑洞的“建材”。黑洞中的这些物质对流已经存在了几十亿年,我们完全可以假设它已经形成了某种自组织(self-organization)。自组织通常会超越物质的基本构成,形成结构更为复杂的东西,黑洞中的自组织也如是。黑洞中的物质聚集在一起,可以生成更复杂的事物,而且也很可能存在某种我们无法想象的宏观结构。在很多人看来,即便是最庞大、最复杂的宏观结构,它也是一个非生命体,但说不定它最终能形成超越三维空间的更高维度的形状和结构。


那么,在长期有规律地运动的过程中,黑洞中的这种自组织是否能演进出生命或类生命形态呢?是否会形成某种形态的意识呢?英国天文学家弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle)在其科幻小说名作《黑云压境》中描绘了一种以星云形式存在的智慧生命体,或许黑洞中的宏观结构真的能进化出这样一种既聪明又有意识的非有机体生命体?或许我们一直没有发现这种生命体,正是因为它无法克服巨大引力离开黑洞?如果是这样,那黑洞中的生命体也相当于处于“锁定”状态——它确实在里面生存着,但我们得不到任何与之有关的消息。


霍金辐射理论认为,黑洞的“锁定”状态并不是100%的,在量子效应的作用下,有少量信息能够逃出黑洞引力场散逸到宇宙中。如果黑洞中确实存在超智能生命体,那这些传递出来的信息可能就是其思想火花的一部分。


传统的黑洞理论认为,黑洞是一种非常简单的天体,用质量、角动量(旋转速度)和携带的电荷这三个元素即可完全定义,但后来包括霍金辐射理论在内的研究表明,黑洞的特征并不仅限于这三个元素,所有额外的特征元素被科学家统称为黑洞的“头发”。那么,即便黑洞处于“锁定”状态,它仍可能借助“头发”与外界通讯,甚至各个黑洞之间也可以通过“头发”来交流。霍金辐射理论即谈到了黑洞之间通过“头发”来交换信息的问题,这巩固了霍金的早期学术声誉。


说到这里,我们不妨重新审视黑洞与霍金之间的关联。我在本文开头说过,霍金在去世前的几年里已经处于近乎“锁定”的状态,他的大脑可能一直在正常工作,在不停地思考问题,但是他没办法有效率地把思考的结果传递到外界,这相当于霍金的思维被困在了由其肉体形成的黑洞里。我们不妨再猜想一下,霍金之所以投入黑洞研究,是不是因为他觉得自己与黑洞“同病相怜”,都处于某种程度的“锁定”状态中呢?最终他可能意识到,整个宇宙中与他的状态最接近的那个“人”竟然是黑洞。


我们不禁还要猜测,霍金之所以能想到黑洞之间可能试图通过“头发”来互相沟通,是不是因为他自己正是这样做的?他通过电脑向外界传递出的信息,实际上只占他想发表的观点的一小部分,还有更多的思考结果他无法让公众获知。从这一点而言,霍金能够体会到黑洞的“挫败感”。但反过来说,能传递出一些信息总比一点儿都没有强。


如果说霍金表达出来的观点只占他全部思想成果的一小部分,我们还可以猜测一下,有哪些可能是他想到了但没有表达出来的观点。


实际上,人们通常把黑洞视为散布在各个星系间的一些“点缀物”,而星系是宇宙中的主体。但我们知道,一个黑洞的质量可能大于一个星系的质量,那实际情况有没有可能与人们的一般认知正好相反?也就是说,黑洞才是组成宇宙的主体,星系只是散布在各个黑洞之间的点缀?也许宇宙存在的意义是为黑洞的存在和发展提供条件,星系之间分布的暗物质和能量只是黑洞中的超智能生命体之间互相通讯的传输介质?所以,是不是有一个人类无法感知到的由众多黑洞构成的宇宙“社会”在生机盎然地存在和发展着?会不会黑洞们才是宇宙这个巨大生态系统中真正的玩家,而我们只是微不足道的配角,“他们”是否也拥有一个相当于超高级版本Facebook的社交网络?


也许这些问题霍金都想过,而且他想的比这更多,但是他很难在有限的时间里把所有真知灼见都透过“锁定”状态传递出来。无论对他自己还是对我们来说,这都是巨大的损失。


可能在有些人看来,我谈到的这些畅想多半是发烧时说的胡话,那些推测都是无中生有,简直就是在借霍金去世的这个时间点蹭热度。但实际上,霍金可能真的想过这些问题啊。再者说,霍金有没有想过这些问题也不重要,因为我们从他那里得到的收获远远不止黑洞研究成果本身,我们更应该思考的是,如何利用这些成果最大程度地造福人类,其中当然也包括你和我。




霍金在演讲中讲解霍金辐射理论




让我们的人生远离黑洞


对一个黑洞来说,如何才能摆脱那种难以为人所知的黑暗命运呢?根本的出路就在于成为一颗明星,一颗能发光的恒星。我不知道黑洞是否还有成为恒星的机会,但霍金确实是这样做的。恒星能够驱散黑暗,照亮其他事物,霍金这颗明星同样如此,他为我们照亮了黑洞。


霍金的生活内容呈现出一种很有趣的两极化特征:在研究黑洞的工作中,他表现得就像黑洞本身,导致我们难以获知他的全部研究成果。这正如他在名著《时间简史》中所说的,他的大脑就像一个黑洞,吸收了大量信息,但是很难反馈出来;但是在日常生活中,他更像一颗会发光的恒星,他是那种少有的明星科学家,不但为大众照亮了黑洞,也照亮了时间。令人惊讶的是,这样一个无法用自然语音与外界交流的人却经常发表演讲,而且涉及黑洞、外星人、时间、战争与和平、可持续性发展、人类的未来等广泛议题。他用生活实践弥补了由健康缺失造成的遗憾,会在每次演讲中与大家分享自己的新见解,并用自己的明星魅力让沟通障碍造成的局限显得微不足道。


那么,一个躯体完全健康的人,有被“锁定”的可能吗?当然有。他可能存在表达障碍,不能顺畅地与他人分享自己的所思所想,此外,抑郁症等也都属于不同程度的心灵锁定。此类精神健康方面的问题在现代社会中越来越多见,已经成为我们必须加以重视和尽力解决的重要问题。


霍金对人类的一大贡献在于,他促使我们去思考如何看待“锁定”状态。他本人和黑洞一样,都处于某种锁定状态中,这是事实;他凭借明星科学家的身份,尽其所能向外界传递了更多的信息,这也是事实。霍金辐射是信息逃离黑洞的一个方法,这是霍金天才的发现,而他自己想方设法与外界沟通的努力,让他摆脱了彻底受困的命运,这堪称他个人的霍金辐射。信息(或者说人的思想)的一个特点是,无论它处于什么状态下,总要想法设法地把自己传播出去。霍金努力做到了这一点,同时他也发现了黑洞在这方面是如何做的。黑洞想借助霍金辐射向外界传达什么信息呢?如果有一天我们能够破解这些信息的含义,或许就能在暗物质、暗能量、引力波等研究领域取得重大突破了,还可能为人类实现深空旅行打下重要的基础。


人类的潜能是极大的,我们凭借自己不过三磅重的大脑,已经绘制出了向全天延展出140亿光年之遥的三维宇宙地图;而一个不能自主动作也不能开口说话的人,一直在努力破解黑洞之间的通讯秘密。这不禁让我感慨,无论一个人多么渺小和贫穷,或者多么富有和强大,都不要辜负生而为人、富有智慧的这份幸运。


感谢霍金启发我们打开头脑去思考这些问题,去天马行空地思考与宇宙有关的问题。这些思考不但有助于人类走出地球,也有助于人类解决自己的精神健康问题,让我们有机会更大限度地摆脱不自由的锁定状态。

 
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