走进不科学 第1409章

　　“黑洞的存在本身尚且如此，就更别说它内部的物理状态了。”

　　“除非你能给我一个它内部存在新物理的证据，否则我个人对于这个项目持保留意见。”

　　徐云手指笃笃的在桌上敲了几下：

　　“理论上的证据？还是要实际的现象？”

　　杨振宁的语气依旧古井无波：

　　“当然是前者足矣，后者你要是能拿的出来，我真就要怀疑你是外星驴成精了。”

　　如今黑洞的迹象物理学界都没发现几样呢，如果想要叫徐云给出现象上的证据，那这显然有些强人所难了。

　　况且在杨振宁看来。

　　即便只是理论上的证据，徐云恐怕也拿不出来多少。

　　毕竟这可和元强子模型不一样，元强子模型再怎么样超脱这个时代，也终究是依靠加速器的实验报告来构建的框架。

　　黑洞这玩意儿如今八字没一撇，光靠数学和逻辑推导想要得出一些价值一般的成果不难，但颠覆性的成果就几乎没啥可能了。

　　然而令杨振宁有些意外的是，过了片刻，徐云的声音却幽幽从对面传了过来：

　　“杨先生，不瞒您说，这个证据……我还真拿得出来。”

　　杨振宁顿时一怔，下意识道：

　　“什么证据？”

　　徐云又沉默一会儿：

　　“比如说……黑洞这个系统之内……有熵存在。”

　　熵？

　　由于这年头电话信号不太好的缘故，杨振宁听到这个词的第一时间，并没有意识到徐云所指的是什么。

　　但紧接着。

　　哗啦——

　　杨振宁整个便猛然从座位上站了起来，震惊的声音之大连外头的陆光达都有所感知：

　　“你说什么？黑洞有熵？？！！”

　　徐云笃定的点了点头，接着又给自己话增加了几份重量：

　　“准确来说，黑洞熵正比于黑洞的表面积。”

　　十多秒钟后。

　　从震惊中回过神的杨振宁想要平复一下情绪，却发现自己的脸颊都在微微颤抖：

　　“……”

　　实话实说。

　　如果不是徐云此前展露出了很强的物理学功底，加之还有兔子官方为这通电话背书，这时候杨振宁估摸着都快掀桌了。

　　黑洞有熵？

　　这怎么可能？

　　熵。

　　这是一个热力学的概念，但在历史的发展中，各种因素造就了它非常丰富的内涵，进入了很多学科的视野。

　　这个概念从定义上解释起来非常复杂，涉及到了香农、克劳修斯、玻尔兹曼等等，还包括了热力熵、信息熵、化学熵等等……

　　但其实它也可以解释的很通俗：

　　简单来说，熵代表了物质混乱程度。

　　有卧室的同学应该都知道。

　　在保持有人生活的情况下，自己的卧室要是不去收拾它，就会变得越来越混乱。

　　最开始可能是衣服变得杂乱，接着是书本、智障、笔、数据线、快递箱开始出现在各个位置，最终变成一个狗窝。

　　这里屋子混乱的定义就是熵，混乱程度越高，熵就越高，也就是所谓的熵增。

　　熵减则是指在一个封闭系统中，系统的熵值随着时间的推移而减少——这在正常情况下是不可能的，除非你人工干预性的对你的卧室进行整理，否则房子它自己无法自洁。

　　简洁明了.JPG。

　　熵增概念同样在宇宙角度成立，物理学界公认宇宙的熵一直在增加，因为行星不停在变化：

　　有的星球彼此相撞碎裂成小块，有的星球寿命终止变成了红巨星等等。

　　但是……

　　对于黑洞这玩意儿，很多学者的看法就不一样了：

　　他们认为黑洞是不存在熵的。

　　因为根据上面打扫屋子的举例，再复杂的东西被黑洞吞下去后“状态”都会变得简单，那么理论上来说这属于熵减的情况。

　　可是熵减在独立系统中是不允许出现的情况，因此黑洞只能是【万无】状态——没有生命，没有光，没有熵。

　　也就是所谓的幺正性原理。

　　结果没想的是……

　　徐云张口不但说黑洞有熵，而且居然还说黑洞熵正比于它的表面积？

　　要知道。

　　黑洞的表面积是不停在增大的，如果黑洞熵正比于表面积，那么岂不是说黑洞系统是熵增状态？

　　想到这里。

　　杨振宁忍不住再次深吸了一口气，强忍着驳斥异端的冲动，对徐云问道：

　　“小徐，口说无凭，你的证据呢？”

　　徐云抬头看了眼墙上的时间，不知不觉自己和杨振宁的聊天已经持续一个小时了：

　　“杨先生，首先我们要明确一点，参数化一个黑洞，理论上来说只需要三个量。”

　　“也就是质量M，电荷Q和角动量J，这个没问题吧？”

　　杨振宁点了点头：

　　“嗯。”

　　早先提及过。

　　爱因斯坦场方程有个最早同时也是最有名的特解，叫做史瓦西解。

　　这个解所描述的物体就是黑洞，其中黑洞的视距界限就是所谓的史瓦西半径，因此有部分黑洞也叫作史瓦西黑洞。

　　史瓦西黑洞是静止的球对称黑洞，只有一个参数，即质量M，也是模型上最简单黑洞。

　　接着在史瓦西黑洞的基础上，物理学家推导出了旋转的黑洞，也就是克尔－纽曼黑洞。

　　它是Q=0的克尔黑洞的推广，也是整个宇宙中最普遍的一种黑洞。

　　根据克尔－纽曼线元显示，描述黑洞只需要质量M，电荷Q和角动量J就行了。

　　接着徐云静心听了听话筒对面的动静，很快，电话对头传来了一道‘嗒吧’声。

　　这是杨振宁将笔放到桌面上的声音，代表着杨振宁已经写好了算式。

　　于是徐云很快便又说道：

　　“在这个基础上，当年罗伯特·杰勒西提出了一个驳斥广义第二定律的思想实验。”

　　“也就是将一个物体缓慢的挪到黑洞视界处，并把它扔进了黑洞里头。”

　　“这时可以发现，黑洞的熵并没有增加，而物质的熵减小了，因此广义熵在这一过程中是降低的。”

　　杨振宁点了点头，这是一个非常有名的思想实验。

　　随后徐云深吸一口气，继续说道：

　　“但实际上呢，由于物体有厚度……为了方便举例，这里就假设用一个球做实验好了。”

　　“对于一个球形物体，因为它具有有限的半径R，实际上我们不可能把它降低到黑洞视界才能扔进去——在视界上方R（固有距离）的时候就截止了。”

　　“这时黑洞熵会增加一些，而物质的熵会消失，从而保证广义第二定律的成立。”

　　杨振宁顿时虚起了眼，这倒是个挺新奇的角度。

　　接着不等杨振宁细思，徐云又开口了：

　　“那么杨先生，如果这个过程不是一个球和一个黑洞，而是……”

　　“两个黑洞同时合并呢？”

　　“黑洞合并？”

　　杨振宁下意识看向了自己最初在纸上画的那个代表着黑洞的【O】，目光焦距迷失了片刻，紧接着便呼吸一滞，飞快拿起笔书写了起来。

　　“一般稳态黑洞满足dM=κ8πGdA＋ΩdJ＋ΦdQ……”

　　“如果假设黑洞与黑洞合并，那么由球例子可知dA/dt≥0，同时引入角动量……”

　　听到杨振宁计算中的自言自语，徐云的脸上亦是忍不住浮现出了些许感慨。

　　黑洞。

　　这是一个物理学史上非常特殊的话题。

　　它的特殊性不仅在于它的现象性质，还在于它的时间跨度。

　　上头提及过。

　　它的概念早在1783年就被提出来了，那时候小麦他爹都还是个受精卵呢……

　　但直到19世纪的第二个十年，物理学界才在数学上对它有了一定了解。

　　然而这仅仅还是个开始。

　　按照历史发展。

　　从1920年开始，物理学界对黑洞的研究还会停滞整整五十年，直到1970年前后才会出现关键性的突破。

　　这个突破便是霍金提出的黑洞面积定律，以及雅各布·贝肯斯坦根据霍金定律提出的贝肯斯坦极限，也就是贝肯斯坦－霍金熵。