为什么研究黑洞这么重要？黑洞到底隐藏了什么秘密？

或者说，单粒子的重力+统计物理=多粒子系统的压强.结论：最好不说“大气系统的压强不完全是单个粒子的重力之和”之类。因为宇宙中这些粒子的生成与共振有着如此密切的关系，所以粒子物理学家经常把粒子称为“共振体”。断开开关s，粒子将向下运动答案b解析穿过线圈的磁通量垂直纸面向里增加，由楞次定律可知，平行板电容器的上极板电势高，下极板电势低，板间存在向下的电场，粒子受到竖直向下的重力而静止，因此粒子受到的电场力方向向上，电场力方向与场强方向相反，粒子带负电，故a错误。

再结合万有引力的理论，就会引发一些人的思考了，比如说当时的法国物理学家皮埃尔·拉普拉斯和一位英格兰的牧师几乎不约而同地有了一个想法：会不会存在一种大质量，大密度的恒星，它的引力太大，就连光都没法逃脱呢？要是这样的话，那这个恒星不就是全黑的，完全看不见了吗？这就是人类对于黑洞这种天体最早的一种想象。

一般来说,飞进地球引力圈的小天体,包括月球在内受到最大的力就是地球引力.然而,仅有地球引力,俘获后的小天体轨道未呈椭圆形.地球引力加上太阳引力之后,使小天体轨道有了改变.在地球和太阳引力作用下,进入地球引力圈内的小天体的轨道也不完全是椭圆形的,而且飞行若干周之后必然脱离引力圈跑掉,不可能留在卫星轨道上.。行星俘获小天体是行星演化进程中的一种普遍现象,不仅地球这样,太阳系其他行星也有这种现象.不少行星都各有自己的卫星,就是最好的说明.地球在形成过程中,曾有许多小天体飞到引力圈内来,其中一部分小天体直接与地球相撞,其余大部分在绕地球飞行期间,因原始大气强大阻力使轨道半径变小,最后终于落到原始地球上来.地球是在不断“吞掉”这些飞来的小天体当中成长起来的.。这是介于巨行星和恒星之间的天体，俗称“失败的恒星”，它的质量介于木星的13~80倍，也就是大于13倍木星而小于0.08倍太阳，在这个阶段它能通过引力势能的转化发光发热，也可引发简单的元素聚变（和人类制造的氢弹一个原理）但能量极低，只有大于0.08倍太阳质量才能点燃氢聚变，而只有大于0.5倍太阳质量才能进入主序星阶段并最终有能力坍缩成白矮星，白矮星是中小质量的恒星在“燃料”用完，死亡后遗留下的恒星核，因温度较高，故称做白矮星，白矮星逐渐冷却，成为看不见的黑矮星）。

但是再重一些，假如一颗恒星的质量达到了太阳的五倍，当它燃料耗尽开始坍缩的时候，它就会形成一个密度无穷大，有很强破坏性力量的点，我们称为奇点，就连光都没办法逃出它的引力场。这样的一种天体，我们以前叫它暗星，现在叫它黑洞。黑洞的原理是什么

在宇宙中，很多黑洞都是由坍塌的恒星形成的，这就是我们这本书主要探讨的对象。

我们说连光都没法逃出黑洞的引力场，但黑洞这种强大的引力也是有界限的。任何物质，只要接近黑洞的奇点到了某一个距离之内，那它就再也不能逃离了。如果我们拿这个距离当半径，就能以奇点为球心画出一个球来，这个球面就叫做黑洞的视界。

这个视界就把宇宙分成了两个部分，在视界内部的光线永远都没法逃出来，因为越过这个界限的光线就相当于被黑洞所吸收，再也出不来了，你也就不可能看到它了。比如说在我们银河系的中心就有一个超大型黑洞，它的视界半径达到了1000万英里，这么一个巨大的黑洞依靠自己的引力把整个银河系的物质都维系在一起。

就是因为黑洞有这样的性质，所以这本书里边的三个主角，也因此引发了黑洞战争。黑洞的原理是什么其中最重要的原因就在于黑洞它是一个宏观物体，同时它又具有很多量子特性。这句话是什么意思呢？

目前现代物理学有两大支柱理论，一个是广义相对论，它主要描述的是宏观的物体，时空和物质之间的相互作用；另一个是量子理论，它描述的是微观世界的运动规律。在平时的物理学研究里，这两种理论互不干涉。但我们想要让物理学继续发展，就必须把这两个理论结合在一起。

想要让它们融合，就必须找到一种既是宏观又是微观的东西。听起来挺矛盾的，而黑洞这种天体，恰好同时具有宏观物体的形态和微观量子理论的一些特性，可以说，两种理论在这种天体上交汇了。

在这种情况下，我们就看出研究黑洞的意义了。两种理论在黑洞上都适用，那么我们理解了黑洞，就有可能可以找到一条融合两种基本理论的方法。当然了，目前我们只能在理论上进行研究。

霍金在1981年对其他两个人发起了进攻，萨斯坎德形容说，这就像“一场奇袭”。霍金的观点很明确，他认为在这种情况下就应该抛弃量子力学，因为它和广义相对论有很多无法调和的矛盾，这就说明量子力学一定是有错误的。

他为什么这么说呢？

相对论的研究对象和适用范围是那些大尺度,高速度的宏观物体.爱因斯坦的相对论分为两个阶段,第一个阶段叫狭义相对论,他研究的是物体在惯性系中(也就是我们初中,高中物理中的理想状态)的高速运动状态,第二个阶段叫广义相对论,主要是研究物体在非惯性系(也就是万有引力场)中的运动状态.相对论的推导过程相当复杂,是个超级的数学推导过程,需要相当高的数学工具才可以理解,所以在研究广义相对论的时候爱因斯坦本人也遇到了困难,找了他一个朋友,当时的一位数学家帮他的忙才得到的结论,据说到目前为止全世界能真正理解相对论的原由的人也不到100人.。外部是史瓦西几何片,但还不能由此得出“开放”宇宙的结论,在时间上和空间上都是有限的,广义相对论是不完整的,半径为400亿光年的黑洞的平均密度(黑洞的平均密度是随其半径的增大而减小的)。人类探测不到的东西有宇宙的黑洞.光是一种粒子,广义相对论认为光速是物体运动速度的极限.由于光的粒子特性,所以光会受到引力的影响.黑洞实质上是指密度及其之大的天体,大到能将光吸引到星球上是光打不到地球,从而人类的探测器只能观察到黑色的一片.。

根据霍金蒸发理论，物理家们得出了黑洞的另外一个重要性质，就是被吸入黑洞的信息不会就此湮灭，这些信息迟早会通过霍金蒸发被重新释放出来。史蒂芬·霍金教授,是当今世界最著名的物理学家,黑洞理论和“大 爆炸”理论的创立人,著名的《时间简史》的作者.现任剑桥大学数学中 心主席,这个职位是牛顿生前职位. 史蒂芬·霍金（1942－） 史蒂芬·霍金是英国物理学家,他用毕生精力研究黑洞普通物 理学定理不再适用的时空领域）和宇宙起源大爆炸原理.他提出黑洞能发射辐射（现。在1974年，史蒂芬.霍金发现了黑洞的蒸发现象，从而改变了黑洞的经典图像：黑洞已不是完全“黑”的，也不单纯是个“洞”，它既可以通过吸积物质使质量增加，也可以向外发射物质，而使质量减小。

但是，“信息永远消失了”这个结论，是和量子理论相违背的，因为量子力学里边有一个最基本的定理叫做“信息不灭”。意思是说，从量子力学的角度来说，物理信息是永远都不会丢失的。因此霍金认为，量子理论存在错误。

同时也有不少学者认为这场战争是真实存在的，并且认为先民的神话故事就是那段历史的剪影，反映了那场战争，可以说是中国古代经典的以弱胜强的战役，这场战争黄帝能够取胜更多的是依靠合理的战术，天时地利人和的利用才击败了兵强马壮的蚩尤部落，建立了对于中原地区的掌控，对于之后华夏民族的发展起到了至关重要的作用。而站在宋朝的角度来说，宋金战争就是一场宋朝的保卫战争，虽然最后作为侵略者的金人没有从这场战争中讨到多少好处，但是这确实是一场恶性的扩张战争。他们认为，根据量子理论，黑洞的事件边界应当是一个剧烈的高能区域，或者可以将其视作黑洞的“防火墙”，它会将穿过这一区域的宇航员“”。

霍金的主要研究领域是宇宙论和黑洞，证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理，提出了黑洞蒸发现象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——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。根据霍金蒸发理论，物理家们得出了黑洞的另外一个重要性质，就是被吸入黑洞的信息不会就此湮灭，这些信息迟早会通过霍金蒸发被重新释放出来。英国著名物理学家和霍金的主要研究领域是宇宙论和黑洞，证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理，提出了黑洞蒸发现象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——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。

说了这么多，那这场争论有什么意义呢？

我们要知道，在科学研究中“解决”问题非常重要，但是“发现”问题，也同样非常重要。这是一个能够赶上普朗克、爱因斯坦、海森堡和过去其他物理英雄们成就的伟大机遇，因为他们发现了一个伟大的问题。就是说，如何解决物理学的两大支柱理论，在黑洞上的矛盾。要解决这个问题，关键不是抛弃掉量子力学，而是要调和它和广义相对论之间的矛盾。

实际上，关于如何统一量子力学和广义相对论，早就有物理学家进行这方面的尝试了，想要把两个理论结合成一个统一的“量子引力理论”，但是在这方面一直没有什么进步。就连著名的物理学家理查德·费曼对此都持悲观态度，认为实现两种理论大统一的目标离我们太遥远了，而且人们找不到研究的方向。

黑洞“火墙”的设想刚刚被提出就在理论物理学界引起了极大反响，支持、反对、怀疑、激动，各种情绪之外，研究量子引力的理论物理学家们对此至今仍然没有定论，争论的焦点仍然在于如何解决这个理论悖论。当时霍金在剑桥大学发现黑洞双星系统的合并，同时他也是黑洞量子物理理论的重要科学家，发现随着时间的推移，黑洞会开始蒸发，于是他提出了著名的黑洞墙悖论。文章开篇以“中国必亡论”和“中国速胜论”做引子，然后针对这两种错误观点作者进行了一一驳斥，接着引出作者自己的观点：抗日战争是持久战，最后的胜利是中国的，并通过“能动性在战争中”、“战争和政治”、“抗战的政治动员”、“战争的目的”、“防御中的进攻”、“持久中的速决”、“内线中的外线”、“主动性，灵活性，计划性”、“运动战，游击战，阵地战”、“消耗战，歼灭战”、“乘敌之隙的可能性”、“抗日战争中的决战问题”、“兵民是胜利之本”等既独立而又有联系的篇章的阐述，来说明抗日战争为什么是持久战，怎么进行持久战，我们为什么能取得最后的胜利，我们应当怎样做才能取得最后的胜利。

物理学界没有人在这个领域发表任何论文。这就表明，这个研究领域在这一段时间里完全被忽视了。但萨斯坎德认为，这个问题会在之后逐渐吸引学术界的重视。

面对这么一个有着重要意义的难题，怎么解决呢？

互补原理（又称：并协原理），是丹麦物理学家玻尔为了解释量子现象的主要特征——波粒二象性而提出的哲学原理,认为微观粒子同时具有波动性与粒子性，而这两个性质是相互排斥的,不能用一种统一的图像去完整的描述量子现象,但波动性与粒子性对于描述量子现象又是缺一不可的,必须把两者结合起来，才能提供对量子现象的完备描述，量子现象必须用这种既互斥又互补的方式来描述。2、 价差法：价差法测量股票投资风险的原理是波动原理，它认为股票的投资风险来自股价的波动性，股价波动大的股票投资风险也大，股价波动小的股票其投资风险也小。《波粒二象性是错误的》《衍射是一种折射现象》《光的干涉现象,是光线交叉现象》书名号里的文章可以搜索到,我空间也有 、、、、、、、、、、、如果按照教科书来看,是波动性.但是李青梅已经证实波动论是错误的,物质微粒没有波动性.。

把互补原理应用到了黑洞信息丢失的悖论中，得出了一个非常惊人的解释。

根据等效原理描述，即使是一个人进入了黑洞的视界，只要黑洞足够大，那么这个人仍然可能在黑洞中生存一段时间（虽然他永远都不可能离开黑洞），直到他逐渐接近黑洞的核心——奇点，受到异常强大的引力，才会因为身体不同部位受到的引力差异而被拉伸成一根细长的面条。虽然宇宙已经存在了150亿年:一个膨胀再收缩的宇宙,宇宙将继续无休止地膨胀,成为10’他弹量的大黑洞,那就是,见第15章),闭合的膨胀一收缩宇宙也有一个视界。让我来做个比较比如说蚂蚁是以气味感知世界的，它认为这个是界是平面的，而我们是以光的折射来建立世界的模型，所以我们认为世界是三维，那么我们那么确定我们所在的空间一定是三维世界吗，我们知道蚂蚁感知不到三维世界是因为蚂蚁感官的局限性，那我们的感官难道是万能的么，我们对外界事物90%是靠眼睛观察的，那么它没有一定的局限性么，如果光反射不了或者速度大于光那我们便观察不到了，这样的例子也到处存在着，比如引力磁场惯性黑洞，这些我们都不是靠光感知到的，也就是说我们看到的并不是三维世界，只是这个世界的一部分。

比喻说，这就像是有东西掉进了热汤里，被热汤蒸发掉了，那么这个东西的信息也就被蒸发物带走了，并没有消失。这个解释听上去还不奇怪，但是如果用上互补原理，就会有点不可思议了。这个意思是说，我们刚才说的是观察者在黑洞外面，如果在黑洞内部还有一个观察者，这个观察者看到的就是完全不同的现象，他会看到在黑洞的视界附近什么都没有发生，那个东西就是直接落进了黑洞里。

对于三维宇宙而言，其内部无法观测到高维宇宙黑洞事件视界周围的情况，而且三维宇宙中的黑洞存在二维的视界，那么在四维宇宙中的黑洞视界边缘就可以出现三维视界，这也是我们宇宙所处的时空位置。根据物理学家对于黑洞的经典解释，一个粒子在进入黑洞视界时不会有任何特殊情况发生，这是根据广义相对论的“等效原理”而得出的结果。霍金对辐射过程的处理使他得到了黑洞熵值和视界表面积之间的比例关系：黑洞的熵值恰恰是按照普朗克表面积丈量的视界表面积的1/4。

这篇论文讨论了一个利用理论化的黑洞进行的思想实验，结果这个在假想中进行的实验却得出了一个让物理学家们至今争论不休的结果，这也许会彻底改变物理学家们对于黑洞的理解。这本科学著作可以说的上是将爱因斯坦的《广义相对论》和量子力学结合的最完美的一本书，出这点之外，此书还详细的阐述了黑洞效应和大爆炸及宇宙奇点问题。如果这条理论被证实是正确的，大爆炸理论可能会因此而被推翻，甚至于现代物理学对于宇宙的起源学说可能将被全部推翻，亦或是融合万有引力理论和量子力学理论的新理论中设定“黑洞不存在”。

可以说人类到现在，在这方面和几十年前相比研究进展仍然不大，而且在这两个理论的交汇处：黑洞，关于它的性质人们至今仍然争论不停，不断产生出各种新的问题和悖论。