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    3/5/2009

    奇点与喷火龙——《环球科学》2009年第3期卷首语

    喷火龙与奇点 本期杂志封面故事似乎与一条成语异曲同工。春秋时期,有人想敲碎一口大钟,再把它一块一块偷回家中,又怕敲钟的声音惊醒街坊四邻,于是把自己的耳朵堵了个严严实实——只要自己听不到,钟声再响也不成问题。

    两千多年过去了,现代科学从无到有,发展到了几乎可以预言一切的境界。恒星的生死轮回已被勘破,只有大质量恒星死后留下的奇点,让所有已知科学定律都无能为力。不过,最初的结论曾经让科学家喜出望外:大自然似乎主动解决了这个难题,把奇点关在了黑洞内部——只要我们看不到,奇点再怪也不成问题。

    掩耳盗铃当然是自欺欺人,千百年来一直被人嘲笑。因为被关在黑洞里面就当奇点不存在的科学家,是不是也在自欺欺人呢?在《魔鬼出没的世界》里,美国天体物理学家、科普作家卡尔·萨根举了一个例子,或许可以回答这个问题。

    “我的车库里有一条喷火的龙。”……可是,在我的车库里,你只看到一架梯子、一些空油漆桶和一辆旧三轮车。“龙在哪里?”你问道。“噢,它就在这儿,”我胡乱挥了挥手,“它是一条看不见的龙。”

    你建议在车库地板上撒面粉来获取龙的爪印。“好主意,但龙是浮在空中的。”那用红外线探测仪检测龙喷出的看不见的火。“好主意,但看不见的火也不会发热。”那干脆在龙身上喷漆让它现身。“好主意,但龙没有实体,油漆无处可粘。”……总之,每提出一种物理检测方法,我就有个特殊理由说明你的方法不会有效。

    现在,一条看不见的、无实体的、浮在空中的、喷着没有热度的火的龙,与根本没有龙之间有什么区别呢?

    科学有一条判别准则,被称为奥卡姆剃刀:如果某一现象有好几种解释都能自圆其说,那就去繁留简,采纳最简单的那种。不存在龙,显然比存在一条能够躲避一切检测手段的龙简单得多,因此科学会采纳“车库里没有龙”这种解释。

    同样,一个看不见摸不着的、任何信息都传不出来、不论发生多少科学无法解释的现象都不会对我们造成任何影响的奇点,与根本没有这个奇点之间有什么区别呢?因此,只要奇点全都被囚禁在黑洞内部,科学家就能心安理得地假装它们不存在——这不是自欺欺人,而是奥卡姆剃刀的合理运用。

    不过为什么要“假装”奇点不存在,而不像喷火龙那样,干脆认为它们不存在呢?喷火龙没有任何理论支持,说它存在不过是书里那个“我”的个人主张。奇点则不同。英国物理学家霍金和彭罗斯证明,奇点是大质量恒星坍缩的必然结果。任何人从广义相对论出发,都能推导出相同结论。因此,假设奇点不存在,就等于假设广义相对论不成立——与此相比,奇点就在黑洞内部只是我们看不见,显然更加简单。

    现在,就连“假装”奇点不存在都成了无法实现的“美好”愿望。奥卡姆剃刀保留下来的不一定是永恒真理,一旦出现无法自圆其说的新现象,再简单的解释也要自动作废。如果那条喷火龙突然现出真身,“龙不存在”自然不攻自破。裸奇点可能出现也让科学家无法再心安理得。

    面对藐视一切科学定律的奇点,唯一的选择只能是迎难而上。

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