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看来约翰·惠勒是错了:黑洞是有毛发的。梦魇终于结束了,现在我的报告终于有东西可以讲了。
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弦相遇的时候
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基本弦可以相互穿越。下面的图就给了这样一个例子。设想一根你面前的弦远离你而去,而另一根离你较远的弦向你靠过来。它们会在某一点上相遇,如果它们是普通的蹦极绳,那么它们就会缠在一起。
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但是弦论的数学规则允许它们穿越彼此,而且以下一幅图所呈现的方式结束。
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如果要对真实的蹦极绳做这些,你必须切断其中一根,然后在它们穿越后重新接上它。
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在两根弦相互接触的时候还有另外的情况可能发生。除了相互穿越,它们还可以下图所示的方式重组它们自己。
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如果要在蹦极绳上实现这种方式,你需要将两根绳子都剪断,然后以这种新的方式重新连接。
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当两根弦相互穿越的时候,穿越的方式是这两种中的哪一种呢?答案是有时候是这种,有时候是那种。基本弦是量子物体,在量子力学中没有任何东西是确定的——所有事情都是可能的,但是有确定的概率。例如,90%是穿越彼此,剩下的10%是它们重组。它们重组的概率被称为弦的耦合常数。
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根据这个理论,我们集中来看在弦上的露在黑洞视界外面的一个小片段上。这个小片段被扭曲而且将要穿越它自己。
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90%的情况下,它穿越它自己然后什么东西都没有发生。
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但是10%的情况下,它可能会重组,而且当它重组时,一些新的东西就产生了。一个小弦圈脱落下来。
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这个微小的闭合的片段就是一个粒子。它可以是一个光子、一个引力子或者任何其他粒子。因为它在黑洞的外部,所以它有机会逃逸,而且当它逃逸时,黑洞就会损失一部分的能量。弦论就是这样解释霍金辐射的。
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回到新泽西
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新泽西的物理学家们是一群思想锐利、极有主见的人。爱德华·威顿(Edward Witten),普林斯顿高等研究所的头号人物,不只是一位伟大的物理学家,还是一位全球首屈一指的数学家。有些人可能会说闲谈和空想并不是他所擅长的(虽然我发现他的冷幽默和广泛的好奇心非常有意思),但是每个人都会承认他思想的严谨是他最强的地方。我说的不是数学上那种没必要的严格性,而是清晰、认真、仔细思考过的论证。跟威顿谈论物理有时候很费劲,但却总是物有所值的。
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在罗格斯大学的讨论和交流具有异乎寻常的高质量。在罗格斯大学有6位非常有成就的理论物理学家,他们中的每一个都深受敬仰,不仅在弦论圈中,在更为广泛的物理界亦是如此。他们都是我的朋友,其中有3个特别要好。我在汤姆·班克斯(Tom Banks)、史蒂夫·申克(Steve Shenker)和内森·“内蒂”·塞伯格(Nathan“Nati”Seiberg)还很年轻的时候就认识他们了,而且我很喜欢他们这个群体。这6个罗格斯大学的物理学家都有着令人生畏的智力。这两所研究所以严谨闻名,你休想带着那些尚未成熟的想法从那里逃脱。
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现在,我知道我自己的论点,离完全成熟还很远。黑洞互补性原理,爱丽丝的飞机,用弦做的比喻,再结合一些粗糙的估算:我的图像就是将它们整合在一起。但是在1993年并没有什么工具能把这些想法变成严格数学。然而,我所坚持的这些想法却与新泽西那些强势的物理学家们,产生了共鸣。特别是威顿的反应,他或多或少直接接受了这个关于黑洞视界的假设,即,黑洞视界是由一些弦的片段所构成。他甚至算出了弦是如何在一个类似黑洞蒸发的方式中蒸发的。申克、班克斯和他们的伙伴迈克尔·道格拉斯都为如何精确化这些想法,提出了非常有用的建议。
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