打字猴:1.700934139e+09
1700934139
1700934140
1700934141 但是在1995年的某个时候,波尔钦斯基意识到D-胚弥补了弦论在数学上的一个很大的漏洞。实际上,它们的存在是一个必要补充,使不断扩大的逻辑和数学网络得以改进。为了构造一个更好的极端黑洞,D-胚是所需要的那个缺失的神秘零件。
1700934142
1700934143 取得成功的弦论数学
1700934144
1700934145 在1996年,瓦法和安迪·斯特鲁明格突然发动了袭击。通过结合弦和D-胚,他们可以构造出一个带有较大且明确经典视界的极端黑洞。因为一个极端黑洞被认为是一个大型的经典物体,量子晃动只有在视界上面才有一些不可忽视的效应。现在没有了摆动,弦论可以更好地给出霍金公式中所蕴藏着的隐藏信息的总量,而且没有不确定的因子2或者是π,也没有正比记号。
1700934146
1700934147 这并不是你那类基础的传统黑洞。这个斯特鲁明格和瓦法用弦和D-胚所构建的黑洞,听起来像一个精心安排的梦魇,但是它是人们所寻找的大型经典视界中最简单的结构。所有弦论的数学技巧都被用上了,包括全部的额外维、弦、D-胚、还有许多其他的技巧。首先,这些弦被嵌在许多D5-胚上,这些胚撑满了6个空间紧致方向中的5个。除了被嵌入在D5-胚上,它们还在其中一个紧致方向上,缠绕了大量的D1-胚。然后它们增加弦的数量,弦的两头都被按在D-胚上面。又一次,弦上那些露出来的片段将变为包含着熵的视界原子。(如果你有一点迷糊的话,不要担心。我们进入了一个新领域,人类大脑无法轻易重新装备的领域。)
1700934148
1700934149 斯特鲁明格和瓦法沿用了他们早先用过的步骤。首先,他们将控制器读数调到0,这样引力和其他作用力将会消失。没有了这些力的干扰,我们可以精确计算在开弦的扰动中能储存多少熵。这些技巧性很高的计算要比以往任何东西都要来得复杂而精妙,但是他们施展了数学绝技,成功了。
1700934150
1700934151 下一个步骤就是解这类极端黑洞的爱因斯坦场方程。计算这个面积并不需要不确定的伸展步骤。正如我与大家共同所愿,斯特鲁明格和瓦法发现视界的面积和熵并不仅仅是成正比的;那些黏在胚上的弦,其上的摆动中所隐藏的信息,与霍金的公式完全一致。他们已经找到了它。
1700934152
1700934153 就如以往常发生的那样,几乎同时,有好几组人突然想出同一个新的想法。斯特鲁明格和瓦法在做他们的工作的同时,最聪明的新一代物理学家中的一个,当时还只是一个普林斯顿的学生,胡安·马尔达西纳(Juan Maldacena)完成了他的学位论文。胡安·马尔达西纳的博士论文的导师是柯特·卡兰(CGHS中的C)。马尔达西纳和卡兰也将D5-胚和D1-胚以及开弦结合。在几个星期中,斯特鲁明格和瓦法,卡兰和马尔达西纳各自发表了他们的论文。他们的方法不太一样,但是他们的结论完全证实了斯特鲁明格和瓦法所说的。
1700934154
1700934155 事实上,卡兰和马尔达西纳能够在先前的工作上走得更远一些,而且还可以计算准极端黑洞。一个极端黑洞在物理上是很奇怪的一个东西。它是一个带有熵的物体,但是没有热能,没有温度。在大部分的量子力学的体系中,一旦所有能量都被抽走,那么一切东西都被牢牢地钉在了位置上。例如,如果把一块冰块的所有热能都抽走的话,那剩下的将是一块完美的不带有任何瑕疵的水晶。任何水分子的重新分布都需要能量,所以重新分布会增加热能。所有热能都被抽走后的冰,不含过剩的能量,没有温度,没有熵。
1700934156
1700934157 但是也有例外。某些特殊的系统有许多能量取相同最低值的状态。换句话说,即便是所有的能量被抽走后,仍有许多种重组系统的方式来隐藏信息,并且这不增加能量。物理学家们说这些系统有着退化的基态。带有退化基态的系统具有熵——它们可以隐藏信息——甚至是在绝对零度。极端黑洞是这些特殊的系统的一个理想的例子。不像普通的史瓦西黑洞,它们处于绝对零度的时候,就意味着它们不蒸发。
1700934158
1700934159 我们回到森的例子中。在这种情况下,弦上的摆动都朝着一个方向运动,因此它们不会相互撞击。但是假设我们加一些反方向运动的摆动。如你所预期的,它们与原来的那些摆动相撞并制造了一些混乱。实际上,它们加热了弦,提高了温度。不像普通的黑洞,这些准极端黑洞不会完全地蒸发,它们把它们过剩的能量排出去,并回到极端的状态。
1700934160
1700934161 卡兰和马尔达西纳能用弦论来计算准极端黑洞蒸发的速率。弦论用来解释蒸发过程的方式是令人着迷的。当两个摆动朝着两个相反的方向移动并相撞时,如下图:
1700934162
1700934163
1700934164
1700934165
1700934166 它们会形成一个单个的,更大的摆动,看起来就像这样:
1700934167
1700934168
1700934169
1700934170
1700934171 一旦这个更大的摆动形成,便没有东西可以制止它脱离出来,粗略看起来,这与我和费曼在1972年所讨论的东西没什么不一样的。
1700934172
1700934173
1700934174
1700934175
1700934176 但是卡兰和马尔达西纳所做的东西,要比与费曼那次谈话来得多。他们对蒸发的速率做了非常具体的计算。令人吃惊的是,他们的结果与用霍金20岁时的方法所得到的结果完全一致,只有一个重要的区别:马尔达西纳和卡兰所做的只是用了传统的量子力学的方法。如我们在前面章节中所讨论的,尽管量子力学是以统计为基础的,但是它并不允许信息丢失。因此,没有可能信息会在蒸发过程中丢失。
1700934177
1700934178 而且,其他人也有相似的想法。来自孟买Tata研究所(也是阿肖克·森所在的研究所)的两组完全独立的印度物理学家——素密·达斯(Sumit Das)和萨米尔·马图尔(Samir Mathur),以及高塔姆·曼达尔(Gautam Mandal)和斯彭达·瓦迪亚(Spenta Wadia)——也做了一些类似的计算。
1700934179
1700934180 总的来看,这些工作取得了巨大的成功,而且它们都实至名归的。黑洞熵可以通过储存在弦上摆动中的信息来解释,这个事实与包括霍金在内的许多相对论学家的观点冲突。霍金把黑洞看成是一个吞噬信息的东西,而不是一个储存信息的容器。斯特鲁明格—瓦法的计算成功证明了一个数学结果可以改变天平的倾向。这是信息丢失终场一幕的开场。
1700934181
1700934182 人们都注意到了这戏剧性的一幕。许多人包括我在圣芭芭拉的那些朋友,都突然跳上了我们的船,背叛了另一派。如果我先前觉得这场黑洞战争可能会打成平手,那么当乔·波尔钦斯基和加里·霍洛维茨——以前他们在这场战争中是中立的——变成我的盟友时[204],这些怀疑就烟消云散了。在我的印象中,这是一个分水岭。
1700934183
1700934184 弦论可能是自然界的正确理论,也可能不是,但是它证明了霍金的论证是错误的。把戏已被拆穿了[205]。但是令人吃惊的是,霍金和许多广义相对论界的学者还是不肯就此罢休。他们继续被霍金早年的论证所蒙蔽。
1700934185
1700934186 黑洞战争 [:1700930487]
1700934187 第22章 南美赢得胜利
1700934188
[ 上一页 ]  [ :1.700934139e+09 ]  [ 下一页 ]