霍金被墙了什么意思

国际2014年1月29日星期三Tel押(010)625806173主编:赵路编辑:唐凤校对:么辰E-mail押lzhao@stimes.
cn对大多数物理学家来说,撰写论文否定黑洞的存在是一件非常鲁莽的事情,至少这与常人的认知不符.
但当否定黑洞的声音来自霍金时,大家都会竖起耳朵倾听.
在一篇在线发表的论文中,这位英国剑桥大学物理学家、现代黑洞理论的奠基人之一,否定了事件视界这一概念.
事件视界概念是广义相对论数学上的直接推导结果,最先由德国天文学家KarlSchwarzschild在一封于1915年年底写给爱因斯坦的信中提出,此时距广义相对论的发表只有不到一个月的时间.
事件视界是一处可进不可出的单向膜,它是不可见的,任何物体甚至光都无法逃脱.
黑洞不存在取而代之的是,霍金提出了一个新理论,即一个更加"温和"的"视边界".
与事件视界不同,视边界只能暂时"扣押"物质和能量,最终会将它们释放,尽管其形式已发生改变.
霍金对《自然》杂志说:"经典理论认为没有任何物质能从黑洞中逃逸,但是量子理论却证明能量和信息是可以从黑洞中逃离的.
"物理学家承认,要想彻底解释这一问题必须将引力理论和其他基本的自然界力量结合起来.
物理学家已经为此努力了近百年时间,霍金说:"但正确的结合方法仍然不为人所知.
"1月22日,霍金将自己的新论文发表在arXiv预印本服务器上.
他为这篇尚未经过同行评议的论文起了一个古怪的名字:《黑洞的信息保存与气象预报》.
这篇论文的内容基于一场会议的演讲———2013年8月,他曾通过网络电话参与加州大学圣塔芭芭拉分校卡弗里理论物理研究所的一场会议.
"火墙"之谜约两年前,卡弗里理论物理研究所理论物理学家JosephPolchinski和同事提出了著名的"黑洞火墙悖论",霍金的最新著作就是为了解决这个长期困扰物理学家的难题.
"黑洞火墙悖论"提出了一个设想:一位不幸的宇航员在落入黑洞之后会发生什么长期以来,物理学家一直认为,那位不幸的宇航员在穿过事件视界时根本意识不到他的悲惨命运;他将被黑洞逐步拉入深处,并最终在到达黑洞核心"奇点"时被彻底粉碎.
但Polchinski团队在仔细研究这一过程后得出一个惊人的发现:掌控微观粒子运动规律的量子力学定律将彻底推翻物理学家长期以来的假设.
根据量子理论,黑洞的事件视界必将被转化为一处充斥着超高能量的区域,即形成一堵"火墙",宇航员在沉入黑洞之前便会被烧成灰烬.
这样的推导结果令人担忧,因为"火墙"尽管遵循了量子理论,却完全违背爱因斯坦的广义相对论.
根据广义相对论,自由落体运动中的人必将遵循物理法则,这适用于宇宙的任何地方,无论是落入黑洞之中还是漂浮在空旷的星际空间之内.
在爱因斯坦本人的认知中,事件视界不易被发现.
超越边界现在,霍金提出了第三条理论,这是一种新尝试.
根据这一理论,量子力学和广义相对论仍保持各自的正确性,黑洞则根本不存在形成"火墙"的事件视界.
霍金的核心观点是:黑洞周围剧烈的量子效应会使时空发生严重扭曲,根本无法形成所谓的"边界".
霍金用视边界概念来代替事件视界,从黑洞核心逃逸出的光在抵达视边界时,会被暂时"扣押".
对于一个永恒不变的黑洞来说,两种视界在广义相对论中是一样的,因为从黑洞中逃逸出的光最远也只能抵达事件视界并被留在那里,就像在一台跑步机上慢跑一样.
但两种视界在原则上是可以区分的,随着黑洞吸入的物体不断增加,事件视界将不断膨胀,最终将超过视边界的范围.
相反,在上世纪70年代,霍金曾提出黑洞会"蒸发"的观点,即通过所谓"霍金辐射"的方式散失能量并不断收缩.
在这种情况下,理论上来说事件视界的范围将小于视边界的范围.
霍金认为视边界才是真正的边界,他在新发表的论文中写道:"事件视界是不存在的,因此黑洞也是不存在的,光也不能从中逃逸到无限远的距离.
"加拿大埃德蒙顿市阿尔伯塔大学黑洞专家和物理学家DonPage说:"霍金的新理论很有道理.
"他曾于20世纪70年代与霍金开展合作.
DonPage说:"你可以认为否定黑洞的存在过于激进,但那里充斥着高能量子,我们甚至根本不知道那里的时空是怎样的,更不要说一定存在事件视界这样的区域了.
"尽管Page认可由霍金所提出的黑洞不存在事件视界这一观点,但他怀疑单凭这一单独的论点能否彻底解释"火墙"悖论.
他警告道,即便黑洞只存在短暂的视边界,仍会引发与事件视界一样的疑问.
与事件视界不同,视边界最终将消散.
Page认为,霍金为黑洞研究打开了一扇通往相反方向的大门:任何物质在理论上都能从黑洞中逃离.
尽管霍金并没有在自己的论文中详细阐述视边界是如何消散的,Page推测当黑洞因蒸散现象而缩小到一定规模时,在量子力学和重力的双重作用下,视边界的消散似乎是情理之中的事情.
就这一点来说,任何沉入黑洞的物体最终都将被黑洞"释放",尽管其形态将发生变化.
如果霍金是正确的,那么黑洞核心之处甚至可能不存在"奇点".
相反,物质在抵达视边界后只会被暂时留住,尽管在重力作用下会沉入黑洞,但永远不会抵达黑洞中心.
物质所蕴涵的信息不会被黑洞所摧毁,但在被"霍金辐射"释放出来时将被彻底搅乱.
因此,信息将以完全不同的形式呈现,要想通过释放出的信息逆推其沉入黑洞前原本的形式基本上是不可能的事情.
Page解释道:"逆推黑洞释放出来的信息,要比将书本焚烧后再用灰烬将书重新恢复更难.
"霍金在论文中将逆推信息比作天气预报,理论上这是可能的,但实际上其精确度很难把握.
Polchinski却对黑洞不存在事件视界这一论点持怀疑态度,因为霍金所描述的那种由于剧烈震荡而导致事件边界无法存在的情况在宇宙中是极其罕见的.
"根据爱因斯坦的引力理论,黑洞的事件视界与宇宙中的其他部分并没有显著的区别;我们从未在附近的星空中发现剧烈的时空震荡现象.
归根结底,大规模的时空震荡很罕见.
"加州大学伯克利分校理论物理学家RaphaelBousso曾是霍金的学生,他认为霍金最新发表的论文从另一方面证明Polchinski推导出的"火墙"所具有的深远意义.
不过,Bousso对霍金的最新见解持谨慎态度:"固守成规,坚持认为没有任何物体能从黑洞中逃离比'火墙'理论本身更加激进.
霍金早在40年前便发表了第一篇关于黑洞和信息的论文,时至今日我们仍在讨论这些问题,这证明了黑洞研究的重要意义.
"(段歆涔)事件视界是不存在的,因此黑洞也是不存在的,光也不能从中逃逸到无限远的距离.
""事件视界"有悖量子理论霍金:"黑洞根本不存在"全球科技政策新闻与解析科学线人一位被指控在大型阿尔茨海默氏症研究项目中操纵数据的科学家坚称,其数据具有完整性,不过他承认其项目管理存在缺陷.
日本主要报纸之一《朝日新闻》在近日声称,正在进行的耗资3100万美元的日本阿尔茨海默氏症神经影像计划(J-ADNI)中的研究人员涉嫌在收集数据后改变记忆测试的特定细节,而且一些参与者并不适合参与该计划.
"《朝日新闻》的说法完全是假的.
"负责该研究临床部分的筑波大学神经精神病学家TakashiAsada如是说.
Asada解释称,对提交给项目数据中心的数据进行的出版前标准检查疑似出现输入错误.
一线人员被要求复核其记录,并在适当位置进行修正.
"这并不是伪造数据,而是纠正数据错误.
"Asada称.
《朝日新闻》指出的第二个问题是,参与该研究的患者并不符合研究标准.
Asada表示,人为误差确实存在这样的一些情况.
他说,例如,参与患者的年龄最高应为85岁,但是由于研究人员误解或者并未按研究协议操作,一些年龄更大的患者也参与了试验.
这些患者的数据将会在分析和发表论文时被省略.
在《朝日新闻》的报道出现时,J-ADNI的负责人正在讨论如何解决数据处理问题.
他还表示,该研究管理出现失误,部分原因是日本在操作大型临床试验方面缺乏经验.
Asada声称,《朝日新闻》错误引用他的言辞,他和大学已经要求该报进行更正.
《朝日新闻》却认为其报道无误.
"该报道基于可靠的报告.
"《朝日新闻》在一份声明中写道.
J-ADNI由政府和一些制药公司资助,其中还包含日本的38个研究所.
Asada称,日本在这方面的努力是在效仿美国,其中一个目标是建立一个阿尔茨海默氏症的治疗进展基线,以测试药效.
(苗妮)意大利动物研究的立法困境将使该国付出高昂代价.
1月23日,欧盟委员会责令欧盟法院对意大利处以每月超过450万欧元的罚款,以处罚该国未能在其国家法律中体现欧盟2010年的动物试验指令.
一个新的动物试验法将成为目前意大利广泛讨论的主题.
欧盟2010/63法令旨在协调欧盟范围内进行的用于研究的动物保护问题,并通过使用替代品,以便将动物使用最小化.
欧盟27个成员国被期望能在2012年11月10日之前将相关指令植入本国法律中.
出于各种原因,芬兰、保加利亚、匈牙利、罗马尼亚、荷兰和波兰等国未能达成这一目标.
环境代表团发言人表示,欧盟委员会也要求惩罚这些国家.
罚款是否实际进行强行征收将依照法院裁决.
在意大利,2010/63法令的转移受到有关该国动物试验争论的阻碍.
目前一份法律草案正在进行政治程序,其将限制动物试验.
就在欧盟委员会将意大利上诉至法院的同一天,意大利相关政治进程有了最新进展,该国参议院健康与卫生委员会批准了当下的草案.
不过,该法案仍然需要意大利下议院一个委员会的批准,然后返回政府以便总统签署生效.
科学家则表示,该法律将会损害该国科学研究,对此,他们最近发起了抗议请愿活动.
另外,该国健康与卫生委员会主席EmiliaGraziaDeBiasi还要求政府对新法律进行评估,以确定是否顺应欧盟指令的要求.
意大利生理学家RobertoCaminiti指出,意大利只是移植了该指令,并没有像大多数国家那样进一步修正.
在法案中弱化最有争议的限制政策是"笨拙的尝试",他表示,意大利政客不知道或不够关心科学家对动物权利运动的抵触,也未能制止媒体传播有关动物试验的"错误信息".
(张章)日研究人员反驳操纵数据报道意大利动物研究立法僵局惹恼欧盟图片来源:SPL自然产物到底算不算发明胚胎干细胞遭遇专利危机"人类基因不能被授予专利,因为它们是自然的产物.
"去年6月,美国最高法院给出了这个里程碑式的裁决.
那么,为何允许一些人持有人体干细胞专利干细胞同样是自然的产物.
这一问题现在被消费者保护组织(CW)摆到了一家美国法院的桌面上.
CW是一个位于加利福尼亚州圣塔莫尼卡市的倡议组织.
这场新诉讼旨在取消2006年授予生物学家JamesThomson的一项专利.
Thomson于1998年首次从人类胚胎中分离和培养了干细胞.
关键的首次听证会预计本月在一个略低于最高法院的联邦上诉法院进行,如果此次诉讼成功,将产生广泛的影响.
从长远来看,如果CW获胜,将横扫最高法院的基因专利规则,并使其他生物专利更易受到打击,也可能吓走投资者.
更直接的影响是,它将切断威斯康星校友研究基金会(WARF)的一连串收益.
WARF是威斯康星大学的一个分支,Thomson在这里供职数年,现在他是一个再生医学项目的负责人.
但是,这场诉讼对干细胞科学的潜在影响尚不清楚.
许多科学家也表示对此并不关心.
他们提到,是争议中的技术推动自己不断进步.
但是,波士顿一家法律事务所的专利律师KonstantinLinnik并不乐观:科学家"通常喜欢认为自己并不是那些"可能会受到专利诉讼影响的人.
CW的诉讼反映出最高法院的最新判决正在如何改变生物专利诉讼前景.
这些判决明确宣布盐湖城MyriadGenetics公司持有的癌症基因专利无效.
法院指出,人类DNA即便是通过巨大的研究努力分离出来,它仍然是自然产品,因此没有专利权.
不过,法院并没有明确表示新政策将如何应用,这也为其他生物材料陷入不享有专利权的阴影打开了可能之门.
在目前的诉讼案中,CW声称干细胞应该不享有专利权.
它明确提出针对WARF的美国专利7029913———该专利2015年将期满.
但是,要顺利审理此案,该组织必须清除一些障碍,其中包括证明诉讼主题有法律依据,或者有起诉资格.
WARF则认为这些条件并不具备.
CW的成员并没有受到专利的侵害,该基金会因此表示,他们没有资格起诉.
但是CW在诉讼案情摘要中表示,它有资格提起审讯,因为它提出的专利无效建议被美国专利和商标局驳回,而法律保护上诉的权利.
CW还指出,对Myriad公司的新判决也应被考虑在内.
联邦法院听审了此事,命令司法部和专利局提交简报,解释奥巴马政府对该争论的意见,但是,相关资料并未向媒体公开.
如果CW能够进入法庭,它将推动人们对WARF正试着将自然物质申请专利的争论.
在相关摘要中,该组织还罗列了一系列指控,WARF专利涉及的工作明显是之前研究的适度延伸.
他们还指出,相关发明并不新奇,其他科学家也曾预料到.
WARF反驳了CW摘要中的每个指控,指出Thomson的专利基于他的特殊成就:首次分离和维持人类胚胎干细胞.
WARF表示,这没有人能够否认.
此类争论似乎并不让干细胞科学家感到担忧.
他们表示,在某种程度上,现在大部分研究小组关注或从事重编"成体"干细胞,而非来源于胚胎的细胞.
这些成体干细胞,也被称为诱导多能干(iPS)细胞,并不像胚胎衍生细胞那样备受争议,也不存在相同的伦理和法律问题.
而且因为它们是实验室设计的,很多人认为iPS细胞并不易受到"自然产物"的挑战.
为Thomson专利起草文案的律师NicholasSeay断言,WARF专利之战对于"iPS细胞完全没有意义".
目前,Seay是细胞动力公司(iPS细胞供应商)首席技术官.
Seay提到,在Thomson帮助下成立的这家威斯康星州公司早期便投入大量时间和资金为其提供的每个iPS细胞系敲定了一个明确的主题.
无论如何,CW要想赢得诉讼,如此仔细的专利计划十分重要.
Linnik指出,美国法院"一直在从容不迫地瓦解生物技术发明的可专利性".
他警告称,这样一来的结果是,即使科学家鼓励CW的诉讼,他们也会发现"保护自己的发明越来越难".
2009年美国公民自由联盟和公共专利基金会起诉Myriad公司所持有的两个与乳腺癌和其他癌症有关的基因专利无效,提起诉讼一方的患者、医生和研究人员认为,该专利中声称被分离的BRCA1和BRCA2基因,包含一种自然产物,因此是无效的.
去年6月13日,最高法院大法官ClarenceThomas裁决:"自然存在"的人类基因无法申请专利,因为这是"大自然的产物",这意味着它们不能被称为人类发明.
(张章)图片来源:威斯康星大学意大利法律将禁止动物试验.
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