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What Bothers Physicists About Black Holes (Interview with Brian Cox)

Cleo Abram1:13:44

Transcription

想象一下,你和我正在执行一项坠入黑洞的任务。这些东西周围有点糟糕!你们不再能紧密地待在一起。我们是一长串原子?我们是什么?是的,然后原子被分开了。如果有一天黑洞最终化为虚无,变成太空的正常真空,那么你和我将会怎样?所有那些东西又会怎样?我的意思是,这是核心问题。自然法则对此非常清楚。所以,这困扰了大家很长时间。发生了什么?故事的结局是什么?那么,发生了什么——我对此感到非常兴奋。你即将观看的视频是对目前关于黑洞的前沿研究的深入探讨。这太棒了。这是我为一期更短的“如果属实”节目采访著名物理学家布莱恩·考克斯博士的扩展版,节目内容是关于如果你坠入黑洞,实际上会发生什么。那一期节目非常精彩,我在描述中提供了链接,但这次谈话中有太多奇怪而令人费解的内容,无法放入那一期更短的节目中,我知道你们想看,所以我们决定发布完整的扩展版。这太酷了,我认为你们会喜欢,所以请坐稳,因为黑洞的前沿是狂野的。太好了,您介意先简单介绍一下自己吗?是的,我是布莱恩·考克斯,如果你们想要完整的头衔,我是曼彻斯特大学粒子物理学教授,皇家学会科学公众参与教授,以及伦敦克里克研究所的访问学者。您如何描述您每天的工作?我每天都做物理学,这就是我看待自己的方式。如果有人问我做什么,我说我是个物理学家。但实际上,现在我的大部分时间都花在公众参与方面,我有点意外地陷入了其中,但我仍然,也许这是一种东西,也许有什么深层的心理因素在起作用,但我从不说电视主持人或任何其他头衔,我只说物理学家。嗯,这正是我今天想和你们谈论的。所以,想象一下,你和我正在执行一项坠入黑洞的任务,我们有一艘想象中的宇宙飞船,可以带我们去任何我们想去的地方,速度任意。所以我们起床,走到外面,登上我们的宇宙飞船,然后呢?什么是黑洞,我们如何找到它们?所以,黑洞,有趣的是,理论上的想法或最初的瞥见是在爱因斯坦的引力理论于1915年发表后不久出现的,尽管当时并未被这样认识。但基本上,爱因斯坦的理论做了什么?它对后续内容很重要。它是一个关于空间和时间以及时空(通常被描述为宇宙的结构)如何响应、扭曲或弯曲宇宙中的物质和能量的理论。所以,基本上,爱因斯坦多年前发表的理论的方程会说,给我一些物质分布,一些像一团物质的东西,方程会告诉你宇宙的结构是如何被扭曲的。顺便说一句,那个理论中的引力就是宇宙中其他一切对这种扭曲的响应。所以爱因斯坦会说,我们现在感觉到的,牛顿会说,是我们和地球之间的力,对吧?但爱因斯坦会说,没有力,我们只是在响应地球造成的宇宙结构中的扭曲。所以,伟大的物理学家约翰·惠勒(John Wheeler)曾美妙地将其概括为:“物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何运动。”就是这样,对吧?这就是爱因斯坦的理论。所以,在1916年,在他发表理论后不久,一位名叫卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)的人,令人惊讶地成功地解出了一个完美球形、不旋转的物质团的方程。这是你能做的最简单的事情,它告诉你空间和时间是如何被它扭曲的,而这就是恒星的模型,这是你能做的最简单的事情。所以,他解出了方程,这是一件令人惊叹的事情。在那些方程中,有一个对黑洞的描述,尽管当时并未意识到。这实际上是一件非常精妙的简单数学。所以,基本上,黑洞背后的想法是什么?一种思考方式是,你是否可以移除,你是否可以从这个结构中移除恒星,但留下扭曲?所以,如果你这样做,你就会得到黑洞的描述。但你可能会说,这是什么意思?它如何在自然界形成?所以,你想到恒星是什么。恒星是一种平衡行为。它主要是氢和氦在自身引力作用下坍缩,这就是我们的太阳在45亿年前形成的方式。所以它在坍缩,是什么阻止了它坍缩呢?当它坍缩时,核心会升温,这会引发核心的核聚变反应。以我们的太阳为例,它是氢聚变成氦,这会释放能量,产生压力,支撑住它。所以它处于平衡状态,但它需要燃料,而且它当然不是无限大的。所以,总有一天,它会耗尽核燃料,最终任何恒星中都不会再发生聚变反应。所以,恒星将恢复其坍缩。那么问题是,有没有什么东西能阻止它呢?因为如果没有什么能阻止它坍缩,那么它就会无限坍缩。所以,实际上,如果你看看20世纪20年代和30年代的物理学史,人们会说,我们希望避免这种无限坍缩的想法,因为如果它真的发生,那么史瓦西的方程确实会预测一些非常奇怪的事情。所以人们试图避免它。直到30年代末,第二次世界大战前不久,奥本海默(Oppenheimer)和他的学生施耐德(Schneider)才表明,在某些假设下,看起来质量足够大的恒星确实会无限坍缩。那么,无限坍缩意味着什么?这意味着,基本上,它做了我所说的,你基本上从宇宙结构中移除了恒星,留下了扭曲。黑洞,黑洞背后的想法是,比如说,你拿走太阳,一颗质量等于太阳的恒星,然后你只是让它坍缩,你不断地让它坍缩,直到你到达一个点,太阳的半径不再是70万公里,也就是大约50万英里。我将使用公里,因为我记不住英里。我们可以稍后转换。所以,7000公里,你把它压扁,你压扁它,直到它的半径变成3公里。然后有几种看待这个问题的方式。一种是,在表面上,你必须以多快的速度才能逃脱它的引力吸引,这被称为逃逸速度,它将超过光速。这是思考问题的一种方式。所以,即使是从表面发出的光线,如果你能把它压到那么小,它们也会停留在那里,它们不会逃脱,因为它们会试图以光速前进,而逃逸速度就是光速,它们就会停止。那么,如果一颗恒星坍缩到那个数字以下,对于质量等于太阳的恒星来说,3公里被称为史瓦西半径,那么它将无限坍缩,没有什么能阻止它。所以,你最终只会得到空间和时间的几何形状,曲率,那就是黑洞。所以,从这个意义上说,它是一个会捕获光的东西。所以,你想想,如果你有这个表面,空间和时间在那里被扭曲得如此厉害,以至于你一旦越过那个表面,就叫做黑洞的事件视界,你就无法出来了。一种思考方式是,你必须以比光速更快的速度才能出来。另一种思考方式是,有一个美丽的模型,我最喜欢的模型,它被称为黑洞的河流模型。你可以把方程写成空间就像一条流入这个东西的河流,就像一个漏斗或空间中的某个东西。空间河流在视界处以光速向内流动,然后在内部以比光速更快的速度流动。所以,如果你想象你是一个光子,一个光粒子,你就像一条小鱼逆流而上,但如果潮水以你游泳的速度,光速的速度前进,你就无法出来。你不仅无法出来,而且你正朝着某个东西前进,这个东西叫做奇点。你说,“这个奇点是什么?”我认为,很容易将其想象成恒星坍缩到的一个无限密集的点。当你绘制一张时空图时,你会清楚地看到,这个奇点不是空间中的一个地方,而是一个时间点,实际上是爱因斯坦理论中的时间终结。所以,我经常用来想象或向自己解释的一种方式是,空间和时间已经变得如此扭曲,以至于从外面看,它们互换了角色。所以,空间变成了时间,时间变成了空间。在数学上,如果你放一个小的图形,你会看到史瓦西方程中的加号和减号,它们会改变。所以,你曾经认为的恒星坍缩到的空间中的无限终点,已经变成了一个时间点。一种思考为什么你必须去那里,这是非常美妙的,因为你认为它变成了任何越过视界的人或事物的未来。它是未来的。所以,就像你说,“我想逃离这个东西。”就像说,“我想逃离明天。”如果我对你说,“我们逃离明天吧。”你会说,“我无法逃离明天,它在未来。”这就是这个东西的行为方式,奇点。所以,这就是爱因斯坦对黑洞的描述。我想一步一步地理解它。好的,为了理解这一点,让我们想象一下,我们选择了我们银河系中心的黑洞,是的,人马座A*(Sagittarius A*),我想它叫这个名字。我知道事件视界望远镜(Event Horizon Telescope)拍到了它的照片。我们在这里看到的是什么?所以,这里,你可能会说,这张照片中的光是什么?它不是来自黑洞,因为我们刚刚说过黑洞会捕获光。它来自黑洞周围所谓的吸积盘。所以,你想象有物质在围绕这个非常致密的天体旋转,非常剧烈地旋转,所以它会升温并发出光。你想象一个围绕黑洞的扁平薄盘状物质,但它看起来不像那样。你看到的是光线的扭曲和弯曲,因为我们说过,你可能会想,光线是直线传播的。但爱因斯坦的理论说,在这个东西附近,宇宙的结构本身是扭曲的。所以,光线的路径会遵循这种扭曲,就像为什么在动画中它看起来像是同时从上面和两侧绕过去一样。所以,你看到的这个著名的黑洞图像,就像你想到电影《星际穿越》一样,顺便说一句,那个代码是爱因斯坦方程的一个实现,基普·索恩(Kip Thorne)等人帮助他们做到了。所以,这真的是一个预测。所以,你看到的是,想象一下这个盘状物质围绕着这个东西,就像你脑海中想象的土星。然后,光线,比如说,从你的视角,从黑洞后面,比如说盘面,进入你的眼睛。有时它们会绕行,然后进入你的眼睛。它们从盘面的每个点,从下方和上方,以及后方进入你的眼睛。所以,有光线一直在绕着这个东西转。所以,你看到的就是你看到的图像。爱因斯坦理论有一个预测,一个真正的黑洞看起来应该就是那样,它具有你看到的标志性的甜甜圈形状。这里有一张使用射电望远镜拍摄的这类东西的图像,它看起来就像预测的那样。它有点模糊,但你知道,这是在银河系中心,非常困难。这实际上是第二个被成像的黑洞。第一个是在一个叫做M87的星系中,距离我们5500万光年,而且比这个更大。我的意思是,这个大约是太阳质量的600万倍,或多或少。M87中的那个是太阳质量的60亿倍。所以,这是一个我们知道的婴儿级超大质量黑洞。所以,这是我的下一个问题,我们的黑洞,与其他我们已知的黑洞相比,它有多大?所以,它是一个比较小的。你知道,我们……这是什么?它不是比较小的,它是一个超大质量黑洞。但我们认为,我想说,几乎所有的星系,也许有一个例外或两个,但几乎所有的星系中心都有超大质量黑洞。我们还不太清楚为什么。我们还不清楚星系在早期宇宙中是如何形成的。这是詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)正在详细研究的事情之一,那个新的太空望远镜。但为了近似,所有星系都有这些东西。而且它们的质量可能不同。所以,正如我所说,M87星系有一个质量是太阳质量的60亿倍,而不是600万倍。但它有多大?所以我脑子里一直记得的数字是太阳的史瓦西半径,正如我们提到的,那是把太阳压缩成黑洞所需的半径,是3公里。所以,它与质量成正比。所以,你可以计算出来。所以,如果它是太阳质量的600万倍,那么史瓦西半径就是600万乘以3公里。所以,数学上很容易计算。所以,那将是……你可能需要小心你的用词,但让我们说,这个东西,它给了你这个结构大小的一个概念。所以,盘面在外面,它大得多。我用地球半径算了一下,似乎表明,如果我们压缩地球上的一切,以及我们所有人,变成一个大约弹珠大小的东西,我们会变成一个黑洞。是的,大概是0.8厘米,我记得,不到一厘米。所以,你说的没错,就那么大。存在那么小的黑洞吗?不,我们不这么认为。所以,即使是太阳质量的黑洞,太阳在耗尽核燃料时也不会形成黑洞。它会坍缩,但有些东西可以阻止它坍缩,电子的力,是的。所以,它被称为白矮星。顺便说一句,这是一个美丽的计算,你可以做到,这很棒。所以,是什么阻止了它呢?作为题外话,当电子……有一个叫做泡利不相容原理的东西。我读过这个。是的,所以电子不想靠得太近,粗略地说,你可以这样说。所以,当你压缩它时,电子会靠得更近,所以它们会相互分离,进入越来越小的空间区域,因为它们试图远离彼此。但还有一个叫做不确定性原理,海森堡不确定性原理。所以,当你把它们限制在更小的区域时,它们就开始越来越快地抖动。最终,你可以达到一个极限,在那里它们基本上试图以光速抖动,而它们做不到。所以,这个过程可以产生的压力是有限的。结果是,它大约是太阳质量的1.4倍,这被称为钱德拉塞卡极限。所以,你可以做这个计算,这是一个美丽的计算,因为你可以在不知道恒星存在的情况下计算出来。你只需要了解量子力学和相对论,你就可以进行计算。能够被这种电子抖动支撑的最大物质团是什么?结果是太阳质量的1.4倍。然后你抬头看天空,你会看到这些叫做白矮星的东西,这些坍缩的恒星,它们……而且没有一个比太阳质量的1.4倍更重。所以,这非常美妙。然后你可以得到中子星,它们被中子抖动支撑着。但最终,如果你得到一个质量大约是太阳质量的三倍,或者稍多一点,那么就没有什么能阻止它坍缩了,那就是形成黑洞的时候。所以,我们知道的最轻的黑洞大约是那个质量。然后,我们知道有质量是太阳质量的10、20、30倍的,来自坍缩的恒星。然后是这些质量是太阳质量的数百万倍甚至更多,它们是星系的核心。所以,我们已经发射了我们的宇宙飞船,我们正飞向这个黑洞。你能一步一步地告诉我,从现在到我们撞上事件视界会发生什么吗?所以,首先要说的是,爱因斯坦理论的核心是所谓的等效原理,这个想法实际上引导爱因斯坦走向了引力理论本身。所以,你感觉不到它的拉力,你只是自由地向它坠落。所以,我们现在正在向这个东西坠落,我们关掉了火箭发动机。我们无法分辨,我们无法向外看,我们无法向窗外看,我们只是在自由落体,我们只是漂浮着。就像大气层一样,我们就在那里。所以,这是爱因斯坦理论的基础。它对于我们接下来要讨论的问题非常重要。你只是自由地向这个东西坠落。所以,我们可以在这个房间里接近它,我们不会知道发生了什么。事实上,所以我们正接近一个非常大的黑洞的事件视界,一个像这样的质量的黑洞。根据爱因斯坦的理论,当我们坠入视界内部时,我们甚至不会注意到任何事情。所以,根据爱因斯坦的理论,从我们的角度来看,我们会越过视界,进入黑洞内部。我们进去,我们什么也没注意到。当我们进入吸积盘时,难道我们不会被很多东西撞击吗?所以,我们可能会在穿过吸积盘时遇到一些麻烦,但我们说的是纯粹的引力。你说得对,这些东西周围有点糟糕。所以,那些东西,但那与黑洞本身无关,与基本物理学无关。都是X射线和所有这些糟糕的伽马射线,所有这些从周围炽热物质中辐射出来的东西。所以,是的,那会是个问题。但如果我们有一个,比如说,我们的房间,这艘宇宙飞船神奇地隔绝了辐射、热量以及所有这些东西,那么我们进去,我们会进入内部。请注意,有很多注意事项。但有一件事我应该说,那就是我给出的描述很重要,那是针对超大质量黑洞的。如果这是一个较小的黑洞,质量较小的,你知道,太阳质量的几倍,那么在某个时候,你会经历所谓的潮汐引力,潮汐力。那些东西会引起地球海洋的潮汐。我们会在我们自由落体的轨迹上,朝着黑洞的方向,在某个时候开始感受到潮汐。你会开始被拉伸和挤压,而且,你会感觉到它。你最终会感觉到它,因为形式上,当你非常接近奇点时,你会被无限拉伸和挤压。所以,你真的能感觉到它。我想谈谈那个“意大利面化”。是的,那是我最喜欢的。所以,对于一个较小的黑洞,当你接近视界时,你会感受到这些力。但对于大的黑洞,直到你进入内部,你才感受到潮汐。所以,我们正朝着事件视界前进,我们不知何故隔绝了吸积盘的混乱,我们正朝着它前进。我听说有一个时刻,这里的物理学是这样的,如果我们向左看,向右看,我们会看到自己的后脑勺。这是否接近正确?你能告诉我一些你认为重要的,当我们接近事件视界时的小细节吗?嗯,最大的细节之一,它甚至不是一个细节,它是最令人震惊的事情之一。我描述了我们坠入黑洞,我们在房间里,我们看不到外面。我们感觉到了什么?我们能测量什么?答案是,直到我们进去,我们接近奇点,我们什么也测量不到,什么也感觉不到。但从外面的人的角度来看,描述非常不同。那么,他们会看到我们坠入这个东西时会发生什么呢?所以,即使在爱因斯坦的理论中,没有其他东西,没有量子力学或其他任何东西,他们会看到我们的时间过得更慢。所以,他们会开始看到,当我们接近黑洞时,如果他们能看到我们的手表,如果我们正在传输给他们,或者我们正在发送的这些摄像机的任何东西。他们会看到我们的时间过得越来越慢,越来越慢,在视界上停止。所以,他们永远看不到我们坠入。所以,从外面的人的角度来看,从来没有东西进入黑洞。那么,他们看到我们永远被印在那里,还是我们身上的光线会慢慢褪色,直到它褪色?所以,你也可以想象,有很多种想象方式。但你可以说,这些光线正在通过这个引力场爬升。所以,它被拉伸了。所以,我们变得越来越红,越来越红,红移到无限红移。时间过得越来越慢,直到在视界上停止。从外面看,从我们的角度来看,我们看着我们的手表,它们每秒走一秒。这绝对是核心。没有什么……嗯,那里有些奇怪的事情,但根据爱因斯坦的说法,没有。所以,这是纯粹的爱因斯坦理论。所以,这是要说的第一件事。它是我们即将讨论的有趣事情的一个线索。接下来的是,这里发生的事情有不同的视角。有一个来自我们的视角,我们正在坠入一个大黑洞。从外面的人的角度来看,我们从未进去。这对于接下来的内容很重要。但在这个特定的描述中,没有什么是爱因斯坦理论无法描述的。等等,让我给你看一些更酷的东西。这是我的隐私仪表板。它显示了我从多少数据经纪人那里获得了信息删除。实际上,我们的赞助商 Incogn 已经帮我删除了。那么,为什么这很重要呢?数据经纪人通过买卖你的信息来赚钱。也许我收到的垃圾邮件更多了。而且,随着数据的增多,这些经纪人可以形成你的画像,一个影子档案,然后他们可以以你可能不希望的方式使用它。但 Incogn 迫使他们中的许多人删除你。让我告诉你。所以,他们代表我联系数据经纪人,他们说,“嘿,删除这个人。”然后,至关重要的是,他们会跟进,以确保我真的被删除了。我真的很感激这一点,我认为你也会。如果你想试试,请使用下面的链接中的代码 Cleo Abram,并获得年费计划的60%折扣。现在回到黑洞。所以,在这一刻,我们越过了事件视界,我们没有感觉到。我们可能刚刚就越过了,刚刚就越过了,我们不会注意到。我们现在的体验完全是在黑洞的黑暗之中。从外部观察者的角度来看,引力越来越快。这就是我们可能要讲到我最喜欢的词的时候了。我在这个过程中学到的一个词是,我的理解是,当你的脚下的引力与你的头部的引力如此不同,以至于你开始以一种非常戏剧性的方式被拉伸。这就是意大利面化。你能解释一下这是怎么回事吗?是的,有一种思考方式是,另一种思考方式是,空间,时空中的扭曲,在你的身体长度上不是恒定的。所以,当我们坠入时,我们不妨……这是爱因斯坦等效原理在起作用。我们不妨在平坦的空间中,因为扭曲,就像说,在地球表面上。如果你看一平方英里的地球表面,你感觉不到,你看不到曲率,对吧?你必须去更大的距离才能看到你在一个弯曲的表面上。有点像那样。所以,扭曲,引力拉力的差异,正如你所说,或者扭曲,你感觉不到,直到它变得非常扭曲,或者有很大的引力拉力,当你非常接近这个东西时。然后你开始看到它。实际上,它不仅在拉伸,还在挤压。潮汐引力的工作方式是朝一个方向挤压,朝另一个方向拉伸。所以,我们正在……所以你感觉到它。你开始感觉到这种奇怪的拉伸和挤压的感觉。当你越来越接近奇点时,这些效应会变得更加极端,直到……如此极端,以至于首先,你不再能紧密地待在一起。我们是一长串原子。我们是什么?是的,然后原子被分开,然后质子,质子里面的夸克被分开。最终,根据爱因斯坦的理论,潮汐力变得无限大。所以,形式上是无限的。所以,一切都消失了,一切都被撕裂了。这就是我们称之为奇点的东西。所以,整个事情变得非常极端,最终在爱因斯坦的图景中崩溃了。我开始这个故事时想问你的问题是,黑洞的中心是什么?但在做这项研究时,我现在明白,谈论中心也有些不准确。我应该如何看待奇点处发生的事情?嗯,首先要说的是,我们不知道。所以,我们可以谈论当前的研究和猜测。我们还没有真正掌握描述它的工具。一种思考爱因斯坦理论的方式是,正如我之前提到的,它真正告诉你空间和时间是如何被扭曲的。它们也从外面的人的角度来看,变得混合在一起。所以,你会看到空间和时间正在被扭曲和变形。正如我提到的,它们变得如此混乱,以至于在视界上,你看到它们互换了。所以,对于所有后续的爱因斯坦理论,要记住的是这个非常核心的观点:如果你在自由落体穿过空间或时空,如果你愿意,在没有这些潮汐效应的情况下,你真的无法分辨你在宇宙中的位置。如果你靠近一个黑洞,靠近一个绕着星系旋转的大恒星,随便什么东西。所以,我认为这是关键的观点,所谓的等效原理。但当然,正如我们之前所说,黑洞的奇怪之处在于,为什么我没有在地球上看到这些效应,这种扭曲,这种混合?而你看到了。所以,你在GPS卫星上看到了,例如。所以,如果你想想我说的,当你靠近这个东西时,从外面看,时间过得更慢。所以,你可以说,为什么地球不做呢?它做了。所以,你看到的是时间以不同的速率滴答作响。我的意思是,时钟以不同的速率滴答作响,原子钟或生物钟。所以,你在轨道上的衰老速度与你在地球表面上的衰老速度不同。你看到的是相同的效果。原因是因为它变得非常极端,我应该说,即使在地球附近,它也是一个相当大的影响。所以,每天的漂移是数万纳秒。GPS卫星轨道和地面之间的时间流逝速率的差异。我们必须考虑到这一点,否则它就无法工作。但即使在地球周围,每天也有数万纳秒。所以,黑洞的问题确实是你之前说的,如果我能保持地球的质量不变,但把它缩小到弹珠大小,那么当我越来越接近这个极其巨大的弹珠时,这种扭曲会如何变化?然后,这是时间从外面的人的角度来看越来越慢的效果,直到你看到它在视界上停止。正如我们所说,对于地球来说,视界大约是一厘米,略小于一厘米。所以,在某种程度上,这种时间的行为并不是黑洞独有的。只是在黑洞中,它变得极端。因为那个东西已经完全坍缩了。所以,我们已经穿过了事件视界,我们已经被意大利面化了,我们已经到达了时间的终点。这是一个我认为我知道答案的问题,但我想它会引导我们进入下一部分。问题是,我们能出来吗?所以,是的,根据爱因斯坦的理论,答案是不能。因为你已经到了时间的尽头,对吧?基本上,爱因斯坦会说,一切都结束了。你,你知道,你被撕碎了,一切都被撕碎了,你进入了这个无限扭曲的空间和时间,它就结束了。斯蒂芬·霍金会怎么说?嗯,斯蒂芬·霍金最初会在20世纪70年代说……嗯,我们应该说,斯蒂芬·霍金在20世纪70年代发现了什么?用他的话说,他发现黑洞并不那么黑。所以,我们说过,没有东西能从黑洞中出来。一切进去的都去了奇点,永远消失了。因为黑洞永远存在。现在,斯蒂芬·霍金计算出,如果你做一些基本的量子力学,对吧?所以,在黑洞的视界周围。所以,你想到会发生什么,黑洞做了什么?一种思考方式是,在量子力学中,这意味着在现实中,在自然界中,空的太空并不空。它有一个丰富的结构。所以,太空的真空有一个结构。而黑洞……你可能会说,这种奇怪的时空行为一定做了什么。它确实做了。它扰乱了那个结构。结果是,粒子,光子,基本上,但被称为霍金辐射,从黑洞中发出。所以,结果是,有不同的思考方式。有一种非常精确的方式,斯蒂芬·霍金在他的论文中给出了一个类比。他说这只是一个类比,当你在谈论他的类比时,人们会在网上非常激动,但斯蒂芬确实写了下来。所以,一种想象量子真空的方式是,你可以想象粒子在真空中不断地出现和消失。所以,根据不确定性原理,它们不断地出现和消失,就像这样。你可以这样想象。我强调,这并不是一个技术描述,但你可以想象。所以,你可以想象这些,在视界附近,你可以想象这个结构被扰乱了。你可以,你可以出现这种情况,其中一个粒子在里面,一个在外面。然后,我们知道里面那个粒子会发生什么。它会去奇点,因为我们说过,空间的河流在那里快速流淌,或者无论你想怎么想。所以,另一个基本上变成了真实的,并且逃脱了。这就是斯蒂芬自己给出的一个画面。但结果非常准确。重点是,这个粒子已经被从真空中震了出来,它现在是一个真实的粒子,从外面看,它就消失了。所以,那么,是什么?什么粒子被发射了?它有温度,它在发光。这意味着它正在失去能量。所以,它有一个寿命。所以,随着时间的推移,这些都是巨大的时间,远远超过我们知道的任何黑洞的当前年龄。因为我们不知道微小的黑洞。所以,我们知道的所有黑洞,它们的寿命都超过10的100次方年,对于这些超大质量黑洞来说。这太荒谬了。但最终,它们有一个寿命。这意味着有一天它会消失,太空将再次变得美好而正常。你唯一剩下的就是这些亿万年间发出的霍金辐射。好的,我认为我理解宇宙的东西缺少了一些东西。我同意你,我理解的东西也缺少了一些东西,还有其他人的。但这是我目前认为我缺少的东西。所以,所有这些物质,包括我们,都穿过了事件视界,最终到达了奇点。在时间的尽头,那里有什么东西吗?所以,是的,它会增加黑洞的质量,黑洞会增长,对吧?因为你进去了。而且,我认为我知道我们关于宇宙的所有定律都说信息是守恒的。如果有一天黑洞最终化为虚无,变成正常的……抱歉,正常的太空真空,那么你和我将会怎样?所有那些东西又会怎样?我的意思是,这是核心问题。所以,斯蒂芬最初的计算,1974年,是说这种辐射,霍金辐射,是无信息的,它是信息自由的。所以,它没有消失,没有消失。黑洞,它变成了辐射。但他的计算说,那里没有信息,它是所谓的纯粹的热辐射。这并不奇怪,如果你想想的话,因为它基本上是从太空真空中震出来的。所以,它肯定,你会认为,与掉进去的东西无关。这与视界有关,与奇点无关,这些东西。所以,它出来了,计算非常清楚。所以,那将表明,正如你所说,任何掉进去的信息记录都将被抹去。能量是相同的,对吧?能量是守恒的。黑洞并没有消失,它变成了辐射。但辐射中没有任何掉进去的东西的痕迹。这很奇怪。正如你所说,因为如果你想想,让我们想象一下,你可能会说,有什么区别?如果我拿这张纸,把它烧掉,它就消失了,只剩下灰烬和辐射。是的,但原则上,如果你能测量一切,虽然你不能,但如果你能,你就可以重建纸上的信息,你就可以看到原因。因为里面有一些东西,当你燃烧它时,是化学反应,是氧化,等等。但你可以追溯一切。所以,你可以说,所有的原子和东西都还在那里。是的,它就在那里。在黑洞里,你不能。所以,它并不奇怪,令人惊讶的是,似乎有一个计算告诉你,黑洞会抹去一切。正如你所说,自然法则对此非常清楚。信息在宇宙中不会被摧毁,它会被打乱。所以,你永远无法重建它,但它不会被摧毁。所以,这困扰了大家很长时间。发生了什么?现在的理解是什么?故事的结局,我们还没有到故事的结局。但在2019年,一系列论文发表了。其中一篇论文是杰夫·彭宁顿(Jeff Pennington)写的,另一篇是由另一组作者写的。但那些论文表明,斯蒂芬在他的计算中遗漏了一些东西。非常微妙。他永远看不到它。我的意思是,这就是为什么花了……你知道,50年才看到他错过了什么。但事实证明,辐射在过程结束时并不是信息自由的。那么,所有关于掉进去的东西的信息都被印在了辐射中,正如你通常所期望的那样。但你可能会,然后它就变得有趣了,因为你说,好吧,有一个计算,这个数学被做了,但你说,那么画面是什么?发生了什么?因为我明白,如果我拿这个东西扔进黑洞,它就穿过了视界,它就去了奇点。绝对可以肯定的是,没有什么能从黑洞中出来。你知道,但……那么,这个关于这个东西的信息是如何被印在辐射中的呢?结果是,它不仅仅是……起初,很多人认为,嗯,它一定是在最后,当它是量子引力和所有这些东西时。所以,那个东西快要消失回宇宙了,它变得越来越热,顺便说一句,它变得越来越小,所以它越来越多,它变得越来越暴力,然后发生了一些奇怪的事情,一切都出来了。但是,很久以来,一位伟大的物理学家唐·佩奇(Don Page)就知道,关于这个信息的问题,以及空间结构的问题,这些问题大约发生在黑洞生命的中期。所以,它被称为佩奇时间。关于信息和这个东西的结构的问题,在你应该考虑量子引力和一堆奇怪的事情之前很久就出现了。所以,这对物理学是一个巨大的挑战。就像我们应该能够在黑洞生命中期计算出东西一样。视界处没有奇怪的事情,但似乎发生了一些奇怪的事情。画面正在崩溃。然后,如果你愿意,我们可以跳过……那么,这个画面是什么?我应该强调健康警告,这是正在进行的研究,没有达成一致的画面。还有一些其他微妙之处,我们稍后会谈到。但是,一个画面是,这与……它在某种程度上与所谓的全息原理有关。所以,还有一项在70年代的发现,非常有趣。我是用美国的意思来用的,非常有趣。所以,雅各布·贝肯斯坦(Jacob Beckinstein)和斯蒂芬·霍金一起是先驱者之一,他计算了所谓的黑洞熵。所以,这个东西有一个温度。斯蒂芬计算出了黑洞的温度,这被刻在他的西敏寺墓碑上。他的黑洞温度方程。所以,这是一个巨大的基本发现。温度……我们现在理解它了,当我们第一次引入这个概念时,我们不了解原子和分子。然后我们了解了,我们意识到温度是关于一个东西的组成部分抖动有多快。所以,在这里的水里,你加热它,分子抖动得更快,这就是温度。这个黑洞,想想这是什么。我说它的描述只是空间和时间,仅此而已。它是几何形状。所以,我们立刻就有了几何形状的温度,而不是由物质组成的温度,只是空间的温度。所以,这很有趣。然后贝肯斯坦计算出,这个东西有一个熵,这意味着它向我们隐藏了信息。那里有一个结构,那里有信息。熵最终等于事件视界表面积,以所谓的平方普朗克长度计算。这是一个惊人的想法,你可以想象视界,我记得它实际上并不存在,从我们的角度来看,我们现在可能正在穿过它,我们不会注意到任何事情,根据爱因斯坦的说法,我们进去了。但然后你从外面看,它看起来就像信息被编码在视界上,以一个普朗克长度大小的像素。那么,这意味着什么?信息以某种方式被编码在空间中,在表面上。而且,顺便说一句,这很奇怪,对吧?如果我说,这个房间里有多少信息?你会说,这与房间的体积有关,对吧?是图书馆,我能放多少本书在图书馆里?这是在说不。在基本层面,这个房间里的信息量是由房间的表面积决定的,而不是体积。所以,这几乎就像大自然说,你可以用书页把图书馆外面贴满。但几乎就像这个东西没有内部一样。所以,你开始得到这些暗示,有些非常奇怪的事情正在发生。这里发生了什么?所以,我们现在有了这个画面,这是在20世纪70年代的。这个东西有一个温度和熵,它们被计算出来。所以,这暗示着子结构,但空间和时间的结构。我们是什么意思?所以,没有人知道,没有人知道,对吧?所以,然后,还有另一个特性出现了,这就是为什么我小心我们坠入,我一直说从我们的角度来看,什么都没发生。所以,你有这个霍金辐射,它是从真空的扰动中产生的,在一种画面中。所以,一切都在那里,它正在远离。它正在失去能量,所以它离这个黑洞很远,温度非常低。但你朝它走去,朝视界走去。如果你从远处放一个温度计下来,我们的朋友现在在一艘宇宙飞船上,你有一个温度计,他们把它放下去。想法是,它看到越来越高的温度,因为你越来越接近这个视界。所以,你就像有一根钓鱼竿,把温度计放下去,它变得越来越热。从外面的人的角度来看,从坠入的人的角度来看,根本没有温度。你什么也看不到,什么也感觉不到,你测量不到任何霍金辐射,你只是进去了,因为你在自由落体。所以,从你的角度来看,什么都没发生。从外面来看,你有这个高温。所以,从……

从外部来看,对我们发生的事情的描述是不同的。对我们发生的事情的描述是,我们被汽化了。正如我所说,我们从未被面条化。你知道,另一件事是,我们从未真正进入,对吧?那么我们发生了什么?我们在穿过视界之前就被汽化了。并且我们所有的灰烬和所有这些东西都出来了。而且你可以收集它,你可以说,嗯,那很好,棒极了,这就像烧一张纸一样。但是爱因斯坦的理论绝对清楚,从我们的角度来看,我们进入了,我们被面条化了。所以,从我们的角度来看,我们的消亡,对我们消亡的描述是面条化。而从外部角度来看,对我们消亡的描述是焚化,对吧?那么到底是哪一个呢?

所以你会说,好吧,拜托,你不是被焚化就是被面条化,到底是哪一个?在某种程度上备受争议的现代观点,可以一直追溯到伦纳德·萨斯坎德和杰拉德·特霍夫特以及其他一些人的工作。嗯,它被称为黑洞互补性。这个想法是,从不同的角度来看,这两种描述都是正确的。这就是相对论在起作用,对吧?所以现在的想法是,这两种描述都是正确的。

所以,这并不那么简单,而且那本身也不简单,因为这里还有其他事情发生。但是你可能会说,好吧,所以我大概理解这个想法,即信息本质上,你是说从外面看,东西掉进去并被打乱,它们以某种方式储存在视界附近,你显然可以想象这些信息碎片以霍金辐射的形式散发出来。不,没有什么真正进入,所以没关系,我理解那些东西是如何出来的。但问题是,从我们进入的角度来看,那会发生什么?那是什么样的描述?因为我们确实进去了,对吧?所以我们,我们从我们的角度来看已经进去了,会发生什么?另一个描述是什么?有两个我们吗?不,那是个好问题,它是一个。

所以你可能会说,那么我们被复制了,所以有一个我们的副本,伙计,这就像布伦德·萨斯坎德称之为量子复印机,我想他是这么说的,他说这是一个量子复印机的东西吗?我们被复制了吗?但是量子力学中有一个非常基本的定理叫做不可克隆定理,它说你不能复制一个量子态,你不能复制信息,这是根本性的。所以,这是量子计算中的一个问题,当你试图……这是另一个完全不同的讨论。所以,它没有被复制,那么描述是什么呢?

所以这就是我们开始推测的地方,我们正在努力理解数学在说什么。从我们的角度来看,一种描述是,是的,我们到达奇点,我们完全被打乱,然后看起来黑洞的内部在某种意义上与外部是同一个地方。你几乎可以想象虫洞从黑洞内部打开到外部,你非常天真地想象我们的信息碎片穿过虫洞并再次出来。所以我们最终在外面,信息最终以霍金辐射的形式在外面,它是如何到达那里的?真的是虫洞连接了内部吗?我们真的是,那是正在发生的事情吗?

有一个已经存在了很长时间的想法,同样归因于萨斯坎德和其他人,叫做ER等于EPR,也就是爱因斯坦-罗森等于爱因斯坦-波多尔斯基和罗森。好的,所以爱因斯坦-波多尔斯基和罗森那篇非常著名的论文是关于30年代的量子纠缠的,他们写了这篇论文,他们非常关注的是,如果你有这些所谓的纠缠量子系统,那么你可以在这里对这个东西进行测量,然后这个可能在一光年之外的东西会立刻自行配置。

经典的例子是一个量子硬币,所以你可以有一个处于量子态的量子硬币,它可以是正面朝上反面朝下加上反面朝上正面朝下,我们假设是根号二分之一,诸如此类。所以如果它处于那种状态,那么这意味着那是对状态的完整描述:正面朝上反面朝下加上反面朝上正面朝下,这意味着如果你分离这些量子硬币,它们可能是一个电子,对吧?你将量子硬币分离到很远的距离,那么这个东西仍然处于这种所谓的正面和反面的叠加态。然后你对它进行测量,你进行观察,无论你想如何描述它,如果那个硬币是正面朝上,那么你就知道这个是反面朝下,尽管在你对它们做任何事情之前,它们都处于这种,或者说这种纠缠态,对吧?

所以这困扰了所有人,爱因斯坦-罗森,他们说也许还有其他事情发生,诸如此类,但我们认为现在世界就是这样。爱因斯坦-罗森是爱因斯坦和罗森写的一篇论文,他们注意到史瓦西黑洞的描述中有一个虫洞,所以它是一个虫洞。所以爱因斯坦-罗森是一个虫洞,e是量子纠缠。所以一直有这样一个想法,就是这种相同的图景,所以你可以把量子纠缠以某种方式想象成连接这两个东西的虫洞,是的。所以这是一个很久以前的想法,嗯,所以黑洞的图景有点类似于此,我们正在发展这样一种图景,即从一个角度看,黑洞的内部是从另一个角度看,黑洞的外部。

所以我们认为你在这里看到的是,而且再次,即使我这么说,也有论文在写不同的东西,这确实是前沿的东西,但我认为大家普遍同意的是,你在这里看到了所谓的全息原理在起作用。所以它是对自然的双重描述。所以有一篇非常著名的马尔达塞纳的论文,它被称为AdS/CFT猜想,我认为我说的没错,它是所有理论物理学中被引用次数最多的论文,它是一个非常特殊的表面量子力学模型,这就是CFT共形场论,它意味着它是表面上的量子力学,并且是一个精确的证明,证明存在一个双重描述,即这个量子理论描述了一个内部空间几何,这在表面理论中是不存在的,这个空间被称为AdS空间,反德西特空间或其他什么,但它是一个非常完美的证明,证明这两个事物之间存在一对一的描述。

我认为可以公平地说,黑洞,这些奇怪的明显悖论正在告诉我们,我们的宇宙可以用这种方式来描述。所以有不同的方式来描述相同的物理学,嗯,而且它们是截然不同的方式。最终,问题是它不应该那么有问题,因为在这两种描述中,信息都出来了,嗯。但它出来的方式根据你的观点是截然不同的。所以我认为大多数人会说我们正在瞥见某种全息的,顺便说一下,它们被称为全息的,因为如果你想想,嗯,对一个更高维度的东西有一个完整描述意味着什么。

那么让我们非常具体地谈谈这个房间,所以假设这个原理是正确的,顺便说一下,很多人认为它对这个房间是正确的。所以我们有一个围绕房间的表面,比如说墙壁,那里就存在一个理论,它完全描述了房间里的一切。从这个意义上说,我们是全息图,我们都是全息图,因为我们被一个存在于……我的意思是,全息图就是那样的一片胶片,它有一个完美的,一个完美的全息图将是一个完美的3D图像,将被编码在表面上。所以它是一个编码在这个2D表面上的完美3D图像,这确实是我们在这里谈论的图景,你可以通过事件视界和外部的所有信息看到它,内部在那里吗?会发生什么?

所以看起来我们正在世界描述之间切换,有时感觉就像那个故事,嗯,一个一维生物遇到一个二维生物,并试图描述他们的情况,然后一个二维生物,我们某种程度上就像看到了我们自己维度体验的怪异之处,而且正如你所说,如果有人从更高维度看我们,他们会以某种方式清楚地看到这一点,我真的不知道我在问什么,不不,我知道你,我知道你,它有点,是的,你,我们似乎正在努力解决的,是的,正如你所说,它就是这个,它几乎就像一个二维生物试图理解一个三维世界,或者实际上我们正在做的是,是三维生物试图理解四维世界,这就是相对论,我们为此挣扎,这对我们来说很难。

嗯,所以这是一个更深层次的抽象,它,它,我认为我看到有人描述黑洞时说,当我们思考黑洞这种真实存在的事物时,为什么我们会在其中瞥见这种更深层次的自然结构,我看到有人说,这几乎就像这个东西切开空间,并将空间的构成要素悬挂在视界处,所以你可以,这是重力创造的这种奇怪行为,让你开始面对,面对什么,面对空间和时间的结构。所以我们,我们正在谈论,正如我之前所说,回顾过去,线索就在那里,关于温度、熵和空间中编码的信息,为什么?所以看起来我们正在开始瞥见一个关于空间和时间底层结构的理论。

所以这被称为涌现时空,嗯,所以真正的图景是,你有一个描述,顺便说一句,它看起来就像一个量子比特网络,这就是量子计算机,对吧?所以看起来有一个宇宙的描述,其中没有空间和时间,而只是一个网络,它只是信息,这可以一直追溯到约翰·惠勒,我们曾提到过他,伟大的物理学家约翰·惠勒,他有一个想法,他曾经称之为“从比特到万物”,所以“万物”是这个,“比特”是信息,这就是我们似乎正在看到的。

所以我们通向这个更深层次理论的窗口,如果你喜欢,可以称之为量子引力,实际上是关于黑洞的非常简单的问题,黑洞是真实存在的事物,史蒂芬·霍金提出的那个非常简单的问题,这就是为什么霍金的计算如此重要,因为它是我们对世界图景中问题的第一次瞥见,而且这是一个非常非常精确的瞥见。所以这是一个精确的问题:这个东西是否会摧毁信息?如果不会,信息是如何出来的?这是一个简单的问题,但它已经导致并且仍在导致,这就是为什么我一直在比划,你会从任何做计算的专家那里得到不同的图景,我不是其中之一,对吧?但如果你和做计算的人交谈,他们对物理图景不会那么确定,我认为这样说很公平。

那么,公平地说,对黑洞的特定研究,我们正在提出的关于黑洞的特定问题,正在帮助我们解锁关于整个宇宙的更深层次的问题吗?完全正确,说得非常好,而且很棒,其中一件很棒的事情是,你作为一名,比如说,博士生或博士后,或在这个领域工作的人所开发的技术,你为了试图理解黑洞在做什么而开发的技术,与你想要理解量子计算机如何工作所需的技术是相同的。所以,这是一个真正的工程问题,也是一个基础物理问题,你知道,我们正在努力建造这些东西,我们还没有建造出我们想要的那种工作方式的,但显然谷歌、微软、IBM和其他公司正在投入大量资金,因为它们是极其强大的设备。但是现在很多关于它们可能如何工作以及我们如何建造它们的见解,都来自于这个涌现时空领域。

所以这是我所知道的最好的例子,你知道,如果你对一个资助机构说,嗯,我想要钱来研究黑洞,他们会说,嗯,他们很幸运地确实给了我们一些钱,但他们经常会说,这有什么用?我的意思是,有什么意义?你知道,黑洞,有人关心吗?嗯,教训是,当你研究自然,你去尝试研究那些你不理解的,嗯,对我们对物理学的理解提出深刻问题的事物时,在这种情况下,我敢说你很可能会学到一些有用的东西,因为你正在研究现实。而这是我所知道的最好的例子,因为你正在研究完全坍缩的恒星或星系中心的事物,并且你正在获得关于量子计算机、量子比特网络和量子信息的洞察力,这,这是最美妙的事情,这令人难以置信。

所以我应该提一件事,为了给那些正在听或看并想了解更多的人一个完整的图景,有一个非常重要的东西叫做防火墙悖论,正如它最初被引入的那样,我,它还没有被解决,问题是,嗯,当你以黑洞的方式扰乱空间时,当你试图理解信息以及那些在视界一侧和另一侧的纠缠粒子(你知道我们之前讨论过的霍金辐射)发生了什么时,嗯,你确实会遇到一个问题,那就是也许这种等效原理的描述,以及我们从我们的角度自由落入黑洞内部的描述,也许并不完全成立。所以也许你正在挑战广义相对论的这个基础,也许真的没有黑洞的内部,也许真的你没有进去,没有一个“内部”,对吧?所以,嗯,如果你去查阅文献,你会发现防火墙悖论是,这些论文在这场辩论中是重要的论文,然后有些人认为它们已经解决了,另一些人认为它们没有解决,我认为公平地说,这些问题仍然悬而未决。但要强调的是,这里确实有一些非常根本性的事情正在发生,它可能,几乎肯定与空间和时间本身的性质或时空有关,它与时空的几何形状有关,也许是虫洞,也许是那种东西。所以它非常有趣,你会发现深入研究这个主题简直太棒了,因为它发展得如此之快,我们的理解也发展得如此之快。

但最后要说的是,它确实看起来,存在一种宇宙的描述,在某种意义上看起来像一台巨大的量子计算机,这并不意味着有人建造了它,对吧?它不是模拟,但它确实表明,存在一种对现实的良好描述,你可以用某种纠缠量子比特网络的形式写下来,这些量子比特大概是普朗克长度的,谁知道呢,也许甚至那也不明显,对吧?但就是那样。

你知道,我开始讲这个故事的时候,以为我会讲掉进黑洞,然后最终讲到黑洞研究的前沿,然后故事就结束了,但实际上,我现在听你说的,黑洞研究的前沿实际上是宇宙本身研究的前沿,这简直令人难以置信地兴奋,它,它真的很美,不是吗?它们是窗口,几乎就像罗塞塔石碑,让我们能够在宇宙的不同图景之间进行翻译。好的,所以我们大概就到这里结束,是的。

如果我倒回一秒,我的一个问题,只是为了连接我对宇宙的了解,也许是,我们认为黑洞中心的奇点与大爆炸点之间有什么关系?哦,所以你,这是一个非常好的问题,这个东西,所以爱因斯坦理论中黑洞内部的奇点是时间的终结,而在爱因斯坦单独的宇宙演化理论中,在时间的另一端还有另一个奇点,那就是大爆炸奇点,你可能会称之为,你可能会忍不住称之为时间的开始。嗯,这是一个非常不同的奇点。嗯,黑洞是,嗯,最大程度地打乱的信息,对吧?我们所知的宇宙中熵最高的事物,而关于宇宙起源的一个巨大谜团是,它是一个非常低熵的状态。嗯,广义上讲,如果你想了解更多,肖恩·卡罗尔实际上写了很多关于这方面的东西,所以,有很多有趣的东西可以说,但它是一种不同类型的奇点。嗯,那么它们有关系吗?这是问题,我,我会说,是的,我们对它们的理解肯定有关系。嗯,而且,但,但它真的不清楚,当你加入量子力学时,你就会开始问关于大爆炸奇点(如果过去存在这样的奇点的话)是否是,它是什么,它是否是时间的开始的问题,霍金和其他人有一个叫做“无边界”的想法,你知道,再次,一切皆有可能,对吧?但我认为会很好,我,我认为不会很好,正确地说,我确信对这两者的理解是相关的,但我们目前对两者都一无所知。

我确信我正在混淆你所解释的理解碎片,但它是否与你描述的全息原理、全息悖论有关,即我们可以被描述为二维的,可以有一种二维的描述,描述大量落入黑洞的三维质量,而且我们都可以,我们现在是否都生活在一个黑洞的外部?我试图问的问题是什么?不,我,我认为这是一个很好的问题,我,我认为有一个问题,所以有一个宇宙学视界,有不同种类的宇宙学视界,这是一个非常好的问题,但人们甚至不知道如何表达它,但是否有可能你可以用一个存在于某种边界上的量子理论来描述整个宇宙?我认为猜测是肯定的,猜测是,但我们甚至不知道边界是什么意思,对吧?嗯,这是这里的问题之一,所以马尔达塞纳能够证明这一点的原因是,这适用于这种非常特殊的东西,叫做AdS空间,因为在这种特定的几何形状中有一个你可以识别的边界,而我们的宇宙是德西特空间,对吧?没有,不清楚你所说的边界是什么意思,不清楚你问的是什么问题,你知道,正如你所说,很难找到词语,确实如此,我们真的不知道我们在问什么问题。但是那个粗略的图景,即可能存在一个量子理论,某种程度上这个量子比特网络产生了几何时空,这个观点被广泛接受,对吧?所以我们,但是当你试图深入细节时,它只在一个非常特定的模型中完全实现,那是一种玩具模型,不是我们的宇宙,所以我们的宇宙可能不接受那种描述,可能是那样,但从技术上讲,目前肯定超出了我们的能力。

但这是一个很棒的想法,实际上最近有一篇论文,所以人们开始使用谷歌芯片,Willow芯片,嗯,它是一个非常强大的,它不是一台量子计算机,它是一种原型量子计算机,所以人们已经开始使用它,因为它是一堆你可以纠缠的量子比特,你可以设置它,而且它控制得非常好,所以虽然我们不知道如何真正地在上面进行量子计算,但你可以尝试说,我能否将它们设置成空间从它们中涌现出来,最近有一篇论文,其中描述为一维虫洞的东西被制造出来了,这个东西不会存在于我们的宇宙中,它会,但它有点从这个结构中涌现出来,这就是我们试图得到的图景,它是一篇好论文,它已经经过同行评审,它是一篇有争议的论文,你会在网上看到很多相关内容,但值得一看这些论文。而且到这篇论文,嗯,发布的时候,可能还有其他论文,很多人都在研究它,所以。而且实际上还在建造小小的时钟,小小的量子时钟,微型时钟,因为我们甚至不知道时钟在最基本层面上是什么,因为我们不知道时间是什么。所以我们,我们正在这项研究中讨论关于现实的非常基本的问题,但这一切都来自于这些,对吧?这有多酷啊?它来自于思考那些事情,太酷了,谢谢你如此认真地对待这个问题,这是一个很好的问题。

不,它,而且我认为这真的很有启发性,嗯,我们俩都没有,因为没有人有那种语言,当你深入到真正的细节时,你最终谈论的是数学。嗯,甚至数学也不完整,所以我们谈论的是前沿研究,这需要很长时间,我的意思是,即使是量子力学,如果你想想量子力学,如果我们谈论量子力学,这是一个有百年历史的理论,经过了很好的检验和很好的理解,但是当你试图用语言来谈论它时,写下方程或类似的东西要容易得多。我的意思是,即使费曼在他的费曼讲座中谈到这个叫做双缝实验的东西时也说过,这是对量子力学行为方式的一个很好的描述,但最终费曼说,你知道,数学上很简单,我可以写下一行字来告诉你这种干涉是如何工作的以及所有这些事情,但如果你试图说,那这意味着什么?会发生什么?这对我们对现实的图景意味着什么?那么我们现在仍然在争论,但数学很简单,这甚至更糟,因为这里的数学真的很难,我们真的不知道它在告诉我们关于现实什么。

我真正欣赏你和你的工作的一点是,你对宇宙怀有这种敬畏感,我认为我最欣赏的一点,而且我确信我代表很多人说,是你把这种敬畏感带回给人们,你说:“嘿,你不记得你小时候仰望天空是什么感觉了吗?”而实际上,当你对宇宙了解得越多,那种敬畏感反而会增加而不是减少,我认为这真的很特别,我认为人们需要这个,首先我只想说谢谢你,哦,谢谢你。其次,我给你的最后一个问题是,鉴于你所知道的一切,当你走到外面仰望夜空时,你有什么感觉?哦,这是一个很棒的问题,嗯,你之前也提到过,嗯,敬畏感、神秘感和美感会随着你对所看之物的了解越多而增加,它不会减少,谜团,谜团的数量会随着你观察得越多而增加,即使你想到银河系,它也是不可思议的。

所以它是一个美丽的东西,值得一看,所以任何正在观看的人,如果是一个晴朗的夜晚,你又远离城市灯光,你可以去,我们都在某个时候看过银河系,即使是那样,如果你试着想象它是什么,你了解到它是一个拥有2000亿,也许4000亿颗恒星的星系,那意味着什么?2000亿颗恒星,其中大多数都有行星,所以会有数万亿颗行星,光需要10万年才能穿过那个东西,所有这些,我认为你甚至无法内化,那是一种简单的事情,因为它只是一个星系,我们了解星系,然后你谈到,正如我们所谈论的,那个星系的中心存在这个东西,超大质量黑洞,然后我们不知道,我们不知道那个东西是什么。你可以朝它看,所以你可以朝人马座看,尤其是你越往南,就越容易看到,但你可以朝星系中心的方向看,所以如果你,如果你不是太靠北,你可以出去看看,对吧?你可以用你的眼睛看它,嗯,是的,并对它感到惊奇,所以这就是我,我真的相信,我知道理查德·费曼多年前说过,许多其他人也说过,但你对自然了解得越多,它就变得越神秘和神奇,那是一个美丽的地方,那么非常感谢你的时间。