这本书讲的是我们在空间和时间观念上的革命及其重要结果,有些结果现在还不明朗。它也是一个迷人的故事,作者曾亲历过为认识黑洞—也许是宇宙间最神秘事物的奋斗和成功。
过去人们常想,地球表面显然是平直的,它要么无限延伸,要么存在着边界,如果谁愚蠢地走得太远,他准会落下去。麦哲伦(Magellan)和其他环球旅行者的安全返回,令人们相信地球表面是弯曲的,自我封闭为一个球面;但人们仍然想当然地以为,这个球存在于欧几里几何法则意义上的平直空间,即平行线永不相交的空间。然而,1915年,爱因斯坦提出一个理论,把空间和时间结合为一种叫“时空”的东西,它不是平直的,而是被其中的物质和能量弯曲(或卷曲)了。在我们邻近,时空几乎是平直的,在正常情况下不会出现曲率带来的差异。但在宇宙更远的地方,时空弯曲的某些结果比爱因斯坦所认识的更加惊人。一个结果是,恒星可能在自身引力作用下坍缩,使周围空间发生弯曲从而将自己同宇宙其他部分分裂开来。爱因斯坦本人不相信会发生这样的坍缩,但大多数人都证明了,这是他的理论所不可避免的结果。
那些人如何证明这个结果,如何发现坍缩在空间留下的黑洞的奇异性质,正是本书的主题。 是一部活的科学发现的历史,作者是发现的参与者;在这点上,它很像DNA结构(它使我们认识了遗传密码)的发明者活森(James Watson)写的《双螺旋》。不过,与DNA发现不同的是,这里没有能指导探索者的实验结果,倒是黑洞理论早就建立起来了,那时还没有任何它们确实存在的观测证据。我不知道科学中还有没有别的例子,一个伟大的推论是完全依靠思想的基础而成功提出的。它说明了爱因斯坦理论的巨大威力和深远意义。
我们还有许多未知的事情。例如,落进黑洞的物体和信息会发生什么?它们会在宇宙其他地方或在另一个宇宙重新出现吗?我们能让空间和时间充分卷曲而回到过去吗?这些是我们为了认识宇宙而正在追寻的一部分问题,也许真有人能从未来回到现在,把答案告诉我们。
展开