Janna Levin: 詹娜·莱文：黑洞、虫洞、外星人、悖论与额外维度
#468 – Janna Levin: Black Holes, Wormholes, Aliens, Paradoxes & Extra Dimensions
Guests: Janna Levin
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§01文字稿 1
……黑洞会让周围的空间和时间发生弯曲，就像我们一直在描述的那样，物体会沿着空间中的这些弯曲下落。如果黑洞四处移动，这些弯曲就得跟着它们走，对吧？但它们的传播速度也不能超过光速。所以实际发生的是，比如说黑洞在四处移动，也许我有两个互相绕转的黑洞，这是可能发生的。这需要一段时间。空间本身的形状里会产生一种波，当黑洞起伏运动时，这种波会跟随着它们。最终这两个黑洞会合并。而且正如我们之前谈到的，这并不需要无限长的时间，尽管存在时间膨胀，因为它们俩都非常大，对时空的扭曲非常剧烈。我面对的不是一颗小小的弹珠落过事件视界。我有两个事件视界，在模拟中你能看到一阵晃动，它们融合在一起，形成一个更大的黑洞。
然后它以引力波的形式向外辐射。它把所有那些不完美都辐射掉，最后安定下来，成为一个平静的、完全寂静的、正在自转的黑洞。很美的东西。而且它会释放出 E=mc² 的能量。所以最终那个黑洞的质量会小于最初两个黑洞质量之和。这部分能量就在时空的这种“鸣响”中被辐射出去。必须强调，这不是光。这一切都和字面意义上的光无关，不是那种用普通测光设备就能探测到的光。X 射线是一种光，伽马射线是一种光，还有红外线、可见光。整个电磁波谱，没有任何一部分是以光的形式发射出来的。它是完全黑暗的。
嗯哼。
它只以空间形状的涟漪这种形式发射出来。很多时候人们会把它比作更接近声音的东西。严格来说，我们大致论证过——我是说，我还没做过解剖学上的计算——但如果你离两个正在碰撞的黑洞足够近，它们确实会让时空以人类听觉范围内的频率鸣响。这个频率确实落在人类的听觉范围内，空间的形状即使在真空中也能挤压和拉伸你的鼓膜，你就能听到，真真切切地听到这些波在鸣响。
以下是与詹娜·莱文的对话。她是一位理论物理学家和宇宙学家，专攻黑洞、额外维度宇宙学、宇宙拓扑以及时空中的引力波。她还写过几本非常精彩的书，包括：讲宇宙形状与大小的《How the Universe Got Its Spots》；讲天才、疯狂与知识极限的《A Madman Dreams of Turing Machines》；讲 LIGO 与引力波探测的《Black Hole Blues and Other Songs From Outer Space》；以及专门讲黑洞的《Black Hole Survival Guide》。这是一场有趣又引人入胜的对话。这里是莱克斯·弗里德曼播客。如果想支持本节目，请看看节目简介里的赞助商。现在，亲爱的朋友们，有请詹娜·莱文。
我得说，你给我发消息说别一大早开始，这让我觉得我们是志趣相投的人。你在信里写道：“伟大的物理学家西德尼·科尔曼被邀请参加上午 9 点的会议时，他的回答是：‘我熬不到那么晚。’”
是啊，经典。西德尼深受大家爱戴。
说实话，我觉得所有最好的想法，也许还有最糟糕的想法，都是在夜里冒出来的。夜晚有某种特别之处。也许是那份寂静，也许是四周的安宁，也许是黑暗。你可以和自己独处，可以深入地思考。
我觉得那是半夜里偷来的时间，因为那时候不忙。你的电子设备不会叮叮作响。真的没有任何非做不可的压力。而我经常半夜醒着。所以这就像是一天里多出来的几个小时。我记得我们当时是在凌晨 4 点互发消息的。
所以在这一点上，还有在很多其他方面，我们都是志趣相投的人。那我们就来聊聊宇宙中最酷的天体之一：黑洞。它们是什么？也许一个好的切入点是先谈谈它们是怎么形成的。
在某种程度上，人们常常把黑洞如何形成和黑洞这个概念本身混为一谈。黑洞最初被提出时，爱因斯坦非常惊讶这样的解这么快就被找到了，但他真心认为大自然会保护我们，不让它们形成。然后大自然想出了一个办法。大自然想出了一种制造这些疯狂天体的办法，那就是让一些恒星死去。但我认为存在一种混淆，就是认为死亡的恒星——那些质量非常非常大、走向死亡的恒星——就等同于黑洞这种现象。事实真的不是这样。黑洞比单纯的恒星死亡状态更普遍，也更基本。不过，就连人们如何意识到恒星可以形成黑洞的这段历史也相当引人入胜，因为整个想法其实只是从一个思想实验开始的。
想想看，那是 1915、1916 年，爱因斯坦以一种后来成为经典表述的方式完整阐述了相对论。在那之前经历了很多反复修改。当时正值第一次世界大战，他收到了一位朋友从东线寄来的信，这位朋友就是卡尔·史瓦西。史瓦西是在战壕里、在炮火间隙求解了爱因斯坦方程的，有人开玩笑说他是在计算弹道轨迹。他还会翻阅普鲁士科学院的会刊，这再正常不过了。他是一位天文学家，四十多岁才参军。他找到了爱因斯坦方程的一个非常了不起的解。这是第一个精确解。他并没有把它叫做黑洞，过了几十年它才被称为黑洞。但我喜欢史瓦西这项工作的一点在于，它是一个思想实验。它与观测无关，也与在自然界中造出这些东西无关。
它真的只关乎这个想法本身。他设定了一个完全站不住脚的情境。他说：“想象我把一颗恒星的全部质量压缩到一个点上。别问这是怎么做到的，因为那真的很荒谬，但我们就假装一下，就设想有这么一个情境。”然后他想弄清楚，如果我设定这样一个令人困惑、却又在某种意义上非常简单的情境，时空会发生什么。而当时爱因斯坦方程真正告诉大家的是，物质和能量会使空间和时间弯曲，而一旦时空被塑造成形，弯曲的时空又会告诉物质和能量如何下落。于是他找到了这个美丽的解。这个解最令人惊叹的地方在于，他发现了一条分界，也就是事件视界，越过这个区域之后，连光都无法逃逸。如果你今天问我，在过了这么多年、一百多年之后，我会说，那就是黑洞。
黑洞不是被压缩到一个点上的质量。黑洞就是事件视界。而事件视界其实只是时空中的一个点，或者说时空中的一个区域。实际上在这个例子里，它是时空中的一个曲面。它标志着事件之间的分隔，这就是它被称为事件视界的原因。外面的一切与里面在因果上是分隔开的，也就是说，事件视界内部的东西无法影响外部的事件。外面的东西可以影响里面的事件。我可以把一个探测器扔进黑洞，让里面发生某些事情。但反过来就不行。掉进去的人没法把探测器送出来。这种单向性才是黑洞真正深刻的地方。
有时我们会说黑洞什么都不是，因为在事件视界那里，真的什么都没有。有时我们想到黑洞，会想象成一颗非常致密的死亡恒星。但如果你走到事件视界跟前，那里是一片空荡荡的时空区域。与其说它是一个东西，不如说它是一个地方。爱因斯坦觉得这非常有意思。他帮忙让这项工作得以发表，但他真的不认为这些东西会在自然界中形成。我猜卡尔·史瓦西也不这么认为。我想他们以为自己是在解决理论上的数学问题，而不是在描述后来被证明是引力坍缩最终状态的东西。
也许这个思想实验的目的就是找出理论的局限。所以你去找最极端的情况，以便弄清理论在哪里失效。而恰好在这个例子里，它可能真的预言了这类极端天体。
两者都有。它在远处也能描述太阳。同一个解能很好地帮助我们理解地球绕太阳的轨道。这很不可思议。它做得非常好，几乎有点大材小用。你其实不需要像相对论那么精确。是的，它预言了黑洞这种现象，但并没有真正解释大自然会怎样形成它们。不过除此之外，它也确实预示了理论的失效。我是说，你在这一点上说得很对。它实际上是在说，哎呀，可你一路走到中心，嗯，这听起来就不对劲了。
有时我把它比作一个垂死的人在泥地上划下记号，表明这里出了问题。对吧？它在发出信号：有某个罪魁祸首，理论里有什么地方不对。就连罗杰·彭罗斯——他做了这项一般性的工作，试图理解黑洞如何由引力坍缩形成——他也认为，哦对，奇点是不可避免的。一旦形成了黑洞，就没有办法绕开它。但他说，这很可能只是因为我们忘了把量子力学考虑进来而造成的缺陷，等我们把它考虑进来，就会对此有不同的理解。
所以按照他的说法，你离奇点越近，量子力学的作用就越大，因此并不存在奇点，而是有别的什么东西。
我想每个人都会这么说。我想每个人都会说，你离奇点越近，就肯定必须把量子力学考虑进来。你不可能在不纳入量子力学的情况下，自洽地讨论放大到如此微小的尺度、出现如此巨大的撕裂、曲率和能量尺度，那和我们所理解的世界根本不一致。
所以你描述了一个颠覆认知的观点：黑洞与其说是有时人们所描述的那种超高密度物质，不如说更接近于一个时空区域，甚至更进一步，就是虚无。它什么都不是。这似乎是你喜欢说的一句话。
是的。我确实喜欢说黑洞不是一个“东西”（no thing）。
不是一个东西。
它们是虚无。
好吧，那这到底[听不清 00:11:06]？
这就是我的意思，那正是黑洞更深刻的一面。你最初问的是，它们是怎么形成的？我认为，即使你试图在混乱的天体物理系统中形成它们，到头来留下的依然是虚无。这是一个非常大的意外。尽管爱因斯坦接受了这是一个真实的预言，但他并不认为它们真的会被造出来。而相当惊人的是，像奥本海默这样的人——实际上这可能是奥本海默最重要的理论工作——他们当时在思考核物理和量子力学，却是在这类带有理想色彩的问题的背景下。恒星为什么会发光？太阳为什么如此光芒四射、如此炽热，是这样一个奇妙的光源？正是像奥本海默这样的人开始提出这个问题：那么，恒星会不会坍缩形成黑洞？它们会不会变得如此致密，以至于最终连光都无法逃逸？
所以我觉得，这就是为什么人们以为黑洞就是那种致密天体。通常大家也是这么描述的。但实际发生的是，这些质量非常大的恒星在燃烧热核燃料。它们有大量热核燃料在燃烧，释放能量，也就是 E=mc² 的那种能量。所以它在进行聚变，它就是一颗聚变炸弹，一颗持续爆炸的热核炸弹，而它最终会耗尽燃料。它会耗尽可供聚变的氢、氦之类的东西，然后形成一个铁核。要越过铁继续聚变，在能量上其实是很不划算的，所以它就没法再那么轻易地继续下去了。于是它突然就没燃料了。如果这颗恒星质量非常、非常、非常大，远比我们的太阳大，可能是太阳质量的20倍、30倍，它就会在自身重量下坍缩。这种坍缩极其迅速、极其剧烈，并且会产生一道激波。
这就是超新星爆发。其中很多恒星会反弹，因为一旦被压紧，它们就达到了一个新的临界状态，可以重新点燃，聚变出更高序数、更重的元素，这基本上就引爆了一颗炸弹。于是恒星爆炸了，而这对我们是有益的，因为这正是你我之所以存在的原因。恒星把自己的物质送回太空，你我才得以由碳、氧以及所有这些好东西构成。我们不只是氢。所以是太阳们为我们做了这件事。
然后剩下的部分有时会变成一颗中子星，这是一种非常酷、非常迷人的天体，密度极高，但比黑洞大，也就是说它还没有致密到能变成黑洞的程度。它是一个实实在在的东西。中子星是真实存在的实体，就像一个巨大的中子。真的是电子被硬挤进质子里，形成这种由超导物质构成的巨型原子核，非常奇特、非常了不起的天体。但如果核心比这更重，也就是超过太阳质量的两倍，它就会变成黑洞。奥本海默在1939年和他的学生写了一篇很漂亮的论文，说他们相信引力坍缩的最终状态实际上就是黑洞。这是一个惊人的、真正有远见的结论。不过这篇论文发表的同一天，纳粹进军波兰，所以它在报纸上没有引起多少关注。是啊，
我们觉得如今社交媒体上戏剧性的事情很多。想象一下当时的情形。这边一个人在预言自然界中实际上会如何形成这种最激进的天体，这种连爱因斯坦的脑子都被搞崩了的东西；与此同时，历史上最邪恶的人之一，如果不是最邪恶的那个，正在迈出发动一场全球战争的第一步。
我还很喜欢这段历史给出的一个教训：科学是多么不偏不倚。因为他当时在问这些理想主义的问题，那个时代的其他人也一样，关于核物理和恒星的问题。你可能知道迈克尔·弗雷恩的戏剧《哥本哈根》。剧中有一句他归于玻尔的台词。玻尔是量子力学早期奠基阶段的伟大思想家，丹麦物理学家。剧中玻尔对妻子说，还没有人想出用量子力学杀人的办法。当然，后来就有了核弹。我喜欢这段历史的地方在于，当时科学家承受着压力，要用这些核物理做点什么，要加入核武器竞赛。但其实就在同一时间，1939年，奥本海默真正在思考的是黑洞。克里斯·诺兰的电影里甚至有一句很短的台词，很难注意到。电影里提到了这件事，他们半开玩笑地说：“好吧，看来现在没人会关注你的论文了。”因为纳粹进军了波兰。
奥本海默另一个了不起的地方在于，他同时也是造出原子弹的核心人物。
对吧？
所以这是理论和实验与地缘政治撞在了一起。
没错。当然，奥本海默现在被称为“原子弹之父”。他说到“世界的毁灭者”，但这是同一种技术。这就是我说科学不偏不倚的意思。对吧？这是同一种技术：越过临界质量，点燃热核聚变。最终用到的是裂变，最初的原子弹是一颗裂变弹。而裂变最早是由莉泽·迈特纳证明的，她发现某种铀在用质子轰击时，会碎裂成比铀更小的碎片，对吧？于是有一部分质量，也就是那份 E=mc² 的能量，跑掉了。这是对爱因斯坦这个最著名方程的第一次具体验证。所以所有这些都汇集到了一起，但这个故事……那时它们还不叫黑洞。那是1939年。他们用非常冗长的说法来描述这种最终状态，也就是引力坍缩那种灾难性的最终状态。
但你得想象，当这颗恒星坍缩时……那么太阳是什么样的？太阳直径约150万公里。想象一颗比太阳大得多的恒星，半径大得多，而且非常重。它坍缩了，发生超新星爆发，剩下的部分，光是核心剩下的，可能仍有太阳质量的10倍。它继续坍缩。当它缩到直径大约60公里时，你想象一下，10倍太阳质量压缩到一座城市那么大，那是极其致密的天体。这时黑洞基本上就开始形成了，意思是时空弯曲得极其厉害，连光都无法逃逸。事件视界形成了，但事件视界几乎就像是印在时空上的，因为恒星没法停留在那种致密状态，就像它没法以光速向外冲一样。因为连光都被迫向内倾泻。
所以恒星继续下落，这就是神奇的地方。恒星把事件视界留在身后，继续下落，落进黑洞内部，它去了那里。没有人真正知道会怎样，但它已经从视野中消失了。它变暗了。约翰·惠勒是美国相对论界的元老，他有一句话，大意是：“这颗恒星就像柴郡猫一样从视野中渐渐消失，一个只留下它的笑容，另一个只留下它的引力吸引。”他当时在做一场讲座，地点其实就在纽约哥伦比亚大学附近、《宋飞正传》里那家汤姆餐厅的楼上。
不错。
那里曾经有，或者说现在仍然有一个地方，人们在那里做天体物理学讲座。那是1967年。惠勒不厌其烦地说着那个累赘的术语，“灾难性引力坍缩的最终状态”，据传有人在后排喊道：“那叫黑洞怎么样？”据说他随后就把这个词推广给了全世界。惠勒很擅长这么做。
我很喜欢这类术语，大爆炸、黑洞。有些术语，我是说，它们就是指出房间里的大象，然后管它叫大象。它就是一个黑洞。这是相当准确又深刻的描述。我只是想指出，我第一次看这篇奥本海默1939年的论文，它只有两页。差不多三页。
哦，是的。写得非常漂亮。
其中一些论文的简洁，太牛了，就这样彻底革新了整个物理学，爱因斯坦就这么干过好几次。就这么简单：“当所有热核能源耗尽时，一颗足够重的恒星就会坍缩。”这开头真绝。“除非由自转引起的裂变、质量的辐射，或者辐射吹走质量，使恒星的质量降低到太阳质量的量级，否则这种收缩将无限持续下去。”后面就这么一路写下去。
是的。不过我得说，正是创造“黑洞”一词的惠勒，在这件事上让奥本海默很不好过。他认为奥本海默错了。两人陷入了一种有时被形容为相当激烈的，我不确定是否真能称之为宿怨，但确实存在不愉快。惠勒实际上花了几十年时间说奥本海默是错的。后来，通过他的计算机工作，也就是惠勒早期用计算机做的那些工作，当时他也在试图理解核武器，而在和平时期他们发现自己又回到了这些天体物理问题上，他最终认定奥本海默其实是对的。他原先认为他们采用的设定太简单、太理想化，如果去看更现实、更复杂的情况，这个结论就会直接消失。而事实上，他得出了相反的结论。有个故事说，惠勒宣布黑洞确实很可能是质量非常、非常大的恒星引力坍缩的最终状态时，奥本海默就坐在礼堂外面。有人问起他这件事，奥本海默大概是说：“嗯，我已经转去研究别的东西了。”
因为你在很多地方写过科学背后的人，所以我得问问你这件事，关于核武器。那是最伟大的头脑聚在一起，创造出这种最可怕、最强大的技术；而现在我有机会和一些世界领导人交谈，对他们来说，这项技术是地缘政治棋盘上所用工具的一部分，也许是以隐含的方式。作为一名物理学家，一个研究过物理学家、也写过这些物理学家、这些背后的人的人，对于人类历史上这个时刻，物理学家们聚在一起创造出这种足以摧毁整个人类文明的武器，你有什么看法？
我认为那是科学史上一个极其痛苦的时刻。人们会谈到海森堡，他留在德国，为纳粹自己的造弹计划工作。曾经有一种带着希望的说法，认为海森堡也许是故意让核武器计划脱轨的，但我认为这种说法基本上已经被推翻了：如果他能造出原子弹，他是会造的。要不是他在最初估算需要多少材料、或者如何越过能量势垒时犯了一些相当简单的错误的话。这是一个可怕的念头。我不知道我们当中有谁真能设身处地去想象自己面对那种困境，不得不主动参与去思考用量子力学杀人的办法，然后去造出原子弹。我认为，如今绝大多数物理学家都觉得我们不应该继续扩散核武器。很少有理论物理学家希望看到这种情况持续下去。
在那个历史时刻，苏联有出色的科学家，纳粹德国有出色的科学家，美国也有出色的科学家。很容易想象，最先造出原子弹的会是这三方中的另一方，而不是美国。那世界会有多么不同？从博弈论的角度来看，我觉得可以说是美国的概率只有33%。如果苏联拥有了原子弹，我认为他们会在欧洲战场以可怕得多的方式使用它，也许还会转而对付美国。而希特勒，显然他会使用它。我认为毫无疑问，他会用它杀死数亿人。
在博弈论的版本里，这是危害最小的结果。
是的。
是的。但我认为，任何博弈论学者推演时，都不会有一个没有原子弹的结果。
但我觉得，如果我们把地缘政治、意识形态和邪恶的独裁者都拿掉，那些人都只是科学家。我认为他们未必会去考虑意识形态。这是一个深刻的教训，关于伟大的科学与那些烦人的、有时是邪恶的政客之间的联系：政客会把科学用于或好或坏的目的，而科学家也许不会。天哪，他们对科学如何被使用到底有没有控制权？这很难说。
他们没有控制权，对吧？一旦它被造出来，决定它如何使用或是否克制的，就不再是科学推理了。但我要说，我确实认为那并不是[听不清 00:25:16]往后三分之一的情况，因为美国不一样。我觉得在当前这种特殊的氛围下，这是我们必须思考的问题。那么多科学家逃到了这里。他们是逃到这里来的。美国人可没有逃往纳粹德国。他们来到这里，驱动他们的不只是爱国情怀。我是说，那确实是一种爱国情怀，这很明显，但又不止于此。他们是真正明白欧洞的威胁，明白欧洲正在发生什么，以及那种生活是什么样子。局势转变得多快啊，原本自由奔放的柏林文化，转眼间就落入了一个压迫而恐怖的政权之下。所以我认为，这件事在美国发生的可能性要高得多。
美国体制里有某种东西，说出来有点老生常谈，但就是自由，各种各样的个人自由，在最好的状态下，它们造就了一个非常有活力的科学共同体。这对科学家来说真的很令人兴奋。
当然，而且维持这一点非常有价值，维持辩论的活力、经费的活力，以及那些机制。
绝对是这样。全世界的人都涌向了这里。而如果我们不再拥有思想自由，情况就不会是这样了。
是啊。这里有件值得思考的事。21世纪中美之间的紧张关系、那场冷战，其中一些同样的问题、一些同样的观念会再次浮现，而我们要确保科学思想能够有活力地自由交流。我记得大多数诺贝尔奖得主来自美国，对吧？
是的。我手头没有具体数字，但是——
但比例是格外高的。
比例是格外高的。事实上，很多粒子物理学领域的得主来自布朗克斯，而且他们是欧洲移民。
这该怎么解释呢？
他们逃离欧洲，恰恰就是因为我们正在讲的这种地缘政治。所以他们没有成为来自苏联或东方阵营的诺贝尔奖得主，而是成了来自布朗克斯的得主。
这也正是你书里写的东西。我们也会一次又一次回到这一点：科学是由人来做的。其中一些人非常迷人。有紧张关系，有争斗，有人独来独往，有人是出色的合作者，有人饱受折磨，有人随和轻松，诸如此类。这正是它美妙的地方，我们有时会忘记，做科学的是人。而人是混乱的、复杂的、美好的，这些都有。
是的。
那我们刚才在聊什么来着？哦——
恒星坍缩。
好。那我们能不能回到恒星坍缩形成黑洞这件事上？那个超高密度的东西，在哪个时刻变成了“什么都没有”？我们能不能在这个概念上多停留一会儿。
好的。假如我正在掉进一个黑洞，就在我穿过这片空无一物的区域、穿过这条分界线的那一刻，我非常迅速地尝试——我恰好知道它在哪儿，是我算出来的，因为那里并没有一条线。没有任何迹象表明它在那儿。没有路标。我可以发出一个小小的光脉冲，试着恰好在事件视界处把它向外发射。于是它以光速向外奔去。它可以悬停在那里，因为从我的角度看，这非常奇怪。时空就像一道向内倾泻的瀑布，而我正被这道瀑布裹挟着往里拖。我没法在事件视界停下来。它来了，又过去了。转眼它就在我身后了。那束光可以试图停在那里，就像一条鱼逆着尼亚加拉瀑布游，顶着瀑布停在原地。
就像卡在那儿了。
但它就是卡在那儿了。所以这就是你能拥有一个小路标的一种方式：如果你从旁边飞过，你会觉得它在以光速运动。它以光速从你身边掠过，但它就那样一直停在事件视界上。
所以你往回落，穿过事件视界，就在那一刻你向外射出一个光子。
对。
然后它就卡在那儿了。
它就卡在那儿了。不过它非常不稳定。所以恒星没法停在那里。关键就在这儿。它就是不行。于是它随着这道瀑布向内倾落，但从外部来看，我们真正需要关心的始终只有事件视界。我无法知道它发生了什么。它可能是纯粹的物质和反物质被扔到一起，在内部湮灭成光子，把全部质量都转化为光的能量，但这对我来说无关紧要，因为我无法知道内部发生的任何事情。
好，我们能不能在这里多停留一下？那么，关于黑洞内部在那一刻发生了什么，我们有哪些模型？我想，你给我们的一个直觉、一个重要提醒是：嘿，我们对黑洞内部可能发生什么知之甚少。所以我们得小心，不要轻易做出……最好把黑洞理解为一个事件视界。但关于黑洞内部的时空物理，我们能知道什么，又已经知道什么？
在思考数学告诉我们什么这件事上，我不介意大胆一点。
我不太算观测派。我的工作非常偏理论。很多时候真的就是纸和笔。这些是我认为我们可以去做、去思考的思想实验，至于我们是否终将知道答案，那是另一个问题。我们怀疑黑洞内部会发生的最美妙的事情之一，就是空间和时间在某种意义上互换了位置。假设我在黑洞外面，比如待在一个舒舒服服的空间站里。这个黑洞也许是太阳质量的10倍，直径60公里。我可以在100公里之外。那已经非常非常近了，但绕着它运行相当安全，没什么大不了的，就在那儿待着。我不招惹黑洞，黑洞也不招惹我。它不会把我吸进去，像个……
我不招惹黑洞，黑洞也不招惹我。它不会像吸尘器那样把我吸进去，或者发生什么疯狂的事，但是某个……我的宇航员朋友跳了进去。当他们穿过事件视界时，我所说的“空间”……我在外面看着黑洞这个球形的阴影，它也许是由周围的光衬托出来的。它是个阴影，因为所有靠得太近的东西都会掉进去。它就只是映衬在明亮天空下的一块反差。我会想，哦，这里有一个球体的中心，而球心处就是奇点。从我的角度看，它是空间中的一个点，但从掉进去的宇航员的角度看，它实际上是时间中的一个点。他们对空间和时间的概念已经彻底旋转了，以至于我所说的朝向黑洞中心的那个空间方向，就像一个实体球的中心，他们会告诉我——其实他们没法告诉我——但他们会得出结论：“哦不，那不是空间中的一个位置，那是时间中的一个位置。”
换句话说，奇点最终落在了他们的未来里，他们无法避开奇点，就像无法避开时间向他们走来一样。一旦你进入黑洞内部，就没有任何花招能让你绕开它，绕开奇点。你没法让自己进入绕它运行的轨道。你没法试着点燃火箭远离它，因为它在你的未来。必然会有一个时刻你会撞上它。通常对于恒星质量的黑洞，我们认为这只需要几微秒。
从事件视界到——只要几微秒？
到奇点。
到奇点。天哪。天哪，所以这是从你那位宇航员朋友的视角来描述的。
是的，从他们的视角看，奇点在他们的未来。
那从你的视角看呢？当你的朋友掉进黑洞，而你在外面悠闲地看着时，你看到了什么？
一种理解方式是，当你接近黑洞时，宇航员的时空相对于你的时空在发生旋转。比如说现在，我的左边是你的右边。我们并不会因为左右存在这种相对性而感到惊讶，这完全可以理解，而且我可以做一个空间旋转，让我的左边和你的左边对齐。现在，我已经把左边完全转过去了。如果我想画一张类似罗盘的示意图——不是罗盘图，而是地图顶部标着北、南、东、西的那种——不过现在时间是上下方向，空间的一个方向比如说是东西方向。可以这样理解：当你接近黑洞时，就好像你在时空中发生了旋转。这会产生什么效果？效果就是，随着这位宇航员越来越接近事件视界，他们的一部分空间被旋转进了我的时间，他们的一部分时间被旋转进了我的空间。换句话说，他们的时钟看起来与我的时间越来越不对齐。总体效果是，他们的时间似乎膨胀了，他们手表上——比如说表盘上——相邻两次滴答之间的间隔，相对于我的被拉长了、膨胀了。
在我看来，他们的手表走得很慢，尽管它们和我的手表出自同一家工厂，两块表都同步得完美无缺，而且都是顶级的瑞士手表。看起来我同伴的时间流逝得更慢了，同样，在他们看来，我的时间走得飞快。在我的空间站里可能已经过去了好几年。我的植物生长又凋零，死去了。我衰老得更快。我已经满头白发，而他们还在往下掉，在他们的参考系里才过去了几分钟。他们小火箭里的花还没有腐烂。他们没有白头发。相对于我们，他们的生物钟变慢了。最终在事件视界处，这种效应极端到如此之慢，从我的角度看，就好像他们的时钟完全停止了。也就是说，就好像他们的时间完全被旋转进了我的空间。这与黑洞内部空间和时间互换位置的想法是相关联的。我可能会看到他们在那里悬停上千年。我的空间站里可能会有其他宇航员出生。一代又一代人可能在那里繁衍生息，看着这位可怜的宇航员永远也掉不进去。
基本上，时间几乎静止了，但我们仍然——他们确实会掉进去。
他们最终确实会掉进去。这是因为他们自身有一定的质量，所以他们不是一个完美的无质量粒子，因而会让事件视界产生一点形变。你实际上会看到事件视界晃动一下，把宇航员吞没。在某个有限的时间内，宇航员确实会掉进去。
就好像我们周围有这么一个奇怪的时空泡泡。然后黑洞那边有一个非常大的时空弯曲泡泡之类的东西，形成一种漂亮的漩涡状局面。你就是这样被吸进去的。如果你是一个完美的、无限小的粒子，你就只会——
花的时间越来越长。
大概就只会卡在那儿之类的，但不会，因为还有量子力学。
最终，你会掉进去。任何扰动都只会朝一个方向发展。它在一个方向上不稳定，而且只在这一个方向上。非常重要的是要记住，从宇航员的视角看，几乎没有过去多少时间。就你自己而言，你只是径直滑了过去。那里不会发生什么戏剧性的事情。你甚至可能意识不到自己已经到了事件视界。你甚至可能意识不到自己已经穿过了事件视界，因为那里什么都没有。这是时空中一片空无一物的区域。没有任何标记告诉你，你已经到达了这个非常危险的不归点。当你还在外面时，你可以拼命点燃火箭，甚至也许能逃脱，对吧？可一旦到了那个点，无论多少能量，哪怕是宇宙中所有的能量，都救不了你免于这场劫难。
黑洞有不同的大小。我们能不能聊聊，掉进黑洞的体验会如何随黑洞大小而不同？
好的。
据我理解，黑洞越大，掉进去的体验就越不剧烈。
这可能会让人意外。黑洞越大，你就越察觉不到自己已经越过了事件视界。一种理解方式是：东西越大，它的曲率就越不明显。如果我站在一个篮球上，我会非常清楚自己是在一个弯曲的表面上保持平衡。我的两只脚处在不同的位置，我能真切地感觉到。而在地球上，你其实得动点脑筋才能推断出地球是弯的。行星越大，你就越不会注意到它的曲率，也就是整体曲率。黑洞也是一样，一个非常非常巨大的黑洞，感觉上就差不多是平的，你不会真正察觉到。
我在试着弄明白这个……因为如果你察觉不到——
那里什么都没有。
这物理真怪。
在你的参考系里。
不。
嗯，还有一件很酷的事。我喜欢破除迷思。你需要缓一会儿吗？你都抱着头了。
感觉上你应该能知道自己什么时候进入了黑洞、什么时候越过了事件视界，但其实不然，从你的参考系来看，你可能无法知道。
是的，至少一开始你可能意识不到发生了什么。不过会有一些迹象。比如说，黑洞从外面看是黑的，但里面不一定是黑的。这一点很有意思：你的体验可能是相当明亮的
在黑洞内部，因为整个星系的光都可能从你身后照进来。这些光会被聚焦，因为你们都在接近内部这个高度聚焦的区域。当你接近奇点时，你其实会看到一道明亮的白光闪过。我开玩笑说这就像濒死体验，我们看到了隧道尽头的光。你会看到地球上过去了数千年。你能看到整个星系的演化，化作一道巨大而明亮的闪光。这就像濒死体验，但它绝对是一次彻底的死亡体验。
过程挺快的，但你往外看，你往外看的时候，一切都在飞快地进行。
对。地球上、空间站上的时钟相对于你的时钟似乎走得非常快。光可以追上你，你会看到一束明亮的光，看着星系的演化在眼前展开。我是说，这在某种程度上取决于黑洞的大小，以及你得在那里待多久。黑洞越大，你在中心丧命所需的时间就越长。
显然，人类的感官系统，我们没法正确处理这些信息。
那会是一微秒之内……对，那太快了，
那会是……虽然能获得那些信息会很酷。
如果是一个大黑洞，你其实可以在那里待上几个月。
好。小黑洞或者超大质量黑洞是怎么形成的？好让大家对此有个概念。总是来自恒星吗？
不是，这也是为什么更抽象地看待黑洞很重要。它们是宇宙中某种非常深刻的东西，而形成黑洞的方式很可能有多种。由恒星形成的黑洞数量最多。仅在我们的银河系中就可能有数亿个、甚至可能多达十亿个黑洞，恒星就是有那么多。只有大约1%的恒星会在生命终结时进入黑洞这种死亡状态。我们现在看到——这确实相当出人意料——存在超大质量黑洞。它们的质量是太阳的数十亿倍甚至数千亿倍，从数百万倍到数百亿倍，甚至可能数千亿倍。质量极其巨大。
我们认为宇宙还没有足够的时间仅靠恒星合并来形成它们。我们知道两个黑洞可以合并成一个更大的黑洞，然后这些黑洞又可以合并成更大的黑洞。但我们认为时间不够做到这一点。人们推测它们形成得非常早，也许在大爆炸之后一亿年、几亿年就形成了，而且是直接由原初物质坍缩形成的，也就是直接坍缩成黑洞。
在极早期宇宙中，这些是原初黑洞，来自恒星的，不太……等等，你怎么从那锅“汤”里直接得到黑洞？
这很奇怪，但说来也怪，用密度只有空气那么大的东西来形成一个大黑洞反而更容易，只要它真的、真的像我们说的那么大。某种意义上，如果允许它们在宇宙历史的极早期直接坍缩，它们就能更容易地做到这一点。以至于我们认为每个星系的中心都有一个这样的超大质量黑洞。它们并不罕见，我们也知道它们在哪里，就在星系的核心。它们以一种非常令人惊讶且深刻关联的方式，与整个星系的极早期形成紧密绑定在一起。
我在想这算不算先有鸡还是先有蛋的问题，超大质量黑洞对星系的形成有多关键、多必不可少？
是啊，我是说，这还在研究中，对吧？还在进行中。先有黑洞还是先有星系？很可能是先有巨大的早期恒星，它们只由大爆炸产生的氢和氦构成。当时没有别的东西，几乎没有其他任何东西。那些早期恒星在形成。然后也许是黑洞，而星系大概就像是围绕着它们的气体云。黑洞驱动喷流，这些喷流把物质吹出星系，从而塑造了星系，也许在某种程度上抑制了它们的增长，这两者之间很可能存在深层的关系。我认为，关于这些事情的确切先后顺序，人们仍在努力理解其中的机制。
我们能回到时空的话题吗？回到20世纪初，你是怎么想象时空的？我们人类该如何去可视化、去思考时空——在这个把空间和时间结合在一起的四维空间里，时间只是另一个维度？因为我们一直在谈论时空曲率以各种不同方式发生形变。我们该如何构想它？你是怎么看待它的？时间只是另一个维度吗？
我们可以用不同的方式来思考它。我们可以想象画一张空间的地图，把时间当作这张地图中的另一个方向。我们受到限制，因为作为三维生物，我们没法真正画出四个维度，而这正是我需要的。三个空间维度，我很确定，至少有三个。我觉得可能还有更多，但我乐意只讨论那些大的维度。我们看到的三个维度：上下、东西、南北，三个空间维度，时间是第四个。没有人能真正把它可视化，但我们知道如何在纸上用数学把它展开。我可以在数学上压掉其中一个空间维度，然后就能把它画得相当好。现在的问题是，我们会把它叫做欧几里得时空。欧几里得时空是指所有维度都相互正交、被同等对待。时间并不是另一个欧几里得维度。它实际上是闵可夫斯基时空。
这意味着，当我们把时空画出来时，我们是在错误地表示它，但我们是以一种我们深刻理解的方式在错误地表示它。我可以举个例子。我可以把地球投影到一张平面的纸上。这样我就是在错误地表示一张地球地图，而我知道这一点。我理解在这种错误表示上如何累加距离的规则，因为地球不是一张平面的纸，它是一个球体。只要我理解从北极到南极的规则——我实际上是沿着一条大圆弧在移动——并且理解这段距离不是我在平面纸上会测量到的距离，那么我就能把地图用得很好，并理解这些几何中的加法、乘法规则，而不是平面纸的几何。
我对时空也可以做同样的事。我可以把它画在一张平面的纸上，但我知道它实际上并不是平直的欧几里得空间。我测量距离的规则不同于那些规则，比如说我会用的笛卡尔几何规则；我会知道要使用闵可夫斯基时空中正确的规则，这能让我计算出两个相对观测者之间流逝了多长时间，而这段时间现在成了一种长度，是我地图上的一段时空长度。我会得到正确的答案，但前提是我要使用这些不同的规则。
那么根据广义相对论，有质量的物体会对时空产生什么影响？
对，正是如此。爱因斯坦为了这个完全普适的理论苦苦钻研，而不是某个具体的解，比如黑洞、膨胀的时空，或者星系形成透镜，这些都是解。这就是为什么他所做的事意义如此重大。它是一整套范式，它说：这边是物质和能量，我把它称为方程的右边。爱因斯坦方程右边的一切，就是物质和能量在时空中如何分布。左边告诉你空间和时间如何响应这些物质和能量而发生形变，而其中一些方程可能根本无法求解。施瓦西所做的事之所以如此惊人，是因为他在读到这个最终形式后一个月之内就找到了这个非常优雅、简单的解，但爱因斯坦并没有逐一去寻找所有的解。他算是把它交给了我们。
他把它分享了出来。此后很多人一直争先恐后地试图……“如果你告诉我物质和能量是如何分布的，我就能预测时空的曲率；如果它们全都紧凑地聚在一个球形系统里，比如太阳甚至黑洞，我就能理解它周围时空的弯曲。我能解出时空的形状。”我也可以说：“那么，如果宇宙充满了气体或光，并且处处都大致均匀呢？”我会找到另一个同样令人惊讶的解，那就是宇宙会对此作出响应而膨胀，它不是静态的，星系之间的距离会增大。这让爱因斯坦大为吃惊。他的理论的所有这些推论都带来了一些启示，而这些启示在他最初写下广义相对论时根本不明显。
他害怕认真对待这个理论的推论，这——
经常这样。
这个理论本身的范围、宏伟和力量就令人生畏，我能理解。而且这个理论还有一些边缘地带会失效，理论的推论非常极端，很难让人认真对待，所以你能理解他。
他非常抗拒宇宙膨胀。想想1905年，他作为一个找不到物理学家工作的二十五岁年轻人，写出了这一系列令人难以置信的论文，写了所有这些关于相对论和量子力学的杰出论文，然而即便到了1915年、1916年，他也不知道外面还有其他星系。这在当时根本不为人知。人们曾对此有过遐想。天空中有一些模糊的斑块，人们思索：如果存在其他的“岛宇宙”会怎样？早在康德就思考过这个问题，但直到哈勃之前都没有定论。确实是直到20年代末，其他星系的存在才得到证实。
哇，而且显然，有太多我们现在想到的东西是他当时没想到的，所以没有大爆炸，是静态宇宙，
对，但这些都是相互关联的。
哇。是啊，所以他是在信息非常少的情况下工作的。
信息非常少，这完全没错。其实，我喜欢指出的一点是，相对论这个概念是以一种文化上的方式被强加给人们的。在很多方面，你可以把它称为一种绝对论的理论。爱因斯坦之所以能在信息如此之少的情况下得出它，是因为他坚守某些非常严格的绝对性，比如光速的绝对极限和光速的绝对恒定，这在最初被发现时完全是匪夷所思的。实际上，这是通过一些实验观测到的，那些实验试图弄清楚光的相对速度会是多少。其实只有无质量粒子才具有这种性质，即拥有一个绝对的速度。仔细想想，这非常奇怪。
是啊，真的很奇怪。
非常奇怪。
从理论的角度看，他是认真对待这一点的。
他非常认真地对待这一点，而其他所有人都在想方设法提出模型，让它消失，让光速变得稍微合理一些，像宇宙中其他一切东西那样。如果我朝一辆车跑过去，或者两辆车相向而行，它们彼此接近的速度要比其中一辆停下来时更快。这真的是对现实的一个基本观察，对吧？而这里说的是，如果我朝着一束光飞奔，而你相对于光源静止不动，我们测得的光速会完全一样。非常奇怪。他是这样走向相对论的：“那么，速度是什么？速度是距离，是空间除以时间，是你走了多远，是你在一段时间内经过的空间。”他说：“那我敢打赌，空间和时间一定出了什么问题。”这是一次巨大的飞跃。为了保持光速不变，他愿意放弃空间和时间的绝对性。
他是怎么凭直觉想到一个弯曲时空的世界的？我觉得这是人类历史上最非凡的飞跃之一，对吧？
太了不起了。
做出那样的飞跃是非常、非常、非常困难的。
我跟你说，我想我花了很长时间才……我不能说他确切就是这样得出结论的。我并没有研究过历史记载，也没研究过他对自己内心状态的描述。这更多是我学了这门学科之后，试着告诉人们如何通过几个简短的步骤到达那里。第一步是从等效原理开始，他称之为他一生中最快乐的想法。等效原理在他的思考中出现得相当早。它大概是这样开始的。此刻，我觉得自己感受到了引力，因为我坐在这把椅子上，感觉到椅子的压力，它阻止我往下掉；躺在床上，我会觉得自己沉沉地压在床上。我把这当作引力。我觉得它有一种美妙的能力，能去除所有这些无关因素，包括原子。
我们不妨换个想象：你在一部电梯里，你感到脚下沉重，因为电梯地板在阻止你下落，但我想把电梯去掉。电梯跟引力的基本性质有什么关系？我剪断缆绳，现在我在下落，但电梯和我以相同的速率下落。现在，我在电梯里飘浮起来。如果这发生在我身上，如果我醒来时就处于这种在电梯里下落或飘浮的状态，我可能不知道自己是在空无一物的太空中飘浮，还是在绕着地球下落，实际上，这两种情况是等效的。我无法分辨其中的区别。当我用剪断缆绳的方式去掉电梯时，我实际上是在体验失重。这种失重就是对引力最纯粹的体验。下落这个概念其实是根本性的。我们一直都是这么谈论它的。地球在绕着太阳自由下落。它实际上在下落。它没有点火发动机，它只是一直在下落，只不过它飞行的速度非常快。
其实，是啊，天哪，你说了太多深刻的东西。其中一点是，体验时空的一种方式，真的就是处于下落之中？
处于下落之中。那是对引力最纯粹的体验。不受原子束缚、不被原子打断的引力体验，就是失重。
嗯。
那个观察，不，它的结局并不美好。电梯的故事结局不好，又是因为原子。那要怪你身体里的原子与地壳、建筑物底部之类的东西发生电磁相互作用。这段自由下落的过程，所以第一个观察是，那是对引力最纯粹的体验。现在，我可以让你相信物体沿着弯曲的路径下落，因为我可以拿一支笔，如果我把它扔出去，我们都知道它会沿着一条弧线运动，而且会一直沿着弧线运动，直到原子再次干预，它撞到地面。当它处于自由下落、体验最纯粹的引力时，爱因斯坦式的描述会说，它正沿着地球在时空中刻画出的自然曲线运动。
地球的质量和形状使空间中的路径发生弯曲。然后这些弯曲告诉你如何下落，也就是你自由下落时应该沿着哪些路径下落。地球恰好处于一种轨迹为闭合圆圈的自由下落中，但它确实在下落。国际空间站一直在利用这个原理。他们把空间站送上去，然后关闭发动机。你能想象如果他们必须一直给那东西加燃料会有多贵吗，对吧？他们关掉发动机，就只是在下落。
对，他们在下落。
他们并没有那么高。确实有人有时会说：“哦，他们离得那么远，感受不到引力。”哦，当然感受得到。如果你让空间站停下来，它的速度大约是每小时 17,500 英里之类的。如果你让它停下来，它会像石头一样直接掉向地球。他们处于持续的自由下落状态，沿着一条弯曲的路径下落，而那条弯曲的路径是时空弯曲的结果。
那条特定的弯曲路径是经过计算的，让它弯回到自身，所以你就在轨道上运行。
它必须以某个特定速度巡航，所以一旦让它达到那个巡航速度，就关掉发动机。
是啊，在 20 世纪初就能想象出，那种……不，那种在弯曲时空中的自由下落，天哪，人类的头脑真是能做到很多事。我是说，其中一部分是构建思想实验，让它们与我们对现实的理解发生碰撞。也许在这些碰撞中、在这些矛盾中，你会尝试设想一些极端的思想实验来加剧那个矛盾，然后看看：“好吧，实际上，有没有另一种模型能把这个也纳入进来？”能做到这一点，我是说，这有点鼓舞人心，因为外面很可能还有另一个广义相对论，不只是在物理学中，而是在所有行业、所有科学探索中。有些理论会让你觉得：“好吧，我刚刚解释了房间里的一头大象，一个大家甚至都没怎么想过的问题。”
可能会有，就我们在物理学中已知的东西而言，对于地球上生命的起源，也可能会有类似的东西。大家都说：“是啊，好吧。”大家就像在客气的场合里那样。对对对对。不知怎么它就开始了。没人知道。
是啊，我觉得这件事如此难以捉摸，真是不可思议。
是啊，很奇怪。在实验室里，你无法复现——
奇怪的是它如此难以捉摸。
我觉得这是一个广义相对论式的问题。会有某种东西出现，它会涉及外星人、虫洞和我们不太理解的维度，或者某个比……更大的领域。这是有可能的。也可能不是。有可能它是一个不同的领域，会让人感觉与化学和生物学有根本的不同。也许又会是通过物理学，也许生命起源的关键就在物理学中。同样，还有一个奇怪的邻居，就是意识。就像是，好吧。
一个奇怪的邻居。
就像是，好吧，我们都知道生命不知怎么在地球上开始了。没人知道是怎么开始的。我们都知道自己是有意识的。我们对事物有主观体验，却没人理解这一点。人们有各种想法之类的，但那是如此黑暗，我们正走进一个黑暗的房间，一群人在里面窃窃私语：“嘿，这房间里有什么？”谁都他妈的毫无头绪，然后有人带着一个广义相对论那样的构想出现了，它把一切重新构想了一遍，你就会：“啊。”
那就像是一个分水岭时刻。
嗯。
嗯。
嗯。它就在那儿。
它就在那儿。
我们正处在那个理论出现之前的时期，回头看它会显得显而易见，但现在我们——
没错。嗯，时空是弯曲的，这一点当时对任何人来说都不是显而易见的，但就连牛顿也明白有些东西不对劲。他知道，在他看来缺了点什么。我觉得当我们处于对自己的想法进行压力测试的情境时，总是很迷人。牛顿用他的引力理论做了一件了不起的事，他明白了，地球绕太阳运行和苹果从树上掉下来，起作用的是同一种现象。这太疯狂了。这是一次巨大的飞跃。他明白了质量，也就是惯性质量，让物体难以被推动的那个东西，和感受引力的是同一个东西，至少在牛顿的图景中，以那种简单的方式是这样。难以置信的飞跃。绝对的天才，但他不喜欢这样一件事：苹果从树上掉下来，尽管地球并没有接触它。
对。超距作用那件事。
超距作用那件事。
那也很怪。
嗯，但是——
那真的很怪。
确实很怪，但你看，爱因斯坦解决了这个问题。相对论解决了这个问题，因为它说，地球在空间中造出了曲线。苹果想要沿着它自由下落。问题是树挡住了路。当树……
……沿着它。问题是树挡住了路。树才是问题所在。树实际上在给苹果施加加速度。它让苹果无法处于它在引力场中失重的自然状态。一旦树放开它，苹果就会顺着那条已经存在的曲线下落。
我真希望有人能回到牛顿的时代……
然后把这些都告诉他？
大概会有某个嬉皮士说：“老兄，引力不过就是时空的弯曲。”每个想法都有它的时代，他可能根本理解不了这个想法。有时候即使是最伟大的天才——
那太脱离当时的背景了。
你需要站在巨人的肩膀上，而那些巨人又站在其他巨人的肩膀上，以此类推。
我听说牛顿说这句话，是在不客气地挖苦他的竞争对手胡克。
哦，不是吧。所以那时候人们就已经在说别人坏话了。
互相说垃圾话。
我太喜欢了。这是人类普遍的一个好笑之处，科学家也一样，这些伟大的头脑……历史上总有一些时刻，在大学里你会看到这种情况，在其他地方也一样，有些人拥有巨大的智慧，当然同时也伴随着自我，每个人都有自我，有时候上演的就是人类在其他任何地方都会上演的同一出肥皂剧。所以你在思考最宏大的宇宙天体、力和思想，却仍然会嫉妒。
我知道。真是很有意思。
你的办公室比我的大。
我知道。
这把椅子……或者也许你和我一直爱着的那个人结婚了，这算是一种背叛之类的。
系里唯一的那位女性。
对，系里唯一的那位女性。但那种嫉妒、那种紧张关系，也是创新的燃料。
我相信你一定知道那句话：学术界的争斗之所以如此激烈，是因为利害关系如此之小。
这个说法真妙。但我们也不该忘记，我喜欢在学术界也看到这种东西，因为那就是人性，那种傻气。学术界在某种程度上，你之所以能够思考这些宏大的想法，是因为你仍然允许自己像孩子一样，因为提出大问题需要一种孩子般的天性，但孩子也可能会……
很孩子气。
很孩子气。我觉得在企业环境里，也许这个世界会逼着你规规矩矩，你应该表现成某种样子，有些方面……而学术界有一个非常美好的方面值得保留和颂扬，就是你被允许在好奇心和探索上保持孩子般的状态。你只是在探索，提出最大的问题。
我认识的最优秀的科学家，常常问最简单的问题。首先，那里面大概有某种自信，但同时他们也绝不会自欺欺人，以为自己理解了其实并不理解的东西。所以就拿牛顿不理解苹果从树上掉下来这件事来说，如果他再多活两百来年，他就会发明出相对论，因为他绝不会骗自己说他理解了。他会一直追问这个非常简单的问题。我觉得这其中确实有一种孩子般的美，绝对是这样。
是啊，就拿其中一些话题来说，我不知道为什么我总是绕不开生命起源和意识这两个话题，但还有——
这些我会聊到的。
我认识的一些最聪明的人，就像当年的牛顿和爱因斯坦一样，卡在“这说不通”这件事上。我认识一大批很出色的生物学家、物理学家、化学家在思考生命的起源，他们会说：“我知道进化是怎么运作的，我知道生物系统是怎么运作的，知道遗传信息是怎么传递下去的，可这一部分，也就是开端处的这个奇点，说不通。我们不理解它，我们没法在实验室里把它造出来。”他们每一天都被这件事困扰着。而正是这种被张力、被知识空白所困扰的状态，才是催化剂，才是推动……的燃料——
发现。
推动发现。
对，完全是这样。发现之所以会到来，是因为有人夜里睡不着，没法安下心来。
所以从这个意义上说，我觉得黑洞是通往我们宇宙中一些最大谜团的入口，因此它是我想用来探索这些想法的好领域。那你能谈谈黑洞给我们带来的一些谜团吗？
好的。我认为有必要把两件事区分开：一是存在某些会变成黑洞的天体物理状态，二是把这些状态等同于黑洞本身。因为黑洞是一个更宏大的概念，它们可能在大爆炸发生时就以原初的方式形成了。黑洞身上有一种完美无瑕的特质，让它们具有根本性，不同于其他任何东西。说它们完美无瑕，是指你只需看它的电荷、质量和自旋，就能完全理解一个黑洞。每个具有相同电荷、质量和自旋的黑洞，都和其他任何这样的黑洞一模一样。你不能说：“哦，那个是我的，我认得它。它有这么个小特征，所以我知道它是我的。”它们没有任何特征。你试着把珠穆朗玛峰放到一个黑洞上，它会通过引力波把它甩掉。它会把这个瑕疵辐射出去，直到重新稳定下来，再次成为一个完美的黑洞。
所以它们身上有某种东西，这也是我不喜欢在传统意义上称它们为“天体”的另一个原因，它们不同于宇宙中任何其他宏观的东西。它们更像是一种基本粒子。比如电子，是由一小串特定的属性来描述的：电荷、质量、自旋，也许还有其他一些量子数。这就是“作为一个电子”的含义。不存在稍微有点不一样的电子。你认不出哪个是你的电子。在这个意义上它们全都是相同的。所以在某种非常抽象的层面上，黑洞和微观的基本粒子有共通之处。因此，它们能告诉我们的关于物理学基本定律的东西可能非常深刻，这也是为什么不只是用望远镜观测的天文学家，就连理论物理学家、数学物理学家也依赖黑洞作为进行思想实验的领域，原因就在于黑洞身上有某种根本性的东西。
§02文字稿 2
是啊，广义相对论意味着量子力学，又意味着奇点。
而这一切都发生在那里。
可惜的是，也真让人心碎，目前它还超出了实验能触及的范围，但在理论上是可以触及的。
它在思想实验的触及范围之内，而思想实验是相当美妙的。
说到这个话题，我们必须问问你黑洞的信息悖论。它是什么？
这正是让霍金声名鹊起的东西。他还是年轻研究者的时候，在思考黑洞，想加进去一点点量子力学，就一点点。他并没有追求完整的量子引力理论，只是在问：“嗯，如果我允许这片虚无，这个真空，事件视界周围这片空无一物的空间，恒星已经没了，那里什么都没有，如果我允许它具有普通的量子性质，就一点点，没什么夸张的呢？别搞得太疯狂。”而真空有一个耐人寻味的性质，就是你永远看不到真空是真正完全空的。我们聊过海森堡，海森堡不确定性原理真正开启了大量量子力学的思考，它说的是你永远不可能同时精确知道一个粒子的位置和它的运动，也就是它的动量。你可以相当精确地知道其中一个，但不能两个都精确知道。
而且这种不确定性并不是我们能力不足、将来能靠技术克服的东西。它是根本性的。在某种意义上，当粒子处于一个精确的位置时，它从根本上就不再处于一种精确的运动状态。这个不确定性原理意味着我不能精确地说一个粒子就恰好在这里，但同样也意味着我不能说它不在这里。于是就引出了这样一个问题：我说的真空到底是什么意思？因为我无法百分之百精确地知道。事实上，说这里有零个粒子并没有真正的意义。不过你可以这么说：“嗯，也许粒子在真空这片翻腾的量子海洋中泛起泡沫。也许有两个粒子凭空出现，它们以某种方式纠缠在一起，相互抵消了彼此的性质，于是它们具有真空的性质。它们不会破坏真空的性质。它们相互抵消，也许是自旋，也许是彼此的电荷，诸如此类，但它们就这样翻涌着。来了又走，来了又走。”
我们确实认为，在一个量子力学的宇宙里，这就是空旷空间所能做到的极限了。现在，如果你加上一个事件视界，正如我们说过的，事件视界从根本上说才是黑洞的本质，是黑洞最重要的特征。就这个事件视界而言，如果粒子恰好在事件视界两侧稍稍分开的位置产生，那你就真的有麻烦了。现在这一对粒子被事件视界隔开了。它们俩都掉进去，那没问题，但如果一个掉进去而另一个没有，那它就被困住了。它没法回到真空里，因为它现在带着电荷或者自旋，或者某种已经不再属于它所来自的那个真空的性质，它需要它的伙伴才能消失。现在它被困住了。它存在了。就好像你让它变成了真实的。
所以在某种意义上，黑洞偷走了其中一个虚粒子，迫使另一个活下来。如果它能逃逸，辐射到无穷远处，在远处的观察者看来，就好像黑洞真的辐射出了一个粒子。但这个粒子并不是从黑洞内部发出的。它来自真空。黑洞是从空旷的空间里、从构成黑洞的那片虚无中把它偷来的。这件事之所以非常棘手，是因为在这个过程中，由于粒子在事件视界两侧被分开，被黑洞吸收的那个粒子，这和我们之前聊过的空间与时间互换有关，被它吸收的那个粒子，嗯，从外部看你可能会说：“哦，它带有负动量。它是从内部往里掉的。”
你会说：“嗯，这其实是运动和时间。”这就是能量。如果它带有负能量，而黑洞吸收了负能量，黑洞的质量就会下降，黑洞就会变轻一点。随着这个过程持续下去，黑洞就真的开始蒸发了。它不只是在辐射。它是在蒸发殆尽。耐人寻味的是，霍金说：“听着，这看起来会是热的，也就是没有任何特征。它里面不会有任何信息。当你辐射粒子时，这将是你能想到的信息量最少的可能情况。它看起来就只是一个热的粒子分布，就像一个炽热的物体。而它的温度只会告诉你质量，而质量你本来从黑洞外面就能知道，你从外面就知道黑洞的质量。所以它没有告诉你任何关于黑洞的东西。它不包含任何关于黑洞的信息。这下你就真的有麻烦了。”
他刚提出这个观点时，并不是每个人都明白他有多“调皮”。他自己是明白的。但一些热爱量子力学的人非常恼火，像莱尼·萨斯坎德、诺贝尔奖得主杰拉德·特霍夫特这样的人，他们很生气，因为如果这个说法是对的，就意味着量子力学从根本上出了问题。之所以说它意味着量子力学从根本上出了问题，是因为量子力学不允许这种事发生。它不允许量子信息就这么蒸发掉，噗的一下从宇宙中消失、不复存在。这违反了一个叫做幺正性的东西，但真正的要点在于，量子信息的丢失是不可容忍的。量子力学的构建就是为了保存信息。这是它神圣的原则之一。和能量守恒一样神圣。
在这个例子里甚至更神圣，因为借助海森堡不确定性原理，你可以稍微违反一点点能量守恒，但信息守恒神圣到引发了后来被称为“黑洞战争”的争论，人们说：“听着，要么广义相对论错了，我们对事件视界的思考有问题，要么量子力学并不是我们所以为的那样，但两者已经没法和平共处了。”为了让你知道这有多戏剧性：黑洞的温度随着质量的增加而降低，黑洞越重，温度就越低。所以我们看不到黑洞蒸发，它们太大了。但随着它们变得越来越小，就会变得越来越热。所以当一个黑洞接近这个蒸发周期的终点时，这需要非常长的时间，远远长于宇宙的年龄，就好像帷幕，也就是事件视界，被猛地扯开，它会真的爆炸消失，就是“砰”的一声。原则上事件视界会被扯开，一切都消失了。所有进入黑洞的信息，所有那些神圣的量子的东西，都没了。噗。
因为信息不在辐射里，辐射里没有信息。所以这是一场极其富有成果的争论，因为其中藏着能让引力和量子力学和平共处的迹象，也就是某种量子引力理论，无论这些线索是什么，而且它们很难拼凑起来。如果你想要一个量子引力理论，它就必须正确预测黑洞的温度、黑洞的熵。它必须具备所有这些正确的特征。黑洞是我们能够检验量子引力的地方。
但这个问题仍然没有解决。
还没有完全解决。
我查了一下关于解决方案的各种不同想法。首先是信息丢失，也就是你提到的那个。这也许是最简单但也最激进的解决方案：信息真的丢失了。这将意味着我们目前所理解的量子力学，具体来说是幺正性，在这些极端的引力条件下是不完整的或不正确的。
我对这个不满意。我不会接受信息丢失。我喜欢它告诉我们存在这样一场危机，因为我确实认为它在给我们提供线索，而我们必须认真对待这些线索。
对你来说，直觉是——
幺正性会被保住。
被保住，所以量子力学是[听不清 01:17:47]
我们得去救场。莱尼·萨斯坎德在他的书《黑洞战争》里，副标题是“我与斯蒂芬·霍金为让世界对量子力学而言安全而进行的战斗”。
量子力学，我太喜欢了。
大意是这样的。
然后来自弦理论的一种解决方案叫做“毛球”（fuzzball）。我真是太爱物理了。这个提议源自弦理论，它认为黑洞并不是被空旷空间和事件视界包围的奇点。相反，它们是没有视界的、复杂的、纠缠在一起的天体，也就是所谓的毛球，由弦和膜构成，大小大致相当于原本应有的事件视界。不存在一个密度无限大的单一点，也没有真正可以穿越的视界。
某种意义上，它是说黑洞没有内部，没有什么可以穿越的。我之前给你讲了一个很美好的故事：事件视界处没有任何戏剧性（有时人们就是这么描述的），你掉进去，那里什么也没有。而这另一种想法说：“等一下，如果它真的是弦，那么当我靠近事件视界，接近这种放大效应、这种时间变慢的效应时，就好像我拿放大镜去看东西，于是这些弦就不再那么微观了，它们会四处弥散开，然后像一团乱麻一样缠在事件视界周围，实际上永远不会掉进去。”我也不认为是这样，但这个想法挺有意思。
所以它只是加入了数量非常庞大的额外的复杂……
自由度。
对。
并没有一颗颗极其微小的弹珠掉进去。
但这跟我们在量子力学里已有的东西很相似，只是给出了一个更深层、更复杂的——
但它真正的意思是，内部压根就从来不存在。没有任何东西掉进去，所以信息能出来，因为它一开始就没进去过。
哦，有意思。所以这是一个很强的论断，好的。
这是一个很强的论断，没错。
好。“软毛”挑战了经典的无毛定理，它提出黑洞确实拥有微妙的量子“毛”。这不是像电荷那样的经典的毛，而是非常低能量的量子激发，即事件视界处的软引力子或光子，它们可以储存关于掉进去的东西的信息。
值得一试，但我也不认为实际情况是这样。无毛定理是一些形式化的证明，表明黑洞就是我们之前谈到的那种毫无特征的、完美的基本粒子：关于黑洞，你能知道的只有它的电荷、质量和自旋，它不可能拥有其他特征。一种描述方式是说它“没有毛”，而这些在广义相对论的框架下都是经过证明的数学结论。所以思路是：既然如此，我就无法知道任何关于掉进黑洞的东西的信息，所以信息丢失了。但如果黑洞可以有毛，我就可以说“那是我的黑洞”，因为它会有我能分辨的特征，并且能以这种方式编码掉进去的信息。这样一来，事件视界就没那么严苛了，不再是内部事件与外部事件之间那样截然的分界，不再是那种让我无法知道内部或外部发生了什么的边界。我也不认为这就是答案，但值得一试。
好。这个方案的优缺点：优点是它在弯曲时空量子场论的框架内运作，可能比模糊球（fuzzball）或信息丢失方案需要的修改没那么激进。霍金、佩里和施特罗明格最近的工作让这个想法重新焕发了活力。缺点是，信息被编码并转移到辐射中的确切机制仍有争议，要完整推导出来在技术上也很有挑战。而且它确实需要储存海量的信息。好，再来一个，这个挺怪的，天哪，ER = EPR。
不过答案很可能就是这个。
哦，天哪。ER = EPR，就是爱因斯坦-罗森桥等于爱因斯坦-波多尔斯基-罗森桥。它假定量子纠缠与时空几何之间存在深刻的联系，具体来说是与爱因斯坦-罗森桥，也就是通常所说的虫洞。它提出，相互纠缠的粒子由一个不可穿越的虫洞连接在一起，也就是由微小的虫洞相连。好的。
我可以说，这不是一个我们能跟着粉笔一步步推下去的情况。我们没法从头开始一直算到结尾。所以它仍然是一个猜想。不过我认为它非常深刻。我想象胡安·马尔达西那（他参与了这项工作）和伦尼·萨斯坎德当时就是：“ER = EPR。”他们甚至没法恰当地把它表述出来。它就像是他们偶然得到的一种直觉，现在正试图把它形式化。不过退一步说，要理解 ER = EPR，得先谈全息原理。全息原理是伦尼·萨斯坎德提出的，胡安·马尔达西那真正把它形式化了。黑洞全息图的想法是：黑洞里的所有信息，不管它是什么，不管熵（作为信息的一种度量）是多少，也就是不管黑洞的熵是多少（熵告诉你里面藏了多少信息，有多少信息在某种意义上是你无法直接获取的），都完全编码在黑洞的面积上。
意思是，面积增大，熵就增大。它不是随体积增长的。这一点后来证明真的非常非常重要。如果我试图往一个体积里塞很多信息，比如说比黑洞表面能容纳的还多，那我只会造出一个黑洞，然后发现：哦，我没法拥有比表面能容纳的更多的信息。所以伦尼把这称为全息图。非常认真对待这个想法的人会说：“那么，也许黑洞内部根本就不存在。它是这个二维表面的全息投影。”事实上，也许我应该一路推到底，说我们也是如此。整个宇宙都是一个更低维表面的全息投影。于是人们一直在努力寻找它的宇宙版本，但还没有人真正做成。
哦，也许宇宙存在一个边界，所有信息都编码在上面，而这整个如此逼真、如此令人信服的三维现实，实际上只是一个全息投影。胡安·马尔达西那做了一件绝对精彩的事。那是物理学史上被引用次数最多的论文，发表于 90 年代末。它的标题非常晦涩，不会让你想到它有多么具有启示性，但他证明了：一个装在盒子里、其中有引力的宇宙（它不是我们观测到的那个宇宙，但这无所谓，它只是一个假设性的空间，叫作反德西特空间），它是一个盒子里的宇宙，里面有引力，有黑洞，引力能做的一切里面都有。
在它的边界上，是一个没有引力的理论，一个完全可以不用引力来描述的宇宙，所以没有黑洞，也没有信息丢失问题，而两者是等价的：盒子里的内部宇宙，是边界上这套量子力学的全息投影，纯粹的量子力学，完全幺正，没有信息丢失。这些说法都不可能是真的。如果这本“词典”真的行得通，如果内部是一个全息图、是边界的投影，那就不可能有信息丢失。我知道这信息量很大。
是啊。所以这里面有数学，有物理，然后还要设想它在实际上对我们意味着什么。
嗯，它对我们意味着，即便我们不知道如何在有黑洞的那种描述中展示这一点，信息也不可能丢失。它意味着信息绝不可能丢失，因为那种描述与这个完全没有引力的描述是等价的。没有事件视界，没有黑洞，只有量子力学。所以它非常强烈地暗示，量子力学将在这场较量中胜出，但它并没有确切展示量子力学会怎样胜出。于是 ER = EPR 登场了。有一种形象的方式来想象它的含义：ER 跟小虫洞有关，EPR，即爱因斯坦-波多尔斯基-罗森，跟量子纠缠有关。
当时的想法是：也许黑洞内部的东西，就像 EPR 那样，与黑洞外正在逃逸的霍金辐射处于量子纠缠之中。正是这种量子纠缠让你能够提取信息，因为信息实际上并没有在物理上从内部移动到外部，它只是微妙的量子纠缠。事实上，我可以这样设想整个黑洞：如果我看着它，它看起来像投在天空上的一片实心阴影，是时空中的某个区域；但如果我凑得非常近去看，我会发现：哦不，它其实是由这些量子虫洞缝制而成的，就像刺绣一样。所以当我凑近时，几乎就好像事件视界并不是时空上的基本特征。基本特征是为事件视界刺绣的那些量子纠缠。
这些刺绣其实就是微小的虫洞。所以量子纠缠是指两个粒子在任意距离上相互关联？
而且它们由一个虫洞连接。
在这种情况下，它们会由一个虫洞连接？
嗯哼。这之所以有帮助，是因为它能帮你把内部和外部连接起来，而不用试图穿过事件视界。
那么，这个理论的缺点是高度概念化、抽象。通过这些不可穿越的虫洞取回信息的确切机制尚未被完全理解，主要是在理论玩具模型中探索的。哇，【听不清 01:27:36】很拼啊。是像反德西特空间（确切说是反德西特时空）这样的理论玩具模型，而不是现实中的黑洞。
没错。我们只能一小步一小步地做我们能做的事。
解决信息悖论的另一个想法是火墙，由阿尔姆海里、马洛尔夫、波尔钦斯基和萨利提出，简称 AMPS。这是一个更激进的设想，源于对霍金辐射纠缠要求的分析：为了保持幺正性、避免信息丢失，他们论证说，这种纠缠结构要求事件视界不能是广义相对论（等效原理）所预言的那种平滑而非凡的地方。相反，它必须是一个能量极高的区域，一道所谓的“火墙”，会把任何试图穿越它的东西焚毁。好。所以这是个不错的解决办法。直接把所有穿过……的东西都摧毁。你觉得这在解决信息……问题上有说服力吗？
我想说，火墙论文非常引人入胜，很有挑衅性，对推动进展也非常重要。我甚至不认为那些论文的作者自己相信火墙是真的。我认为他们是在说：“听着，我们一直把太多问题掩盖起来了，如果你仔细看蒸发过程，情况比你之前想的还要糟。糟到我没法再用之前那些我以为能蒙混过关的解决方案。”之前有一种对偶性的想法，或者说互补性的想法：哦，也许一个人认为自己掉进去了，另一个人认为自己从没掉进去，这也没关系，没什么大不了的。他们揭露了这类方法的缺陷，实际上重新激发了寻找解决方案的努力。所以它让这项研究没有停滞。我不认为真有人相信在事件视界处你会发现一道火墙。但它确实催生了诸如“纠缠虫洞为黑洞刺绣”这样的想法，这个想法正是为了回应 AMPS 提出的担忧而诞生的。所以它确实带来了进展。
所以对你来说，解决方案会是——
我要回到真空。空无一物的空间，美丽的事件视界。我会放弃局域性，也就是说，我会允许事物通过虫洞以非局域的方式连接起来。
所以这就是你愿意接受的最怪异的东西：粒子通过虫洞在任意距离上相连，但量子力学必须得到保留？
我能接受相当古怪的想法，但我认为这个听起来是有前景的。它的影响非常深远，因为正是在这里，你开始听到这样的说法：“等一下，如果事件视界只有在由这些量子丝线编织而成时才存在，那是不是意味着引力从根本上就是量子力学？”我说的不是引力和量子力学能够和谐相处，不是说我有了一个量子引力理论，现在知道怎么把引力量子化了。实际上是更具颠覆性的东西：引力只是从这种量子描述中涌现出来的，引力并不是基本的。而当我们追到最底层，越挖越深、越来越小的时候，我们唯一拥有的东西就是量子力学。所以所有这一切，时空看起来平滑而连续，但如果我去看量子领域，我会看到一切都是由量子丝线编织在一起的。时空并不是一直到最底层都是平滑的连续体。当然，人们早就这么想过，但他们以为时空是一块一块的。相反，也许一路到底都只是量子力学。
量子丝线，也就是这些由虫洞连接起来的纠缠粒子。那么你要怎样以那种方式去想象一个黑洞呢？从我们探测事物的角度来看，光照样落进去，一切都还是老样子，但当你把尺度放大很多——
当你放大很多，到了能看到霍金辐射的量子力学尺度，你会注意到辐射和黑洞内部之间存在某种纠缠，这是我以前无法解释的。所以它不再是一个只取决于质量、没有任何特征的完美热谱。它实际上有办法把黑洞内部信息的印记留在逃逸出去的粒子里。于是现在，原则上，我可以在那儿坐上很长很长的时间，可能比宇宙的年龄还长，收集所有的霍金辐射，然后发现其中其实包含着细节，能向我解释黑洞内部曾经有什么，这样信息就不再丢失了。
对，所以信息没有被摧毁，那么理论上你应该能够获取这些信息。
不过我做不到这一点，就像一张纸被烧掉之后，我没法再找回上面的字一样。但这是实践上的限制，不是根本上的限制，只是太难了。当我烧掉一张纸时，严格来说信息全都还在某个地方。它在烟里，在气流里，在分子里，在墨水分子里。但原则上，如果我有……
但原则上，如果我花上宇宙年龄那么长的时间，我大概能重建出来。原则上，我应该能够重建那张纸以及上面所有的字。
你认为一个统一广义相对论和量子力学的万有理论是可能的吗？我们是不是正在它周围打转？
是的，我们在它周围打转。我认为这就是弄清楚这件事的途径。我们会沿着黑洞这条路线，弄明白那是否可能。我认为这暗示着也许并不存在一个量子引力理论，引力会在宏观层面上从量子现象中涌现出来。当然，我们现在还不知道怎么做到这一点，但这些都是线索。
涌现。从复杂系统中涌现出来的任何东西，其数学往往都非常困难。
这种过渡非常困难。
所以如果是这样，那可能就不会有一个简单、干净、把一切都联系起来的方程。
也有一些涌现现象非常简单、干净。我就拿电磁散射来说吧，这是一条物理定律，粒子之间仅通过电磁作用发生散射，我有很多这样的粒子，这个房间里就有很多，它们会达到某种平均值。嗯，我把它叫做温度。而这一个数，用一个数就能描述所有这些多得数不清的粒子，这本身就是一个涌现量。没有哪个粒子随身携带着这种叫做温度的基本属性。它是从海量粒子的集体行为中涌现出来的。
在某种意义上，温度不是一个基本量，也不是自然的基本定律。它只是集体行为所产生的结果，而这正是我们会说的。我们会说：“哦，这是从非常非常多的量子相互作用的集体行为中涌现出来的。”
那么你认为我们什么时候会在通往万有理论的道路上取得一些突破，证明它是可能的或者不可能的，诸如此类？如果看 21 世纪，比如说你来到一百年后再回头看，你觉得突破会在什么时候到来？
我给你列几个难题。我想我的问题是，这个问题到底有多难？你的直觉怎么说？因为有寻找生命的起源、弄清楚意识、攻克一些重大疾病。然后还有万有理论，理解这一点，解决信息悖论。
所以在摆在我们人类文明面前的这些谜题中，在物理学里，这个感觉真的是最大的谜题之一。当然，物理学中也可能出现其他突破，但并不能解决这个问题。
是的，我们可能会发现暗物质、暗能量。我们可能会发现额外的空间维度。我们可能会发现这三者是相互关联的，宇宙中存在一个暗区，藏在这些额外维度里，这是我非常喜欢研究的东西，我觉得真的很迷人。所有这些也都会成为关于这个问题的线索，但它们不会解决这个问题。
我认为这是不可能预测的。确实已经有了实实在在的进展，而正如我们说过的，这些进展来自孩童般的好奇心，会说：“嗯，我其实并不理解这个。正因为我不理解，我要一直死磕下去。”然后突然你意识到，其实从来没有人真正理解过它。
所以我不知道。我是否认为它比生命起源问题更难？我认为从技术上讲它是更难的问题，但我也不知道。也许突破会到来。
你刚才提到发现额外维度，你指的是什么？那可能意味着什么？
嗯，我们知道有三个空间维度。我们喜欢把时间说成一个维度，这样做对不对可以争论，但我们不知道为什么只有三个。很有可能存在额外的空间维度，就像是由这些紧紧卷起来的维度构成的一种小小折纸。并不是所有模型都要求它们很小，但大多数模型是这样要求的。
弦理论需要额外维度才能说得通。但即使你对弦理论非常反感，也有很多理由去考虑额外维度的可行性，我们认为它们能够困住微小的量子能量，而这种方式可能与暗能量相吻合。数值上的吻合并不完美，这有点微妙，而且很难让它们稳定下来。也有可能存在某种量子激发，看起来很像暗物质。
这是个挺有意思的想法：在大爆炸中，宇宙诞生时带有很多这样的维度。在早期宇宙中它们都多少是卷缩起来的，而我们真正想弄明白的是，为什么有三个维度变得这么大？为什么其他维度一直这么小？
有没有可能存在某种维度的自然选择之类的情况？
有的，确实有，人们研究过这个问题。有没有什么原因使得三个维度更容易展开？有些人考虑的是弦和膜缠绕在额外维度上，造成一种收缩，但又优先在三个维度上松开。
有时我们研究的恰恰就是这样的模型，它们涉及这种折纸以某种方式抵抗变化，只允许三个维度展开，而让其他维度保持紧绷。但也有另一些想法认为，我们实际上生活在一张在这些更高维度中移动的三维膜上。
所以我们之所以注意不到它们，并不是因为它们很小。也许它们根本不小，而是因为我们被粘在这张膜上，所以察觉不到这些额外的方向。
有没有可能还有其他智慧外星文明存在，在另一张膜上运转？这个问题有点天马行空，但我是比较认真地问的。从物理学的角度看，你认为有没有可能只存在于宇宙所能容纳的某一个切片上？
我认为，在纸面上设想一个拥有不止一张膜的高维宇宙，在数学上肯定是可能的。而如果某些东西在数学上是可能的，我常常会想，大自然会不会去尝试一下。
这正是人们进入多元宇宙这种奇怪话题的方式。因为当初的一个抱负是：就像我们确立了物质的电弱理论定律那样，它是单一的描述，并且恰好落在了与观测相符的那个描述上，人们曾希望对于一种同样纳入引力的理论也会发生同样的事，会有这样一条优美的定律。但结果他们得到的是一大堆理论，全都表现得还行，或者同样糟糕。他们突然陷入了困境，不仅很难找到单独的一个，而且即便找到了，也只会引出一个新问题：“那为什么偏偏是这个？”而如果大自然能做某件事，她难道不会去尝试她能尝试的一切吗？
所以也许我们真的只是一个例子，处在一片由无数可能宇宙组成、物理定律略有不同的无限海洋之中。所以如果我能在纸面上做到其中一些事情，比如设想一个高维空间，我被限制在一张膜上，还有另一张膜，或者也许有一整排的膜，也许大自然在某个地方已经尝试过了，也许就在这里尝试过。那么是的，那些其他的膜上有没有可能存在生命和文明？有可能，但我们无法与它们交流。它们就像是在一个影子空间里。
你能认真地说我们无法和它们交流吗？
不，你说得有道理。我的交流能力受限，因为我被粘在膜上，但有些东西是可以移动的，穿过我们所说的“体”（bulk）。比如引力，一道引力波。所以我可以设计一个引力通信器、一套通信系统。我可以让引力波穿过体传播出去，就像 SETI（搜寻地外文明计划）用光对太空所做的那样，我可以向体中发送信号，告诉它们我们在哪里、我们在做什么，还可以唱歌。
发送引力波的代价非常高。我们也不知道怎么读取。
代价非常高，非常难以定位。它们往往波长很长，非常难做到。需要大量能量在移动，大量的能量。
那有没有可能这些膜在其他方面是“有毛”的？某种奇怪的量子东西？
有可能还有其他东西存在于体中。我是说，昨晚我还在埋头计算，研究某种存在于体中的东西。
好吧，这太迷人了。所以我是说，好吧，我们能不能稍微更认真地看待这整件事？当我仰望星空时，凭最基本的直觉，我根本无法想象那里不是到处都有外星文明。生命实在他妈的太厉害了。就像你说的，大自然会去尝试各种东西。
是啊，大自然是个实验者。
而且就是没法……光凭对生命的基本观察就知道。你在某个地方说过你喜欢极端微生物。生命总能把那些破事儿搞定，它总能找到办法活下去。
当然，生命的起源，那最初的火花，也许有某种神奇之处，但我连这一点都看不出来。它就是一遍又一遍地发生。我其实敢打赌，等这个故事被完整讲清楚、彻底弄明白之后，会发现地球上的生命几乎是一开始就出现了，而且出现了数十亿次，在多个地方，就是一遍又一遍、一次又一次地发生。这似乎就是……不管这一切背后的生命力是什么，它似乎就是会创造生命，似乎是某种意义上的造物者。从最原始的原初汤开始，它就是不断地创造出东西。所以我实在想象不出来。可我们又没看到外星人，所以……
对。是的。我们甚至不必扯到额外维度、膜世界之类那么疯狂的东西。眼下正在发生的事情是，过去 30 年里，天文学在观测真实天体时发现，行星，也就是太阳系之外的系外行星，数量绝对是激增了。
银河系里的行星可能比恒星还多。于是我们现在面临一个真正的难题。我不觉得这是难题，我觉得这真的很令人兴奋。这就变得不可能了。你刚才说的，我完全同意。我们已经无法想象生命没有在别处被点燃，在我们的银河系里，甚至可能就在银河系中我们所在的这片邻近区域，也许就在距离太阳系几百光年的范围内。
所以我的直觉是，有数量多得离谱的恒星系统存在生命，细菌生命。在其历史上的某个地方、某个时刻，出现过某种细菌类型的生命。类似细菌的东西，也可能是完全不同种类的生命。
那我面对的问题就是：为什么我们一直没有明确看到外星文明？在这一点上，任何“大过滤器”式的答案我都觉得没有说服力。我实在无法想象一个先进的外星文明会避免不了自我毁灭。我能想象其中很多会陷入麻烦。我也能看出我们人类在这件事上真的差不多是五五开。
嗯，这难道不有点骇人吗？我是说，就拿这句话来说。我们存在的时间顶多也就二十万年上下。那并不长，而我们已经是五五开了。我是说，这太难以置信了。我是说，无可争辩的是，我们已经创造出了至少有可能导致自我毁灭的手段。
我们会从错误中吸取教训吗？我们会扭转方向、拯救自己吗？但愿如此，对吧？但即便只是“这种事可以想象”这个概念本身。鲸鱼就没有发明出一种自杀的方式，一种消灭所有鲸鱼、地球以及地球上所有生命的方式。
这是一种看法。但我其实把它看作一个特性，而不是漏洞。当你审视整个宇宙时，因为进化机制似乎在不断地创造。看起来你会想要在毁灭的边缘运转。我是说，捕食者与猎物之间的动态关系在加速进化和发展方面非常有效。看起来，我们有能力毁灭自己，是一种非常强有力的方式，让我们有机会真正把自己的烂摊子收拾好，去繁荣、去发展、去创新、去走向星辰之间，或者有五成概率毁灭自己，作为一个人类，我觉得这是件可怕的事。但如果还有很多其他外星文明，那就是件挺酷的事了。你把核武器发给每个人。一半会想明白，一半不会。那些想明白的……
你是说每个人？所有这些文明。
所有这些文明。然后那些想明白的，会搞出一些不可思议的技术，知道如何扩张、如何发展，诸如此类。
对。你可以在这上面套用一种进化论的、达尔文式的自然选择，在这里，生存考验不仅仅来自严酷的、自然导致的气候变化，而是来自一场核浩劫。然后会产生出某种如今对此免疫、如今懂得如何生存下去的东西。
没错。那为什么我们还没看到它们？
对吧？嗯，因为那是一个相当高的门槛。比如，仅作比较，看看恐龙：2.5 亿年。我是说，它们也许不太聪明。没发明火。没写十四行诗。它们没有思考宇宙的起源，但它们活着。而且是在一种温和的处境下，不必面对死于自己之手，或者说自己的爪子、蹄子。所以这纯粹是个数字游戏。那是很长的时间，2.5 亿年。
不过我确实认为，生命可以在不想操控其环境的情况下繁荣兴盛，而且我们在地球上确实看到许多物种的例子，它们存续得非常久，非常非常久，并且具有非常不同的意识状态。它们拥有……水母甚至没有一个集中式的大脑。我想它们没有心脏，也没有血液。我是说，它们和我们真的很不一样。而我认为，当我们思考外星人时，就必须开始考虑这一点。这些物种已经存续了非常非常长的时间。它们甚至表现出某些永生的迹象。你可以把一只水母严重弄伤，而某些水母会退回到一种先前的状态，然后重新开始。
所以我认为，我们非常执着于想象像我们这样、会操控技术的生物，而我认为，如果我们真的要认真对待宇宙中的生命，就必须更有想象力得多。
它们可能并不把征服和扩张放在首位。它们可能并不暴力。
它们可能并不暴力。
像我们人类那样。
它们可能是独居的。它们可能不是群居的。它们可能不会成群移动。它们可能不想留下记录。它们可能，还是那句话，没有集中式的大脑，或者拥有一种完全不同的神经系统。
我认为关于生命，我们唯一能说的是，它与让电子四处移动有关。从神经学上讲，我们让电子在神经系统中移动。我们的大脑有各种电学构型。我们代谢食物，而这与获取能量有关，在某种意义上，就是从我们吃的东西中获取电能。地球上有能吃岩石的生物。这相当惊人；吃矿物。
我是说，说到极端微生物。它们能代谢一些我原以为不可能被代谢的东西。所以还是那句话，我认为我们得在某种程度上敞开思路，去想那可能有多奇怪、和我们有多不同。而且即便在地球上，我们也是唯一一个以如此极端的方式操控其环境的例子。
我是说，你能不能把生命看作……因为你说到了电子。是否需要某种程度的信息处理？也就是说，它会“用信息”做一些有意思的事情。
我认为有类似这样的论证，关于熵如何从宇宙诞生之初一路变化到今天。生命如何通过组织事物来降低熵，但从整个系统来看代价更大，所以整个系统的总熵是上升的。但当然，我今天组织了一些事物，降低了某些东西的熵，才得以起床来到这里。甚至进行这场对话，从一团信息云中组织出思想，代价也是整个系统的熵增加。所以我确实认为，用这种方式来谈论生命，大概会是一种非常有意思的途径。我相信已经有人这样做过了。
是的，它创造出局部的低熵区域，而能够做到这一点的那种机制、那种物体、那种生命形式，大概可以采取任意的形态。
那么，如果你能把这一切归结为信息，你就可以开始从物理学角度思考，进而在包含多重宇宙之类东西的物理学领域里，开始思考：好，我该如何探测这些低熵区域？
是的。我是说，人们尝试过提出类似的论证。我能不能寻找一些基于熵的论证，暗示我们以前就经历过这一切，暗示大爆炸以前就发生过？
那么，有没有可能存在某种物理学解释，说明我们为什么还没看到外星人？比如我们说过的膜？
我不认为膜能解释为什么我们在银河系里看不到它们。我认为这就是一个我们绕不开的问题。不管是否存在额外维度，也不管另一张膜上是否有生命，我认为我们知道，即便只是在我们的银河系里，它只是宇宙中非常小的一部分，就有 3000 亿颗恒星，大概那么多，有各种各样的可能性可供大自然去探索，就像我们正在描述的那样。
而且我认为你说得完全正确。当生命在地球上起步、最初被点燃时，它的势头非常凶猛。不过它花了非常长的时间才发展到多细胞。我觉得这很有意思。
这很奇怪。
是很奇怪。它花了非常非常长的时间才变成多细胞，但仅仅是起步，并没有花多长时间。
是啊。你认为在通向人类的这一连串飞跃中，最难的是哪一步？
我会说是多细胞化，我认为这严格来说是一个能量问题。还是那句话，问题就在于电子能不能以正确的方式流动。以及多细胞的存在在能量上是否有利，因为如果它在能量上代价高昂，就不会成功。而如果它在能量上有利，就会迅速发展起来。
这其实就是……这也是为什么我还认为，从无生命到有生命，大概是一片灰色地带。也就是说，这个转变是灰色的。到什么程度我们才称某样东西完全是活的。众所周知，很难列出一份漂亮的要点清单，说明满足哪些条件才能宣布某样东西是活的。病毒是活的吗？我是说，我不知道。朊病毒是活的吗？它们似乎会做一些事情，但它们有点依赖于窃取其他 DNA 并进行复制，我不知道。我猜它们不算活的。但我的意思是，归根结底，我真的认为，你问这是不是只是物理学。我是说，我认为这就只是这些能量学规则。
而且仅在地球上，非生命与生命之间的灰色地带就要简单得多。你说在地球上就已经很复杂了，但在其他地方可能还要更复杂，那里的化学可能是任何样子。
碳真的很酷、很有用，因为它能找到很多……它很好。它能找到很多与其他东西结合的方式，而这就是复杂性，复杂性正是生命所需要的那种东西。你不能指望一条非常简单的线性链就产生生命。但我不知道，也许硫也行。
随着我们逐步走向越来越疯狂的想法。我们聊过这些微观虫洞。我到现在还被这个想法震撼着。但如果我们更认真地谈谈一般意义上的虫洞，也就是所谓的爱因斯坦-罗森桥，你认为它们在多大程度上真的是可能的，作为一个可研究的对象，并逐步迈向也许几个世纪后的那种可能性：设计出利用它们的方法，创造虫洞，并用它们来运输类人生物？
我认为虫洞是一个完全值得考虑的有效构造。它们只是时空中的一种弯曲。从拓扑上讲，也就是关乎空间的连通性，这一点有点棘手，因为我们知道，爱因斯坦的描述完全是用局部的弯曲和畸变、膨胀/收缩来表述的。但它对空间的整体连通性什么也没说，因为他知道，在最大尺度上，空间可能是整体连通的。我们正在谈论的这种折纸般的结构是说，你可以沿直线穿越宇宙，把我们的星系抛在身后，看着室女座星系团在我们身后渐渐远去，尽可能沿直线前进，然后发现自己又回到了室女座星系团，最终回到银河系，最终回到地球，也就是说，我们可能发现自己处在一个连通的、紧致的时空中。
所以在拓扑上，有一件事我们可以确定：必须有某种超越爱因斯坦理论的东西来向我们解释这一点。而虫洞有点古怪。它们是拓扑性的。它们会在这些隐秘的……制造出这些把手和孔洞，我说的“拓扑”，指的是这些连通的空间。
对，就像瑞士奶酪之类的。
就像瑞士奶酪一样，所以我可以有两张平坦的薄片，由一个虫洞连接起来，然后在最大尺度上又卷绕回来，各种很酷的东西。在我看来，这没有任何问题。虫洞并不违背任何定律，但我们可以逆向推导。
我们刚才说：“哦，你看，如果我知道物质和能量是如何分布的，我就能预测时空是如何弯曲的。我可以逆向推导。”我可以说：“我想构造一个像虫洞那样的弯曲时空。为此我需要什么样的物质和能量？”
这是一个简单的过程，也正是基普·索恩研究过的那类东西。他是一个非常富有想象力、很有创造力的人。问题在于，他说：“哦，扫兴的地方来了。你需要的物质和能量似乎不像我们以前见过的任何东西。它必须具有负能量，这可不太妙。有一些猜想认为，我们不应该允许具有这种性质、也就是具有负能量的东西存在，只有具有正能量的东西才会稳定、长久存在。”但实际上我们知道一些负能量的量子例子。这并没有那么疯狂。
有一种叫卡西米尔效应的现象。你拿两块金属板，把它们放得非常近。你可以在两块板之间看到这种量子涨落。这叫卡西米尔能量，它可以具有负能量。根据两块板的配置方式，它实际上可以让它们相互吸引或相互排斥。所以你可以设想做类似的事情，比如用这类量子能量把虫洞撑开。人们也想出了一些富有想象力的构型，试图让虫洞保持撑开的状态。
我们是不是已经到了我可以说“哦，这是一个工程问题”的地步了？我还没到要这么说的时候，但这肯定是有可能的。
所以你得弄到大量这种奇怪的物质。
要把一个人送过去，你需要大量这种奇怪的物质。
对。
那会很能说明问题。所以我不是说这只是个工程问题，但我认为这一切都在合理物理的范畴之内。
我觉得这非常有意思，而且显然它和黑洞有着错综复杂、深刻的联系。把虫洞看作是以某种方式连接在一起的两个黑洞，这样理解合理吗？
人们研究过这个。那些往往是不可穿越的虫洞，他们并不是想把虫洞撑开。不过是的，我的意思是，像 ER=EPR、量子纠缠这类研究，他们试图把黑洞连接起来。这真的很酷。但它还不完全是——再说一次，还不完全是“顺着粉笔一步步推下去”。我的意思是，我们还不能从一个具体的起点出发，一路计算到底。
那么，请允许我读一下基普·索恩关于如何人工构造虫洞的一些想法。第一种方法涉及量子力学和量子泡沫的概念。这正是我们一直在谈的东西。
现在，要制造一个虫洞，这些微小的虫洞需要被放大并稳定下来，才能用于旅行。但具体怎么做仍然完全停留在理论层面。废话。你想想，这些微小的虫洞基本上对应着粒子的量子纠缠，却要以某种方式被放大，天哪，这就是在摆弄瑞士奶酪的拓扑结构。太有意思了，因为哪怕只是得到一点提示——如果我有机会提问的话，这会是我最想问的前三个问题之一，甚至可能是头号问题。
向一个全知的存在提问。
向一个全知的存在提问，问一个能得到回答的问题，也许还配上一些可视化。比如宇宙的形状、拓扑结构。
是的。
我需要一些细节。不然我会得到一个我根本不可能理解的答案。
对。“它是一个经过你进行了等同粘合的双曲流形。”
没错。
你得能追问一个问题才行。
没错。是啊。那会非常有意思。总之，这是经典的量子策略。第二种方法把经典物理和量子效应结合起来。这种方法需要一个先进文明以我们尚不理解的方式操控量子引力效应。有很多……
以我们尚不理解的方式。
是啊，有很多……然后还有对奇异物质的要求。有很多——
但我可以告诉你，我很确定它们都有一个共同特点，就是先说：“这是我希望我的虫洞呈现的样子。”这就像先说“我想盖一栋楼”。于是他们去构造。他们追求的是某种时空结构，然后把爱因斯坦方程反过来用，问：“物质和能量必须是什么样的？我要对物质和能量施加什么条件，才能构建出这种结构？”
遗憾的是，这只是弄清楚问题的一个非常早期的步骤。
对。但这很重要，因为他们正是这样意识到：哇，它们必须具有这些负能量。它们必须违反我们通常假定成立的某些能量条件。
然后你要么说：“哦，好吧，那就全都不作数了。它们永远不会存在。”要么你再仔细看看，然后说：“嗯，我可以违反那个能量条件，而这也没什么大不了的。”而且再说一次，量子力学确实经常违反那些能量条件。
那么你认为，研究黑洞以及我们一直在谈的一些话题，会让我们能够以超光速旅行吗？或者以接近光速旅行？或者在我们用于太空旅行的推进技术上实现某种真正创新的突破？
是的。我的意思是，有时候我在高等广义相对论课上布置的作业就是发明一个曲速引擎，这跟那个有点类似。思路是：这里有一个你想去的地方，你能不能用某种与暗能量相反的东西——也就是暗能量的对立面——把你和那里之间的时空收缩，跳过去，然后再把它推回原状？在广义相对论的框架内，你可以做到这一点。
现在，我找不到具有这些性质的能量，但我也找不到暗能量。所以我们其实已经遇到过这样的东西了：我们观察时空，时空在越来越快地膨胀。我们问：“到底什么东西能做到这一点？”我们不知道它是什么，但我可以告诉你它的压强。我可以告诉你它的某些特征，我只是把它叫作暗能量，但其实我完全不知道它是什么。这个名字只是一个代称，它应该叫“不可见的”，因为它其实并不暗。它就在这个房间里。很难看穿。它不是暗的，它确确实实是不可见的。
所以也许那是个用词不当，但重点是，我从根本上仍然不知道它是什么。这并没那么糟糕。这就是我们实际所处的世界状态。所以也许曲速引擎就有点像那种情况的一个翻版。我还不知道什么形式的物质能做到这一点，但至少我确定了所需要的特征。
所以弄清楚暗能量是什么，可能会带来一些线索。
是的，实际上可能会。它是正能量、负压强，有点像橡皮筋那样的性质，因为我们认为压强是把东西往外推的，而暗能量有一种非常奇怪的性质：随着东西向外运动，你感受到的能量反而更多而不是更少。能量不会降低，而是会增加，所以它并不具有……
能量不会降低，而是会增加。所以它不具备虫洞所需的那些特征。但那些都是相当令人惊讶的特征。而且我们同样可以猜想：“哦，嘿，真空的量子能量就有点是这样表现的。那将是暗能量问题的一个绝佳解答。它就是空无一物的空间的能量，是空空间的量子能量。”那是个绝佳的答案。
问题在于，按照我们所有的方法和我们拥有的全部理解，那个能量要么非常非常巨大，巨大到远远超过我们今天所看到的，要么就差不多是零。所以这是一个数值问题。我们无法自然地微调空空间的能量，让它给出这样一个非常奇怪的数值，好让我们恰好在今天看到它。但同样，我们可以设想一种确实存在的暗能量。所以问题就变成了：为什么它是这么一个奇怪的数值？而不是它怎么可能被设想出来，因为我们是能够设想它的。
但如果它是一个奇怪的数值，那就意味着存在某种我们不理解的现象。
是的，绝对存在某种现象。没有人会说自己对此感到满意。我们都会说有我们不理解的东西，这就是为什么我们把目光投向额外维度。然后你可以说：“哦，也许这跟额外维度的大小有关，或者跟它们卷曲的方式有关。所以也许这是由拓扑结构，也就是高维空间的连通性，强加给我们的。”这些都是我们正在探索的东西。还没有人找到一个令人信服到让你的朋友们和你一样喜欢它的方案。
你认为什么会带来暗物质和暗能量方面的突破？
我认为暗物质可能没有暗能量那么古怪。我希望它们是联系在一起的，因为那会非常令人欣慰。它们不只是来自不同领域、各自独立的问题，而是实际上相互关联：暗物质之所以在宇宙中占据现在这样的贡献份额，与暗能量为什么恰好在现在显现出来是有联系的。我会很喜欢那样。那将是一个无与伦比的解答，对吧？而且就像我说的，如果它揭示了一些关于暗维度的东西，那将是令人高兴的一天。
如果我说错了请纠正我，暗物质可能在空间中是局域分布的？
是的，暗物质在空间中是局域分布的，所以它会成团。它成团的程度不高，但它分布在星系周围，在星系周围形成一个晕。
所以人们越来越确信这是真实存在的？
这非常令人信服。
嗯。
你可以看到星系团相互穿过的那些图像，你能看到光在哪里，也就是发光物质是如何分布的。然后通过观察引力透镜效应，它能告诉你实际的质量分布在哪里，因为光会以特定的方式绕着质量最大的部分弯曲。这样你就可以通过引力重建出质量的位置，这与观察发光物质（它并不暗）是相当独立的，而两者确实是分开的。因为当它们相互穿过时，那些会相互作用的东西，也就是发光的东西，会发生碰撞并被卡住。你能看到它碰撞并发光。而暗的东西，按定义它之所以是暗的，就是因为它不发生相互作用，会直接相互穿过。这太令人信服了。还有很多其他观测，但那一个简直就是……你只要看一眼，就能看出质量的分布与会相互作用的发光物质不同。
所以暗能量更难把握？
暗能量要难把握得多。希格斯场原本也可能解释暗能量。你听说过《上帝粒子》吗？我不知道你是否知道……最初，利昂·莱德曼合著了一本书，他想把书名叫作《该死的粒子》（The Goddamn Particle），因为他们一直找不到它。
不错。
他的出版商说服他把书名定为《上帝粒子》。他说他们成功冒犯了两类人：信上帝的人和不信上帝的人。
这句话也很妙。哦，天哪。
他非常风趣，非常机智。
所以希格斯最后被证明是——
希格斯，伟大的发现，难以置信。它就在那儿：在瑞士的欧洲核子研究中心（CERN）建造了这台巨型对撞机，然后它就出现了，难以置信。差不多就在你预期的位置。现在，我之所以说它可能是暗能量，是因为希格斯粒子就像光的粒子一样，也有一个场，就像电磁场。所以光可以有这种遍布整个空间的场，也就是电磁场。你去扰动它，它就会产生小小的粒子。所以希格斯场实际上比希格斯粒子更重要，它是希格斯粒子的另一面，因为你和我正是通过与它相互作用，才让我们原子中的物质获得质量。
所以这个想法是，我们的原子在和这种无处不在、黏糊糊的场相互作用。正是这让我们体验到了惯性质量。但我们其实并没有……周围并没有很多量子。周围并没有很多希格斯粒子，因为它们会衰变。所以真正重要的是这个场，而这个场可以表现得像一种暗能量。只是它不在正确的位置，也就是说它不在正确的……它的能量太高了，无法解释今天这个极其、极其微小的数值。于是我们又回到了这种不匹配。问题不在于我们想象不出各种形式的暗能量，而在于我们构建不出一种恰好落在我们发现它的地方的暗能量。
我想请你评论一下我最近听到的一种说法。有些人，物理学圈外的人，说暗物质和暗能量只是物理学家编造出来的东西——
不是。
……用来给这样一个事实贴个标签：他们不理解宇宙中很大一部分内容以及它是如何运作的。这种说法有几分道理吗？你怎么回应？
有几分道理，但它完全忽略了一个极其重要的点，那就是如果我们不是像现在这样极其精确地理解宇宙……现代精确宇宙学的存在本身就令人震撼。这绝对不可思议。COBE（宇宙背景探测器）是一项在80年代测量大爆炸遗留光的实验，当它首次公布观测结果时，现场响起了掌声。人们在欢呼。简直难以置信。我们预言并测量到了大爆炸遗留下来的光。
正是因为此后取得的种种精确成果，我们才能够直面我们还有不知道的东西。也正因如此，我们才能直面这样的事实：“哇，这真的是……”就我们目前的理解而言，所有人曾经见过以及将来会见到的一切，只占宇宙中存在之物的不到5%。所以我会说，是的，我们只是在给我们不理解的东西起代称，但如果把这贬低为某种“哦，他们就是不懂……”，那实际情况恰恰相反。能够直面这一点，并且让它精确到、有说服力到我们能够确知暗能量和暗物质的存在，这是一项惊人的成就。我认为这些已经不再有争议了。而直到不久之前，它们都还是有争议的。
我觉得我们仍处于非常早期的阶段，甚至还没有一个好的解释。你提到过几种。
嗯，我能想到一些确实存在的暗物质例子，我们非常确定它们是真实存在的暗物质，比如中微子。此刻，它们正穿过我们辐射而过。这一点已被非常充分地证实，而且严格来说它们是暗的。它们不与光相互作用，所以我们看不见它们。此刻，它们正像雨一样穿过我们。如果我们能看见这个房间里的暗物质，而且我们完全确定它们来自太阳，那场面会很疯狂。那会是一场暴雨。但它们对我们来说就是不可见的。它们大多穿过我们的身体，大多穿过地球。偶尔它们会被某个精巧的探测器实验捕获，那是有人专门为捕捉太阳中微子而建造的。所以暗物质是已知存在的。只是，又一次，它的量不够。它的质量也不对，不能成为构成这一缺失成分的那种暗物质。
我想说，我最近对地平论者非常着迷，因为他们的群体出现了分裂。首先，这个群体本身就是研究人类心理的一个迷人案例。他们做了这样一个实验，我忘了是谁资助的，他们把物理学家和地平论者送到了南极洲。
真的吗？
之所以出现分裂，是因为其中一半人被转变成了地圆论者。
§03文字稿 3
哇。嗯，这对他们来说是好事。
但另一半人就认为那全都是一场[听不清 02:13:18]
真的吗？太有意思了。有人拍下来了吗？那会是一部很棒的纪录片。
有，拍了，拍了。他们做了一整部片子。这就是去年年底的事，有一个大型的……我一直想……因为我觉得这是研究阴谋论的一个非常干净的案例。因为很多阴谋论里都有一丝真相。其中涉及政府运作方式或人类心理的一些元素，太杂乱了。地平论在我看来就很干净。就像“意大利面苔藓”（spaghetti moss）之类的东西。就是一个干干净净的错误。
对。
一个很好的讨论方式——
理解其中的心理。
……为什么大量的人会相信一件事。
还有他们为什么想要相信这件事？非常有意思的是，他们试图使用理性论证。这让我更加困惑。如果有人只是说：“听着，我有信仰，我相信这些东西，这无关理性，也无关逻辑。”我反而更能理解。好吧，我没法感同身受，但好吧。
但要是说：“我要用理性和逻辑向你证明这个完全不沾边的结论”，这一点我觉得非常有意思。所以，人们对理性和逻辑怀有某种浪漫情结。
是的。但这里面也有一种对机构的质疑，这一点非常有意思，也很值得去理解。
嗯，其实我欣赏怀疑者的立场。科学家也必须是怀疑者。我们必须像孩子一样天真，在某种意义上对任何事物都真正保持开放。否则你就不会灵活，你就不会站在最前沿。但同时也要保持怀疑。所以我对此是尊重的。我想这恰恰就是我说更令人困惑的地方，因为既诉诸怀疑精神，又想用理性论证，那其中还掺杂了什么别的成分？因为正如你所说，这是很容易验证的事情。我们有人在太空中，所以你得去相信一整套复杂得多、也难以自圆其说得多的机制，才能把它解释成一场疯狂的阴谋。所以，阴谋论里有某种东西能激起一种积极的情绪。
我觉得人类有史以来最不可思议的成就之一……我一定得和你聊聊这个。人类有史以来最不可思议的成就之一就是LIGO。我们得聊聊引力波。我们竟然能够探测到来自早期宇宙的引力波，这件事本身就他X的太疯狂了。
太疯狂了。
你能解释一下什么是引力波吗？我们还应该提一下，你写过一本书，讲的是那些人，讲的是探测引力波的整个历程，关于LIGO，书名是《Black Hole Blues》。不过你能谈谈引力波，以及我们究竟是怎么真正做到探测它的吗？
我们先从引力波这个概念讲起。要让引力产生任何有意思的效应，我得移动大量的质量。仔细想想，引力是极其微弱的。此刻，整个地球都在拉着我，而我仍然能从这把椅子上站起来四处走动。这太疯狂了，那可是整个地球。引力很弱。要让引力搞出点动静，我需要大的天体，比如黑洞这类东西。所以这个想法是，如果黑洞以我们一直在描述的方式弯曲其周围的空间和时间，物体就会沿着空间中的弯曲下落。如果黑洞四处移动，这些弯曲就必须跟着它们，对吧？但它们的速度也不能超过光速。所以发生的情况是，比方说黑洞四处移动，也许我有两个互相绕转的黑洞，这种情况是可能发生的。
这需要一段时间。空间本身的形状中会产生一种波，当黑洞起伏摆动时，这个波会跟随着黑洞。最终，这两个黑洞会合并。而且正如我们之前谈到的，尽管存在时间膨胀，这并不需要无限长的时间，因为它们俩都太大了，对时空造成了非常大的形变。我面对的不是一颗小弹珠落过事件视界。我面对的是两个事件视界。在模拟中，你可以看到它晃动，它们合并在一起，形成一个更大的黑洞，然后它以引力波的形式向外辐射。它把所有那些不完美都辐射掉，最终稳定成一个静止的、完全无声的、正在自转的黑洞。很美妙的东西。
而且它会释放出E=mc²的能量。所以最终黑洞的质量会小于两个初始黑洞质量之和。这部分能量通过时空的这种鸣响被辐射出去。必须强调的是，这不是光。这一切都与字面意义上的光无关，不是我们能用普通光探测设备探测到的那种光。X射线是光的一种形式。伽马射线是光的一种形式。红外、可见光，整个电磁波谱，这些都没有以光的形式被发射出来。它完全是暗的。它只以空间形状的涟漪这种形式被发射出来。
很多时候人们把它比作更接近声音的东西。严格来说，我们大致论证过，我没有做过解剖学层面的计算，但如果你离两个相撞的黑洞足够近，它们确实会让时空鸣响。而且它的频率其实就在人类的听觉范围内，空间的形状即使在真空中也可能挤压和拉伸你的鼓膜，你就能听到，真真切切地听到这些波在鸣响。所以这个想法是，比起图像，它们更接近你会想把它对应成声音的东西。
抱歉。那你觉得乘着引力波会是什么感觉？就是说，置身其中，存在于其中。因为你提到了鼓膜。
[听不清 02:19:22]真的会上下晃动，你的轨道会改变，对吧？如果你在绕着这些黑洞运行，两个黑洞，你会处在一条复杂的轨道上，但你的轨道会被抛来抛去。
既然你身处时空之中，那会是怎样的体验？
是的，我明白了。所以在时空之中，黑洞被体验为一种挤压和拉伸。所以你会感觉到某种挤压和拉伸，你还会发现自己的位置发生了变化，你下落的方向会被改变。所以这实实在在就是一种挤压和拉伸。这就是思考它的方式。它的这种性质非常精细。但多年来人们一直认为：“嗯，因为我描述的这些直觉上的原因，这些引力波似乎必然存在。既然时空是弯曲的，我移动这个弯曲，波就必须在这弯曲的时空中传播。”
但人们并不知道它们是否真的携带能量。争论来回反复，写了很多论文，持续了几十年。但我觉得声音这个说法不只是一个类比，因为我把黑洞比作敲鼓的鼓槌。鼓就是时空。当它们移动时，它们敲击时空之鼓，鼓就会鸣响。值得注意的是，这些引力波几乎不太会受到其他东西的干扰。所以它们可以传播20亿年，距离上是20亿光年，时间上是20亿年，到达我们这里时仍保持着发射时的样子，只是更安静、更弥散，也许因为宇宙膨胀而被拉伸了一点，但它们保存得相当完好。
所以LIGO这台仪器的理念，就是建造一件巨大的乐器。这有点像造一把电吉他，电吉他记录下琴弦的形状，再通过放大器回放给你。LIGO试图记录下那面鸣响之鼓的形状，他们在控制室里真的会去听它。它就那样嗡嗡作响、来回颤动，他们试图把这面鼓的录音回放给你，而不是拍一张快照。它是随时间展开的。
但要造出这把吉他——
是的，这件巨大的乐器。
……它必须非常大，而且极其精确。
真是难以置信。我简直不敢相信他们成功了。说真的，我不敢相信他们做成了。这件事太疯狂了，光是去尝试就已经够疯狂的。他们花了50年。真的。有些人三四十岁时开始参与，等到成功的时候已经八十多岁了。想想那种韧劲，那种难以置信的投入。再说我们谈到的灵敏度：我们有这样一件“乐器”，长4公里，呈L形，延伸4公里，里面是一条条隧道，这些隧道成了地球大气中最大的“空洞”，因为为了建造这台仪器，他们把隧道抽成了真空。他们要测量、要记录时空在经过时产生的抖动，那种起伏，在4公里的长度上，这个变化还不到一个质子的万分之一。这是一项疯狂的、疯狂的成就。
我热爱伟大的工程。我热爱……
我不知道他们是怎么做到的。我发誓，我跟着他们到处跑纯粹是觉得好玩。我非常偏理论，我不造东西。有人能把纸面上的东西变成现实，而且看起来就是一堆电线，我总是对此印象深刻。我不知道怎么……我总是惊讶于它实际的样子。我和雷·韦斯一起走过那些隧道，他和基普·索恩以及项目负责人之一巴里·巴里什一起获得了诺贝尔奖。我和雷一起走过那些隧道，那非常愉快。雷是最讨人喜欢的人之一。基普是我认识的最了不起的人之一。这本书之所以叫《黑洞蓝调》，是因为在他们成功前大约一个月，雷对我说：“如果我们探测不到黑洞，这整件事就是一场失败，我们就把这个国家引上了一条错误的道路。”
他真的觉得自己对这个项目的成功负有巨大的责任，这压在他心上。那种诚信，那种科学上的诚信，真是了不起。他造的最早的仪器，是在麻省理工学院之外的一张桌面上搭起来的。他的同事们说：“你拿不到终身教职的。你永远不会成功。”可他们就是坚持了下去。
正是这样的人，庞大的团队、大规模的合作，推动着世界前进，因为……
这就是一个例子。
人们对官僚体系越来越抱有犬儒心态，怀疑大量的人，尤其是和政府相关的人，聚在一起能否真正有成效。官僚作风会拖慢一切。所以看到这样一个成功可能性极低、难度极高的工程项目取得成功，真的很好。
哦，是啊。
所以我理解他为什么肩上压着这样的重担，我也很感激有这样伟大的领导者把它一路推向前进。
是啊，确实如此。你能看到太多他们本可能失足的时刻。他们在2000年刚过的时候造出了第一代机器，这在他们意料之中，但它什么也没探测到，一片寂静，毫无动静。而他们有足够的底气继续干下去。
到了第二代，他们即将“开机”，加引号的开机。这么说有点简化，其实是要进行第一次科学运行，而他们决定推迟，因为他们觉得自己还没准备好，那是2015年9月14日。实验人员都在现场。他们在深夜里，通宵工作，对着这台机器敲敲打打，真的是开着卡车猛踩刹车，看看会产生多大的噪声。所以他们真的是在折腾这台机器，实实在在地干扰它，只是为了校准：这东西到底能承受多少噪声？
据我所知，故事是这样的：他们累了。一台仪器在路易斯安那州，一台在华盛顿州，他们回家了，放下工具，回家了。不过，谢天谢地，他们让仪器保持锁定状态。大概就在他们开车回到各自简朴住处的一个小时之内，这些住处位于他们建造仪器的偏远地区，这道引力波扫了过来，我想它先到达路易斯安那州，然后穿越美国，让华盛顿州的仪器也“响”了起来。
它始于十五亿多年前，那时地球上的多细胞生物还没有出现。想象一下从远处看这一幕，这条碰撞轨迹。而且那正好是百年纪念，是爱因斯坦发表广义相对论一百周年。所以正好一百年。想想看，1915年爱因斯坦写下广义相对论的时候，这个信号在哪里。它正在来这里的路上。它几乎已经到了。
你觉得哪个更酷，爱因斯坦的广义相对论还是LIGO？
嗯，我不能贬低我的朋友们，但当然，相对论实在是太包罗万象了。
不，等一下。一个包罗万象、超级强大、跨越性的理论。而……
他们把它造出来了。
……他们把它造出来了。
我不知道，伙计，你把我问住了。
最伟大的工程……
是啊。
因为，我也说不好，是啊，人类聚在一起，把东西造出来。归根结底，真正影响世界的就是这个，对吧？
是啊。就像我说的，我对雷、基普以及整个团队的敬佩是巨大的。想象一下，雷当时一直在现场，刚离开回家，半夜醒来看到了它。你能想象吗？有一个信号，日志里有个东西。他心想：“那到底是什么鬼？”
说到人的故事，你还写了一本书，《疯子梦见图灵机》。它把20世纪的两位天才，艾伦·图灵和哥德尔，联系在一起。是哪些具体的线索把这两个头脑联系起来的？
是的，这两个人物真的让我着迷。人们知道艾伦·图灵，是因为他构想了计算机，是真正设想出它的那个人。但他的工作始于思考哥德尔的工作，就是从那里开始的。它始于一种现象，即不可判定命题，或者说不可证明命题。数学中发生过一件大事：人们曾设想，数学中的任何问题在技术上都可以被证明为真。这并不意味着人类会证明数学中关于一切的每一个事实，但它应该是可证明的，对吧？这看起来有点……这并不是一个多么离谱的假设。
所有人都相信这一点，所有伟大的数学家都相信。希尔伯特就曾号召去证明这一点。而哥德尔，一个非常奇特的人物，非常不寻常。他是一个柏拉图主义者。他真的相信数学对象具有一种存在意义上的实在性。他对我们这个现实倒不那么确定。他一直在和这个现实较劲。他不信任物理现实，但他绝对非常认真地对待柏拉图式的实在，而且常常是以他自己的思考方式。他证明了，即便在数字之中，也存在一些永远无法被证明为真的事实。想想看，这有多疯狂：即使是一个关于数字、看起来非常简单的事实，也可能为真却不可证明，永远不可能作为一条定理存在于数学中，是不可抵达的。这个不完备性结果非常令人不安。本质上，它等同于说数学没有万物理论。这让人们非常不安，但它非常深刻。艾伦·图灵卷入其中，是因为他在思考不可计算数。这引导他去想：“什么是不可计算数？一个像0.175这样的数，它无限延续下去，没有任何规律，我甚至想不出该如何生成它。没有任何规则能产生这个数。”
他能够证明，确实存在这些不可计算的、实际上不可知的数。这听起来可能没什么大不了，但实际上相当深刻。他在思想的空间里，在智识上与哥德尔相呼应。但他走上了一条非常不同的道路，在哲学上几乎是相反的方向。他开始思考机器。他开始思考将思维机械化，开始思考：“什么是证明？数学家是如何推理的？推理究竟意味着什么？思考意味着什么？”
于是他开始设想发明一台执行特定指令的机器，以一种特定的方式将思维机械化。“嗯，也许我可以造一台机器。我可以设想一台进行这种思考的机器。”而且他能证明，即使是一台机器，也无法计算这些不可计算数。
但他最终得出的，是通用计算机器的构想，本质上它可以接收不同的软件，执行不同的任务。我们上网用的电脑和写论文用的电脑并不是两台不同的电脑。它是一台机器、一套硬件，却能完成如此多样的任务。所以，他本质上确实发明了计算机。众所周知，他在战争中以一种非常原始的形式运用了这种思维：他被招募去协助破解德国的恩尼格玛密码，这种密码经过高度加密，人们普遍认为它无法破解。人们相信，图灵和他那个非常小的团队确实扭转了战局，使之有利于盟军，靠的正是这种思维、纯粹的聪明才智，再加上一些运气。
但图灵的另一个深刻启示是：“嗯，也许我们只是机器，只是生物机器。”这对他来说是一个巨大的转变。这和哥德尔感觉非常不同，哥德尔并不真正相信现实，认为数字是柏拉图式的实在；而图灵则认为：“我们实际上是机器，我们可以被复制。”所以当然，图灵的影响至今仍广泛可见。
在很多层面上。
在很多层面上，是的。
在复杂性理论、理论计算机科学和数学中。
哦，到处都是。
而且在哲学上也是，比如他那篇著名的图灵测试论文。所以就像你说的，在构想上，我想哥德尔从未真正在数学和人性之间建立起联系，而图灵建立了。但我认为这两个人之间还有另一个联系：他们都以各自的方式，是饱受折磨的人。
我认为他们确实饱受折磨。
这其中的哪些方面，塑造了他们成为什么样的人，以及他们发展出了什么样的思想？
我认为影响非常大。我不想宣扬“疯狂天才”这种陈词滥调，好像你聪明绝顶就一定是疯子。我不这么认为。我也不认为如果你疯了，你就是天才。但我确实认为，一个非常聪明的人，如果还选择不去追求生活中常规的满足，他们不追求金钱，不一定看重物质上的舒适，不借此博取名声，他们真正追求的是别的东西，我认为这有时实际上会导致一种失控的不稳定。他们已经处在社会规范之外，已经处在与人的正常联系之外。他们已经做出了那种决裂，我认为这让他们更加脆弱。
据我了解，哥德尔确实有妻子，夫妻关系很稳固，他也是一位成功的数学家，最终去了高等研究院，每天和爱因斯坦一起步行去研究院。他们会聊……他还在相对论中证明了一些非常不寻常的东西。我们聊天时你提到了那些旋转的星系，而实际上哥德尔有一个旋转宇宙模型，在其中你可以回到过去。它在数学上是正确的，向爱因斯坦表明了在相对论框架内可以进行时间旅行。他是一个影响力和才华都令人难以置信的人。但他很可能……
……影响力和才华都令人难以置信的人，但他很可能是一个偏执型精神分裂症患者。他确实出现过与现实脱节的情况。我认为他相当多疑，害怕政府，害怕自己的食物被下毒，最终真的把自己饿死了。对于这样一个敏捷的头脑、这样一个才华横溢的头脑来说，这是一个如此极端的结局。
我认为重要的是不要美化或浪漫化疯狂与苦难，但对我来说，你可以反过来看，从人类心灵的种种奇特病症中获得启发，看看它们如何能被创造性地利用和引导。
哦，是的。
我觉得我们很多人，显然，可能每个人都有那些独特的特质。我有时会跟人聊我自己的心理状态：我极度自我苛责，我会被人身上的美所吸引，但正因为我让自己对这个世界敞开、变得脆弱，我真的可能会被人伤害。好，你可以把这些都摆出来，这就是这么一个特定的人。然后会有一群人说：“嗯，这里面很多事你最好别做。也许别对自己那么苛刻。也许别对世界那么敞开。也许在和外界打交道时多一点理性。”我会想：“嗯，也许吧。”或者，也许就做那样的人，完完全全地做那样的人，把它导入一种有成效的人生，导入……反正我们都会死。
在我们活在这世上的这段时间里，把你身上那份独特的怪异发挥到极致，也许你会在这个世界上创造出某种特别的东西，而到最后它也可能毁了你。我觉得这些故事很多都是这样。这并不是在说：“哦，因为想成就任何伟大的事，你就必须受苦。”不是的。而是说，如果你本来就在受苦，如果你本来就怪，如果你本来就在你所处的特定环境、特定的社会角落里格格不入，那就想办法利用它。利用其中的张力、其中的摩擦去创造点什么。这就是我的意思。像你，就曾因为一些甚至很蠢的事情吃了很多苦，比如肠胃问题——
哦，对，[听不清 02:37:39]。没错。
那可能就是一切。偏头痛——
心身性的，或者说心理生理性的，但——
这些都可以通过某种方式导入一种有成效的人生。这应该是鼓舞人心的，因为我们很多人都在以不同的方式受苦。
是的。其实我非常相信“悲剧性缺陷”这回事。我觉得希腊人在这一点上说得真对。你描述的就是这个。成就我们伟大的东西，最终也是我们的败因。也许这根本不可避免。另一种选择可能就是不去成就伟大。我想这大概就是我说那句话的意思：“他们早已脱离了传统道路，因为他们决定去追求某种如此难以捉摸的东西，这在某种程度上必然会让他们孤立，而且可能失败，其回报甚至难以预料。”我确实认为，所有促成他们成就的性格特质，也正是导致他们走向毁灭的特质。我觉得你说得对。别人可以说：“嗯，莱克斯，也许你不该那么有同理心。稍微把自己隔开一点，保护好自己。”可这不正是你所带来的东西吗？这正是你带来的要素之一，让你在一个很多人都想突围的领域里做出了非凡的东西。
我们应该提一句，每出一个哥德尔或图灵，就有数以百万计的人尝试过、也毁了自己，而且毫无——
[听不清 02:39:18]。
……毫无缘由。
如果有一个发现，我能在想象中一路推演过去，如果我真的能看清怎样抵达那里，那我会觉得不可能不去追求它。我无法想象因为别的什么原因放弃它，比如担心它会被滥用，这是一种真实的担忧。我是说，这确实是个值得关切的问题。我觉得就我的工作而言，因为我研究的是早期宇宙中的额外维度或者黑洞，我感觉还挺安全的。不过，我是说，谁知道呢，对吧？玻尔当年也想不出怎么用量子力学去杀人。我无法想象自己退缩，说：“不，我不打算把这个做完了。”
我给你举一个极其聪明的人的常见例子：陶哲轩。
聪明绝顶。
杰出的数学家。
聪明绝顶。
在我这辈子见过的所有聪明人里，他比任何人都更擅长钻研一个难题，然后意识到这个问题就目前而言有点太难了。
哦，这个我做得到。
然后就抽身离开。他会说：“好吧，这现在是个周末问题了。”
完全是这样。
他对此见得太多了。每个人都不一样，但像格里戈里·佩雷尔曼或者安德鲁·怀尔斯，他们会把自己——
对，那是个很棒的故事。
……多年完全交给一个问题，而每出一个格里戈里——
而且他们也可能根本没能攻克它。
是的。所以你选择你自己的人生故事。
我完全同意。有时我要花太长时间才得出那个结论，但我会自豪地说，就像大多数理论物理学家都应该做到的那样，我的大多数想法都是我自己亲手否掉的。
好，所以你能做到抽身离开？
我绝对能说出：“哦，那就是行不通……”我是说，我不否认有时我可能要花一阵子才得出那个结论，比应该花的时间更长，但我会的。我绝对会。我会放下它。任何有自尊的物理学家都应该能做到这一点。问题在于像你说的安德鲁·怀尔斯这样的人，为了证明费马大定理，他花了七年。是这个数字吗？差不多吧。他躲进他母亲家的阁楼还是什么地方，七年没露面。问题在于，或许他确实如此：他走在正确的轨道上。他没有错，所以这件事可能会没完没了。他到最后仍然可能做不出来。所以，那才是真正难熬的处境：你没错，你确实抓住了点什么，但你只是在渐近地逼近那个解，却永远不会真正落地。这种事是会发生的。
那会把我击垮，彻彻底底把我击垮。他当时有了一个证明。
对，[听不清 02:42:11]——
……他公布了，然后有人在里面发现了一个错误。那会直接把我击垮。因为你已经公布了，所有人都很兴奋，然后你意识到它失败了，还要回过头去——
我是说，别人光是检查它就花了一年时间。这可不是那种花一个下午就能看完的东西。
然后还要有那份意志、那份自信和耐心，回过头去——
难以置信的故事。
……严谨地逐一梳理，把它攻克下来。
这是个很棒的故事。
但还有另一个很棒的故事，格里戈里·佩雷尔曼，他花了七年，然后拒绝了菲尔兹奖。他完全是独自一人完成的，[听不清 02:42:43]之后，他在证明庞加莱猜想后拒绝了菲尔兹奖和千禧年大奖，就这么离开了。
是啊。那是一种非常不同的心理。那是另一种构造的大脑。
不在乎钱，不在乎名，别的什么都不在乎。事实上——
他现在在哪儿？
在俄罗斯圣彼得堡。我在想办法和他聊一次。结果发现，当你选择离开、过隐居生活并且乐在其中时，你也不想——
接受采访。
……跟一个打着领带的怪家伙聊天。我在努力，我在努力。
嗯，如果你看看图灵这样的人，他的古怪之处就完全不同了。并不存在什么固定的模子，我真的不喜欢别人那样去描绘。他们是真正独特的个体，同样沉浸在自己的思想里，但方式截然不同。图灵在那个年代基本上是公开的同性恋。他在战争期间工作，也就是第二次世界大战期间。这样我们就能理解那个时代了，而当时同性恋在英国是违法的。他有点拒绝隐藏自己。曾经有一段时间，人们的态度大概是：“嗯，我们就当没看见吧。”但他被一个在某处结识、带回来的人偷了东西。我想是在曼彻斯特，而且那是件很小的事。我不知道他们拿走了什么。他们什么都没拿。那根本不算什么，但他就是无法容忍。他去报警，把事情告诉警察，结果他自己被逮捕了。他成了罪犯，因为这件事牵涉到那次同性性行为。
你想想，这个人为盟军赢得战争做出了重大贡献。我是说，这简直难以置信。更别提他的天才，数学天才。我是说，他拯救了那些这样对待他的人的生命，而他们实际上对他施行了化学阉割作为惩罚。那就是他的判决。他变得非常抑郁，有自杀倾向。据说他对当时上映不久的《白雪公主》非常着迷，常常吟诵其中一段小……我不知道该不该称之为诗歌式的歌谣。“把苹果浸入毒汤，让沉睡之死渗透其中”是《白雪公主》里的一段咒语。人们相信他把一个苹果浸了氰化物，咬下了这只毒苹果。我不知道这是不是杜撰的，但有人认为 Macintosh 上那个被咬了一口的苹果标志指的就是图灵。当然，也有人否认这种说法。
这挺好的，挺好的。
但也有人说，他这么做是为了让他母亲可以相信那也许是一场意外。但是啊，真是一个相当悲惨的结局。
是啊，但他们是有史以来最伟大的两个人。
我之所以把他们联系在一起，不仅仅是因为他们的工作最终如此紧密相连，还因为存在一种无法真正理解他们的不可能性，一种无法就他们的人生证明什么的不可能性，即便你试图写一部基于事实的传记，也总有某种东西从你手中溜走。我觉得这在某种程度上和那套数学是根本相通的：不完备性、不可判定 [听不清 02:46:22] 不可计算。所以从结构上讲，它讲的是我们大致能知道什么，以及哪些东西我们能相信为真、却永远无法真正知道。
对，形式系统的局限，还有……的局限——
没错，传记 [听不清 02:46:37] 虚构与非虚构。
局限。
你身上有太多层面了。其中一层是一种浪漫的想法，就是去理解人、探索人；还有一层是探索科学，探索那些非常严谨、细致的物理学和宇宙学。然后还有某种艺术性。我看到你是 Pioneer Works 的首席科学官，那基本上是一个偏艺术家的地方，位于布鲁克林。你能给我讲讲那是什么吗？艺术在你的生活中扮演着什么角色？
好。我可以先从 Pioneer Works 讲起。Pioneer Works，从某种意义上说，我落脚在那里是必然的。感觉我朝那里走了很多年，然后一切又在这次碰撞中汇聚到了一起。它是由艺术家 Dustin Yellin 创办的，一个非常乌托邦的构想。他买下了这栋楼，布鲁克林一座叫 Pioneer Iron Works 的老铁工厂。那栋楼当时完全破败失修，但它是一座建于 19 世纪末的漂亮老建筑，他想做一种拼贴。Dustin 绝对是一位拼贴艺术家，用玻璃创作，作品尺幅很大，充满想象力，狂野，富有叙事性，关注自然和意识。我觉得他想用人来做同样的事。他想要一个拼贴式的地方，一个艺术家与科学家共处的鲜活范例。它由 Dustin 创办，Gabriel Florenz 是创始艺术总监。
它刚好在飓风桑迪之前启动。我不知道别人对飓风桑迪的感受是否和纽约人一样强烈，但那确实是一个重要时刻，大约在 2012、2013 年，项目因此停了一阵，你甚至能在砖墙上看到桑迪留下的那种水位线。那之后不久，我加入进来，和这两个人碰撞在一起，那真的就像一次碰撞。我代表科学，他们代表艺术。Gabe 什么都自己做，所有东西都亲手搭建。Dustin 是个梦想家。他们热爱科学。他们真的很想要科学，但科学很难接触。我一直很喜欢科学在文学、在艺术中的转译。我喜欢小说家，那些真正的严肃文学作家，偶尔涉猎、思考科学。我非常坚定地相信，科学是文化的一部分。我知道这是事实。我不认为自己在做科普推广或教育。我不喜欢那些标签。我在做的是文化，就像一位艺术家在工作室里解决问题、理解材料、构建自己的作品体系。
艺术家办展的时候，没人会问他们：“你为什么要做科普推广？”或者“你是在搞教育吗？”这本来就是顺理成章的延伸。所以我觉得，如果你有幸认识其中一些人，有幸从山顶望见一点风景，哪怕自己只瞥见了一眼，你都应该把它带回给这个世界。于是我们就一下子发展壮大起来了。Pioneer Works 成了科学与艺术交汇的地方。这里并不是说艺术家都在做科学，或者科学家都在搞艺术，而是真正硬核的科学家在大量现场活动中谈论科学。我们有一本叫《Broadcast》的杂志，展现各个学科之间的相互碰撞，还有艺术家在做各种各样的项目。我刚开始在那里办活动的时候，我的第一位嘉宾，就像你一样，我在跟人聊天，[听不清 02:50:10] 就像是：“我知道怎么跟人聊，因为我认识这些人。”而且我当受访者的次数太多了，我完全清楚该怎么做。对我来说，怎么进行这样的对话，早就已经成竹在胸了。
是的，你在这方面也做得非常好。
嗯，谢谢，很感激你这么说。不过这也是要学的。我是说，我不觉得我做的第一场就很好，我觉得我是学出来的，你会越做越好。这真的很有意思。而且我很喜欢钻研，我想你也是。我会认真研究相关材料。我也热爱科学，真的。我想和一位研究 CRISPR 的生物学家聊聊，因为我不懂它，而我想弄懂它。
我看到那里有很多很酷的活动，还有形形色色、非常有意思的人。
是的，我们这里确实聚集了形形色色、非常有意思的人。这个说法很到位。
是啊，这让它在我脑子里的地图上标成了：去纽约时值得去逛逛的好地方。
对。你一定要来看看我们。我想你会很喜欢的。
另外，我还得提一下时尚。我看过你做的不少演讲，里面有很多时尚元素。
对。天哪。
能看出对时尚的欣赏。
你这是给了我一个机会，让我向 Andrea Lauer 致意。她是一位设计师，做了很多很棒的连体服，我在很多活动上都会穿。她有一个连体服设计品牌叫 RISEN DIVISION，她做的那些衣服真是不可思议……太棒了。我们还会为每场活动设计徽章，所以有弦理论徽章、意识徽章之类的。
我们应该把这些作为叠加画面放进视频里。
对吧？
希望到处都能看到好看的图片。
我想，我就是喜欢拿生活做实验。办这本杂志就是一场很大、很疯狂的实验。
你说拿生活？
拿生活。
不错。
对。我们刚才说的这种想法，就是我发现只要我觉得自己能做出点什么，就很难停下那股劲头，我必须去试着把它做出来。对我来说，这是我最接近做实验和协作的时候。因为虽然我在理论研究上也有合作，我有很棒的合作者，布赖恩·格林、Massimo Porrati、Dan Kabat，他们都是我非常亲密的合作者，但理论物理的很多工作是独自进行的，你大部分时间都在自己的脑子里。而这件事是真正建立起来的，靠的是 Dustin、Gabe 和我这个三人组，还有在那里工作的所有出色的同事，以及我们出色的理事会。我们真的是一起在做这件事。少了任何一个要素，它的形态就会开始改变。我觉得那是一种非常有意思的体验，而创造东西本身也是一种有意思的体验。
既然你提到了文学，有没有哪些书对你的人生产生过影响，不管是文学、小说还是非虚构作品？
我很喜欢小说。我想大家可能以为我会读很多科幻或者非虚构作品，但其实我读的大多是小说。我有过一份书单，收录了一些作品中带有科学元素的伟大小说家，我很喜欢那份书单。
你能把它公开吗，还是不行？
嗯，我想应该可以，不过我可以先说几本我想到的。获得诺贝尔奖的石黑一雄，他最有名的大概是《长日将尽》，还有他的《别让我走》，简直不可思议，让人彻底心碎，令人震撼。我真的非常热爱文学，所以当作家能用这些非常抽象的主题做到这一点时，那差不多就是我最喜欢的文学领域。马丁·艾米斯写过一本倒着叙述的书，《时间箭》。他的其他一些书我更喜欢，但《时间箭》相当巧妙。
所以你喜欢的是，用这些非传统的手法去讲一个本质上关于人的故事，其中有某种——
是的。
……某种戏剧性的悲剧——
还有语言之美，我非常欣赏这一点。就连奥威尔也很了不起，希钦斯写奥威尔的文字也很了不起。书单上还有几部戏剧。我得想想里面还有什么，不过有一本书我觉得可能有点出人意料，但我认为它绝对是一部杰作，那就是《路》。你可能会问：“《路》在什么意义上算是科学？”首先，科马克·麦卡锡非常喜爱科学家和科学，你能感受到那种非常微妙的影响。那本书……它真的非常了不起，精准、震撼、空灵，所有这些特质同时具备，而且书里没有交代是谁、是什么、何时、如何发生的。你可能会猜开篇是一场核事件，或者……我想很多人是通过电影知道《路》的，但这本书真的非常精彩，而且非常非常抽象。不过在我看来，有一种意义上，科学在构建着——
但从根本上说，那本书讲的仍然是人的故事，[听不清 02:55:05] 人与人之间的联结——
对，完全是，那个男孩。
是的。所以科学在构建那个世界的过程中发挥了作用，而在那个世界里，依然有……真的，这是一种探索人类关系的不同方式，它也许能带来某种清晰和深度，而更直白地讲述这个故事可能做不到……对。还有那些超现实的世界，我是说，对我来说，我也不知道为什么，我经常重读奥威尔的《动物农场》，就是这类……能用简单的语言、带着一些超现实元素把一个简单的故事讲好，这本身就是另一种艺术形式。
哦，《动物农场》太了不起了。其实我还拿“有些动物比其他动物更平等”这句话做过一些发挥。在好老头图灵的工作里，有些无穷比其他无穷更大。
[听不清 02:56:01]。对，确实是这样。有些书就是会以某种方式融入我们的文化，并且持续回响，我也说不好，它们是在创造文化，而不只是影响文化。写作和文学能做到这一点，真是相当不可思议。
是的。
如果你能就某一个问题得到一个确定的答案，这就是我之前跟你提过的那个问题——
那个 [听不清 02:56:25] 太难了。
嗯。是这样，有一位先知，你可以和这位先知交谈。你可以问好几个问题，但都必须围绕同一个主题。所以想确认一下，你希望这位先知帮你解开宇宙的哪一个谜？
挺有意思的，我应该说那个显而易见的答案，但我几乎觉得那样有点贪心。对这个问题，我的回答有点复杂。对我来说，显而易见的回答是：我想理解量子引力，或者想知道引力是不是涌现出来的。这甚至不是我日常研究的东西。我大多只是饶有兴趣地关注别人在做什么，如果我觉得自己能插上手，我会参与，但我并没有投身其中。不过很显然，这是最大的那个问题，而且大家有一种感觉，认为解决了它，其他所有问题的答案也会随之而来。我之所以说复杂，是因为科学气质的一部分，恰恰在于总有你不知道答案的东西。我是说，我希望我们不会拥有所有答案，因为那之后怎么办？那有点像反乌托邦。
我完全同意你的看法。我喜欢我们现在拥有的这些谜题。
是啊。
我一直有这样一种假设：永远都会有谜题，所以你会想不断去解开它们。
没错。它们会引出更多的谜题，就像相对论引出了黑洞，黑洞又引出了信息丢失悖论，或者大爆炸、大爆炸之前发生了什么，或者多元宇宙。正是因为我们学到了这么多，我们才能上升到下一个抽象层次。
顺便说一句——
[听不清 02:57:56]。
……我们应该提一下，如果你在和这位先知交谈，即使你问的是关于量子引力这个显而易见的问题，我几乎可以百分之百地向你保证，就算你所有的问题都得到了解答，你也不可能问到尽头。先知会说：“不，你没法实现统一。”
然后你就会说：“那么——”
嗯，对，对，对，然后你说“涌现”，接着先知会说：“嗯，你认为基本的一切其实都不是基本的，它们是涌现的。”[听不清 02:58:29] 说：“好吧，那么，[听不清 02:58:32] 更多问题。”
没错。我是说，相对论提出到现在已经一百多年了，我们还在不断剖析它。
是啊，是啊，而且可能还会有新的问题。你写过，最终我们在这个宇宙中的全部历史都会被抹去。这让你有什么感受？
嗯，这是个沉重的念头，不过我还是觉得，我们可以有一种方式去接受它，这其实有点诗意。你在沙子上建起一样东西，然后再把它抹掉。
是啊。
所以我觉得，这只是在提醒我们，也要关心我们眼前的体验：我们如何对待身边的人，他们如何对待我们，我们在短期内留下什么，在长期内留下什么。我们是否有所贡献，总体而言我们的贡献是否是净正面的？我觉得这有点难以想象，但确实，所有这些诺贝尔奖、所有这些数学证明、所有这些对话、所有这些想法、我们彼此之间的所有影响，甚至包括人工智能，最终都会消逝。
嗯，至少我们可以专注于在被冲走之前，在沙子上画出一些美好的东西。这是一场非常精彩的对话。我由衷感谢你所做的工作。
我也感谢你的工作。非常感谢你邀请我。
谢谢你今天来聊天。
嗯，非常愉快。
感谢收听这期与珍娜·莱文的对话。如需支持本播客，请查看节目简介中的赞助商。
最后，让我用阿尔伯特·爱因斯坦关于相对论的一段话来结束本期节目。
当你和一位好姑娘谈恋爱时，一小时就像一秒钟；当你坐在一块烧得通红的煤渣上时，一秒钟就像一小时。这就是相对论。
感谢收听，希望下次再见。