霍金的三次“豪賭”

　　圖片說明：霍金給索恩和普里斯基爾的T恤衫，上面印著“Nature abhors a Naked Singularity（自然憎恨裸奇點）”的字句。

　　在生活中，我們常常會遇到打賭的事情，這多半出現在為 什么事情發生爭論的時候。最有名的打賭，也許是俄羅斯作家契訶夫的小說《打賭》里的打賭。在這篇小說里，一位25歲的年輕律師和一位銀行家打賭，賭注是一筆巨款———200萬盧布。如果年輕的律師能夠犧牲自己的自由，在一間小屋子里關上15年，200萬盧布就是律師的了。在這15年中，律師不能走出房門一步，不能與任何人說話，他的生活由銀行家請一個傭人專門負責，有什么要求寫在紙上交給傭人（不能說話！）。

　　結果怎么樣？你猜得出來嗎？結果律師真的在小屋里關了15年！那么他得到了這筆巨款嗎？沒有！銀行家不給？是，也不是。律師在關滿了15年的前一天晚上，銀行家的確不想給這筆錢，于是起了殺人之心。當銀行家在滿期的前一天半夜想去謀殺律師時，驚訝地發現，15年前精力充沛的年輕人已經變成一個可怕的骷髏架子！皮包骨頭、頭發長得比女人的還長、蓬松的胡子……簡直像一個可怕的鬼魂！律師坐在桌子前，似乎睡著了。銀行家偷偷溜進屋里，律師似乎一點知覺也沒有，根本不知道銀行家進來。銀行家從律師的背后發現，桌子上有一封信，他好奇地拿起來看。信上寫道：“我不要那兩百萬盧布，當初我向往它如同向往天堂一樣，現在我卻藐視它。為了解除我接受這筆錢的權利，我要在規定時期的五個小時之前走出這個地方，因而破壞了合約……”

　　銀行家看了這封信以后，淚流滿面地走出了房間，他雖然保住了他的財產，但是他卻非常厭惡自己，“從來沒有像現在這樣深刻地輕視自己”。

　　這個結局有一些讓人感到意外，但是也讓人驚心動魄！

　　下面要講的是科學家打賭的事。科學家也喜歡打賭，這些打賭的故事也非常有趣。

　　英國著名的宇宙學家霍金（Stephen W.Hawking）是一位殘疾非常嚴重的人，后來他每天只能坐在輪椅里，連頭也只能斜靠在肩上；不能說話，只能靠計算機和語音合成器與他人交流。

　　但是，霍金卻有非同一般的活力，他不僅在輪椅上使自己成為一位世界最著名的科學家，而且他還出奇地喜歡開玩笑，尤其愛打賭。恰好在美國加州理工學院他碰上了一個也喜歡湊熱鬧的物理學家索恩（Kip.S.Thorne），于是霍金與索恩前后作了三次“豪賭”！

　　第一次打賭是在1974年12月，打賭的原因是：在天鵝星座中的X 1雙星（Cygnus X-1；X指的是X射線源，1代表天鵝星座中最亮的星）是否包含一個黑洞。索恩說有，霍金說沒有。他們為此還寫了一個賭狀，表示輸了或贏了，一定按賭狀上說的條件兌現：如果真有黑洞，那索恩就贏了，霍金就給他訂一年的《閣樓》雜志；如果沒有，霍金就贏了，那索恩就要為霍金訂4年的《私家偵探》雜志。

　　后來，霍金曾解釋他為什么要打這個賭，他說這是一種“保險策略”。其實，他們兩人都相信在天鵝座X 1中肯定有一個黑洞，霍金只不過由于喜歡熱鬧，熱衷于惡作劇，才打這個賭以緩和研究的緊張。他還裝模作樣地說：“如果索恩輸了，那我的關于黑洞的研究整個就是浪費時間，毫無價值，但卻可以得到4年的《私家偵探》雜志，聊以自慰；如果索恩贏了，那我的研究就獲得了成功，并且是一件激動人心的成就，這時我也樂于給索恩一些安慰。”

　　這次打賭，索恩贏了，以后他按時收到《閣樓》雜志。其實，這次打賭是雙贏：霍金的黑洞理論取得了勝利，索恩可以不花錢地看一年《閣樓》。據說這一次打賭還引來索恩夫人的不滿，大約是因為賭注不公平：一年的雜志對四年的，霍金太狡猾！

　　有趣的是，以后他們又打過兩次賭。1991年12月24日，索恩和霍金打賭：這次賭的是宇宙中是否有“裸奇點”存在。所謂“奇點”（singularity）一般被看成是一個點，因此我們熟知的物理學定律在奇點失效；而“裸奇點”（naked singularities）顧名思義是裸體的奇點，沒有任何東西包圍著它。霍金認為“奇點”只能夠存在于黑洞之中，不能夠“裸”；而索恩則不然。這次索恩把普雷斯基爾（JohnP.Preskill）也拉進來了。那次賭狀上是這樣寫的：“霍金堅信裸奇點是應該被經典物理學定律禁止的討厭的東西，而普雷斯基爾和索恩認為裸奇點作為量子引力體，可以不被視界遮蔽，而讓整個宇宙都能看到。……”

　　“輸家為贏家買一件蔽體的衣服，衣服上繡上適當的認輸字句。”

　　霍金最后輸了，并在加利福尼亞的一個公開演講時低頭。但當索恩高興地準備接過霍金輸給他們的T恤衫，卻看見T恤衫上印的“認輸”字句，氣就不打一處來（見圖）。在慶祝霍金60大壽的報告會上，索恩在講話中他趁機抖落了出來：

　　“斯蒂芬認輸了，給我們每個人買了件約定的衣服：一件印著他認輸字句的T恤衫。遺憾的是，我必須告訴你們，斯蒂芬的話大失風度！他在T恤衫上印了一個披著毛巾的女孩子。（我的太太和斯蒂芬的太太嚇了一跳，但斯蒂芬說話向來是沒有遮攔的）你們看到了，女孩子披的毛巾上面寫著“自然憎惡裸奇點”。斯蒂芬勉強認輸了，卻聲稱大自然憎惡他承認大自然能做的事情。那么，他為什么認輸呢？又為什么那么沒有風度、那么公然自相矛盾呢？”

　　霍金并沒有真正認輸。1997年2月5日，在“半”認輸的當天，霍金承認在“特殊情況”下，裸奇點可以形成，但是他又同時向索恩和普雷斯基爾發起了新的挑戰。霍金說：上次在立賭狀時他措辭不小心，讓索恩他們撿了一個便宜，雖然賠了兩件T恤衫，但他們兩位很不滿意我在T恤衫上寫的字句。結果，雙方再次打賭，新賭狀上是這樣說的：“霍金因為沒有要求一般性……而輸了一次賭，但仍然堅信裸奇點是討厭的東西應該被經典物理學定律禁止。……有鑒于此，霍金特向普雷斯基爾和索恩提出如下的賭狀……從一般初始條件出發的動力學演化……絕不可能產生裸奇點。”

　　輸了的仍然像上次一樣給贏家買一件蔽體的衣服，衣服上必須繡上恰當的、真正認輸的字句。這一次措辭嚴密，所以索恩驚嘆說：“這一次，我和普雷斯基爾恐怕要輸了！”但雙方都知道，這是一次更大的挑戰，他們決定利用超級計算機模擬和用引力波探測器作更多的觀測，去尋找更大的和普遍存在的裸奇點。索恩還激情地說：這是多么激動人心的挑戰啊！霍金的學生，香港的李啟明博士也說：“我也覺得他們要輸。”

　　就在“半”認輸的第二天，即1997年2月6日，他們三人又迫不及待地第三次打賭。霍金認為黑洞不能向黑洞外釋放任何信息；如果一個天體最后坍塌成為一個黑洞，那么這個星體的大量信息就從此完全丟失。而根據量子力學的定律，信息是不可能被徹底抹掉的。這就是有名的“黑洞信息佯謬”。如果霍金對了，那么大自然就有了更大的不確定性。正因為這一點，所以科學界有這樣的故事：

　　愛因斯坦：“我不相信上帝會玩擲骰子的游戲！”

　　玻爾：“你怎么知道上帝不擲骰子？”

　　霍金：“上帝不僅擲骰子，有時他還把骰子扔到了找不到它們的地方（God not only play dice,he sometimes throws them where they can’t be seen）。”

　　但是，索恩和普雷斯基爾提出了相反的觀點，他們認為黑洞可以隱藏它內部的信息。為此，他們三人打賭：黑洞到底能不能釋放它的信息。賭注是一本《棒球百科全書》。

　　霍金又輸了。去年7月21日，霍金正式認輸，但是賭注改了。霍金說：“我在英國很難找到一本《棒球百科全書》，只能用《板球百科全書》代替了。”

　　現在霍金承認：“上帝沒有把骰子擲到我們看不見的地方。”

　　我們還可以講出許許多多科學家打賭的故事。有一個問題讀者也許要問：“為什么科學家喜歡打賭？”

　　科學家打賭肯定和前面銀行家打賭的目的很不一樣。他們打賭是因為渴望認識大自然的奧秘，是一種形而上學的焦慮；而且設下賭局，可以激勵年輕科學家更有興趣從事科學研究，還可以引發公眾對科學的關注。再說，科學家在極其緊張的研究中和焦慮中，他們也需要自己為自己找點樂子———自得其樂嘛！

　　注：有關資料見《果殼里的60年》、《時空的未來》（李泳譯，湖南科技出版社2005年2月出版）