《十问霍金沉思录》3-5

接着分享《十问霍金沉思录》问题3~5，科普了现有的宇宙研究理论：

Is there other intelligent life in the universe?宇宙存在其他智慧生命吗?

138亿年前大爆炸，宇宙启始时极热，所有物质都处于质子和中子的粒子形式。1分钟后开始冷却，出现最简单的元素氢，一些中子与质子碰撞并粘在一起，形成氦。氢和氦燃烧成为较重的元素，有了碳、氧和铁。45亿年前地球主要由较重的元素构成，包括碳和氧。不知何故出现了DNA分子形式，在物竞天择的作用下DNA不断复制变异，200万年前才进化出人类，人类又发明文字并复制、传递它。霍金认为未来将外部传播的信息和DNA一起包括在人类的进化内是合理的，人类一定会改良基因，或者出现基于机械、电子元件的生命形式。他认为外星智慧生命的存在概率极低：1)进化更可能是一个随机过程，智慧只是众多可能的结果之一；2)如果小行星或彗星与这个星球相撞，生命不能发展到智慧阶段(恐龙的灭绝)；3)存在生命形成并演化为智慧生命的合理概率，但系统变得不稳定，智慧生命自我毁灭(某种意义上人类自己要警惕)；4)外太空有其他形式的智慧生命，但我们被忽视了，霍金提醒我们目前要警惕对外太空的回应。

Can we predict the future？我们能预测未来吗？

牛顿、拉普拉斯以来，宇宙在一个时刻的状态确定其他所有时间的状态的思想一直是科学的中心信条，这意味着未来可预测。然而实践中，我们预测未来的能力受限于方程的复杂性以及它们通常具有称为混沌的属性这一事实。1927年海森伯指出人类无法同时准确地测量粒子的位置和速度，要看到粒子的位置，人们就必须把光线照射在它上面，但这样会扰乱粒子的走向，那怎么预测未来？海森伯、奥地利的埃尔温·薛定谔和英国物理学家保罗·狄拉克提出了一种新的理论—量子力学，粒子它们由所谓的波函数表示，给出了该位置上找到粒子的概率，人类仍然具有一点的预测性。但引力的存在可能把时空弯曲成我们观察不到的空间区域—黑洞内部，预测将彻底失败。

What is inside a black hole？黑洞中是什么？

广义相对论也是引力的理论，引力是已知的自然力中最弱的，但它的作用是长程的，总是吸引的。黑洞的命名者约翰·惠勒强调许多恒星最终会坍缩(虽然爱因斯坦不认同)，探讨并预见了坍缩恒星变成的天体属性。彭罗斯的宇宙监督猜想说恒星或其他天体终将收缩到无限密度的奇点，这些奇点会隐藏在黑洞内部而不被看到，因为光引力太强而逃不出黑洞，任何东西都不能摆脱黑洞。但霍金发现黑洞以恒定速度向外发射粒子做热辐射，当粒子逃逸出来，黑洞将失去质量并收缩，最终消失。当黑洞消失时，其中的东西不会重现，从黑洞逃逸的颗粒完全随机，和落进去的无关，除了质量和旋转量，落入东西的信息消失了。信息消失、决定论崩溃，我们的历史书籍和记忆可能只是幻想。这被称为信息悖论，过去40年一直困扰着科学家，并仍是理论物理学中最大的未解决问题之一。随着引力和量子力学统一的新发现—对时空的对称性理解，对这一悖论获得解决，霍金很乐观。