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關(guān)于物理學(xué)未來(lái)的發(fā)展
石將建 2009/3/22
（接上頁(yè)）這個(gè)歐氏空間是一個(gè)四維球。在四維球轉(zhuǎn)變成洛氏時(shí)空的最初階段，時(shí)空是可由德西特度規(guī)來(lái)近似描述的暴漲階段。然后膨脹減緩，再接著由大爆炸模型來(lái)描寫(xiě)。這個(gè)宇宙模型中空間是有限的，但沒(méi)有邊界，被稱作封閉的宇宙模型。封閉宇宙的重新坍縮會(huì)把世上的一切再次帶回到極高溫的大擠壓狀態(tài)。而開(kāi)放宇宙的無(wú)限膨脹的前景也不甚美妙，宇宙將無(wú)限冷卻下去。盡我所知，迄今沒(méi)有人設(shè)想過(guò)如何避免這兩種世界末日的來(lái)臨，因?yàn)樗鼘l(fā)生于極其遙遠(yuǎn)的將來(lái)。
霍金的黑洞理論尤其引人關(guān)注，它揭示了宇宙的一些能量狀態(tài)。對(duì)于這個(gè)理論霍金又不斷進(jìn)行修改，以便讓它更好地解釋這個(gè)世界。
據(jù)英國(guó)廣播公司BBC報(bào)道，英國(guó)著名物理學(xué)家霍金教授發(fā)表了題為“黑洞的信息悖論”的講話，對(duì)他30年前的“黑洞”理論做出修改。
霍金教授在向“第17屆廣義相對(duì)論和引力國(guó)際會(huì)議”發(fā)表的講話中說(shuō)，他修改了過(guò)去堅(jiān)持的黑洞將毀掉所有落入黑洞物質(zhì)信息的理論。他現(xiàn)在相信，黑洞可以釋放出有關(guān)的信息。
霍金教授發(fā)表于1975年的理論，被認(rèn)為是有關(guān)黑洞研究的最為驚人的突破。他經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，黑洞一旦形成，將會(huì)向外發(fā)出“霍金輻射”，并且開(kāi)始損失質(zhì)量。他形容黑洞是“沒(méi)有毛發(fā)的”，這意味著，黑洞的狀況與究竟是什么東西形成了這個(gè)黑洞無(wú)關(guān)，一個(gè)黑洞的所有特征僅僅在于它的質(zhì)量、電荷數(shù)以及自旋狀態(tài)。
霍金教授說(shuō)，“按照過(guò)去的理論，物質(zhì)一旦落入黑洞，將會(huì)永久地消失�；艚疠椛涫请S機(jī)和沒(méi)有特征的，這意味著有關(guān)落入黑洞物質(zhì)的所有信息都徹底消失了�！钡牵@樣的理論有違于量子物理學(xué)的原則。描述宇宙間最微小物質(zhì)行為的量子物理學(xué)指出，物質(zhì)的信息絕不會(huì)徹底地消失。
他的新的研究成果可能會(huì)幫助解決“黑洞信息悖論”這個(gè)困擾現(xiàn)代物理的難題�；艚鸾淌诂F(xiàn)在表示，如果信息能夠消失，那將產(chǎn)生極為重要的現(xiàn)實(shí)和哲學(xué)后果。他說(shuō)，“因?yàn)槟菍⒁馕吨�，我們無(wú)法確定過(guò)去，也無(wú)法預(yù)測(cè)未來(lái)。許多人寧愿相信信息可以逃離黑洞，但是他們無(wú)法弄清楚信息怎樣才能逃離黑洞。”
霍金教授說(shuō)，他就這個(gè)問(wèn)題思考了30年，現(xiàn)在得到了一個(gè)答案。按照霍金教授提出的最新理論，黑洞不會(huì)徹底毀滅落入其中的物質(zhì)信息，他說(shuō)，黑洞將不斷發(fā)出輻射，并將最終向外開(kāi)放信息，所以我們能夠確定過(guò)去，也能夠預(yù)測(cè)未來(lái)。
這就是宇宙學(xué)的一些理論模型，雖然一些人認(rèn)為它近乎危言聳聽(tīng)，但它的確有其合理一面，未來(lái)的宇宙物理學(xué)將進(jìn)一步對(duì)宇宙的一些基本屬性做出更深刻的研究，將引導(dǎo)物理學(xué)向一個(gè)更深的方向發(fā)展。
粒子物理也是未來(lái)物理學(xué)的一個(gè)重要研究方向。粒子物理又稱高能物理，它研究比原子核更深層次的微觀世界中物質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，和在很高的能量下，這些物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象，以及產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因和規(guī)律。它是一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，是當(dāng)代物理學(xué)發(fā)展的前沿之一。粒子物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，而又基于實(shí)驗(yàn)和理論密切結(jié)合發(fā)展的。
高能物理有其輝煌的發(fā)展歷史，原子、電子、質(zhì)子、中子、介子等基本粒子不斷被發(fā)現(xiàn)，隨著量子力學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，一些新的粒子模型又被提出，同時(shí)關(guān)于粒子的理論也不斷完善。
目前，粒子物理已經(jīng)深入到比強(qiáng)子更深一層次的物質(zhì)的性質(zhì)的研究。更高能量加速器的建造，無(wú)疑將為粒子物理實(shí)驗(yàn)研究提供更有力的手段，有利于產(chǎn)生更多的新粒子，以弄清夸克的種類(lèi)和輕子的種類(lèi)，它們的性質(zhì)，以及它們的可能的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，粒子物理學(xué)的進(jìn)展肯定會(huì)在宇宙演化的研究中起推進(jìn)作用，這個(gè)方面的研究也將會(huì)是一個(gè)十分話躍的領(lǐng)域。很重要的是，物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，粒子物理學(xué)也不例外。因此，新的粒子加速原理和新的探測(cè)手段的出觀，將是意義深遠(yuǎn)的。
物理學(xué)還有許多新的發(fā)展方向，未來(lái)的物理學(xué)一定會(huì)是一個(gè)豐富多彩的學(xué)科�？偟膩�(lái)說(shuō)，物理學(xué)的發(fā)展方向可概括如下：（1）在微觀方向上深入下去；（2）在宏觀方向上拓展開(kāi)去；（3）深入探索各層次間的聯(lián)系，進(jìn)一步發(fā)展非線性科學(xué)。
物理學(xué)的未來(lái)，人類(lèi)的未來(lái)！
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