霍金博士导师彭若斯

1. 关于信息守恒

网络资料
信息守恒定律
DENG'S信息守恒基本方程序
NQ=Nu+Nw
dNu=dNq-dNw
信息守恒与转换定律的定义1
总的流进系统的信息必等于总的从系统中流出的信息，加上系统内部信息的变化；信息能够转换，从一种状态转变成另一种状态；信息可以创造，可以失存。用公式表示为
NQ= NW +ΔNU
信息守恒定律是指“系统中储存信息的增加等于进入系统的信息减去离开系统的信息”
ΔNU= NQ-NW
系统中储存信息的变化=进入系统的信息-离开系统的信息
=新创造的信息-失去(‘消失’离开)的信息
“可以创造，可以失存”的‘信息守恒概念’的发生定义由“系统中信息的变化＝进入系统的信息-离开系统的信息”而变换为“（信息）可以创造，可以失存”的‘信息守恒概念’的发生定义：
系统中信息的变化等于进入系统的新创造的信息减去系统失去（离开、失存、消失、消灭）的信息。是信息转换守恒定律特有属性，本质内涵的：“信息可以创造，可以失存”的原创表达公式：
系统中储存信息的变化=新创造的信息－失存的信息
ΔNU =Ncre－Nlos
信息守恒定律公式
信息守恒定律（Law of Conservation of Information）或总状态守恒，公式：
N=∑ni
or
Ω=∑ωi I=∑Ii
引申出“熵守恒”：S=∑Si 广义信息守恒等。
2004年7月21日，在爱尔兰都柏林举行的“第17届国际广义相对论和万有引力大会”上，霍金教授宣布了他对宇宙黑洞的最新研究结果，信息应该守恒：黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样，对其周遭的一切“完全吞食”，事实上被吸入黑洞深处的物质的某些信息实际上可能会在某个时候释放出来：信息守恒。如果黑洞的辐射谱为严格的黑体谱,则黑洞辐射过程中信息丢失。Parikh和Wilczek认为,黑洞的霍金辐射的确可以看成是一种量子效应,但辐射粒子贯穿的势垒不是预先存在的,而是由出射粒子自身产生的。他们的研究结果支持信息守恒。
黑洞理论的研究已经超出了黑洞本身，它不仅通过信息疑难触及了量子论的重要基石——幺正性，而且掀开了探讨时间性质的新篇章。
黑洞内部有一个奇点，那是时间终结的地方。大爆炸宇宙有一个初始奇点，那是时间开始的地方。彭若斯和霍金曾经证明过一个“奇性定理”，该定理表明，任何一个真实的时空都一定存在奇点，即一定存在时间有开始或终结的过程。时间有没有开始和结束，原本是哲学家和神学家议论的话题，现在经过对黑洞和宇宙的研究，这一话题被纳入了物理学的领域。
宇宙学家相信，太空中有许多类型的黑洞，从质量相当于一座山的小黑洞，到位于星系中央的超级黑洞，不一而足。科学家过去认为，从巨大的星体到星际尘埃等，一旦掉进去，就再不能逃出，就连光也不能“幸免于难”。而霍金教授关于黑洞的最新研究有可能打破这一结论。经过长时间的研究，他发现，一些被黑洞吞没的物质随着时间的推移，慢慢地从黑洞中“流淌”出来。
霍金关于黑洞的这一新理论解决了关于黑洞信息的一个似是而非的观点。过去，黑洞一直被认为是一种纯粹的破坏力量，而现在的最新研究表明，黑洞在星系形成过程中可能扮演了重要角色。
黑洞无毛定理 1973年霍金、卡特尔等人严格证明了“黑洞无毛定理”：“无论什么样的黑洞，其最终性质仅由几个物理量（质量、角动量、电荷）惟一确定”。即当黑洞形成之后，只剩下这三个不能变为电磁辐射的守恒量，其他一切信息（“毛发”）都丧失了，黑洞几乎没有形成它的物质所具有的任何复杂性质，对前身物质的形状或成分都没有记忆。其实这是一种消简规繁的命名原则！ 于是“黑洞”的命名者惠勒（J.A. Wheeler）戏称这特性为“黑洞无毛”。

2. 霍金的成长历程500字

霍金出生于1942年1月8日，正是伽利略逝世300周年的那一天。中小学时期，霍金的学习成绩并不十分突出，作业不整洁，字也写得不好。但也许是由于他喜欢独立思考的
缘故，同学们给他起了个外号叫爱因斯坦。霍金喜欢与要好的同学探讨和争论问题，内容从宗教、神学到无线电、天文、物理无所不谈。他们讨论过宇宙起源是否需要上帝帮助，也讨论过宇宙中遥远星系发生红移的原因。少年时代的霍金不相信宇宙膨胀的说法，认为红移必定是由于其他原因造成的，例如光线在长途跋涉中累了以至于变红。霍金从小就对宇宙表现出极大的兴趣，但学校里的物理课却一点未能吸引他，他觉得物理课十分枯燥，远比不上化学那么有趣，化学课经常发生一些意想不到的事情，例如爆炸之类。霍金的父亲则极力主张他学医，或者学生物。但年轻的霍金有自己的主意。他认为物理学比化学、医学、生物学更基本，是最基础的科学。物理学和天文学涉及他感兴趣的那些关于宇宙的基本问题，所以他最终选择了物理作为自己一生的研究领域。
霍金17岁考入牛津大学。他觉得理论物理有两个方向可供他选择:一个是宏观的、大尺度时空的宇宙学，另一个是微观的、小尺度的基本粒子物理。他认为基本粒子缺乏合适的理论，虽然科学家发现了许多粒子，但他们做的只不过是和植物学一样把粒子进行分类。霍金对这样的研究不感兴趣。他认为宇宙学已经有了一个很好的理论，即爱因斯坦的广义相对论，因此他选择了这个方向。当时，牛津大学没有人研究宇宙学，于是霍金在牛津毕业后，就到剑桥大学去做研究生。
不幸的是，在牛津毕业的前一年,20岁的霍金，患了严重的疾病——进行性肌肉萎缩。起初此病发展很快，霍金23岁结婚时，已不得不拄拐杖。
报考研究生时，霍金原本想追随著名相对论天体物理学家霍伊尔。霍伊尔当时正在研究稳恒态宇宙模型。该模型认为，宇宙膨胀过程中，不断有物质从真空中产生，宇宙中物质的密度始终保持恒定。霍金对这个模型非常感兴趣。但是，霍伊尔不要他，他只好跟了原来未曾听说过的西阿玛教授。西阿玛有一个特点，就是不主动管研究生，你愿意做什么研究就做什么。但西阿玛总是在办公室坐着，学生可以随时找到他。对于学生提的问题，西阿玛会给他介绍有关的专家，有关的书籍，也会提一些富有启发性的建议。霍金一开始看不起西阿玛，后来逐渐认识到西阿玛是一位非常适合自己的好老师。他给了霍金充分的时间，充分的选题自由，并给了他最需要的帮助——介绍别的专家。事实表明，西阿玛的确是极好的导师。当前世界上最优秀的相对论专家，几乎有三分之一是他的学生，除霍金外，还有卡特、瑞斯、艾利斯等。
轮椅上的物理学大师
刚做西阿玛的研究生时，霍金仍对霍伊尔的稳恒态宇宙模型感兴趣，常跑到霍伊尔研究生纳里卡的办公室去，帮他计算。在计算中他发现霍伊尔的稳恒态模型有难以克服的内在困难，应该否定。霍金博士论文的前一部分，就是证明稳恒态模型不对。博士论文的后一部分是关于奇性定理的。西阿玛把牛津大学的数学教授彭若斯（或译作“彭罗斯”）拉过来研究相对论，又介绍霍金认识了他，霍金从彭若斯那里学到了现代微分几何。
当时彭若斯已经给出了奇性定理的第一个证明。该定理是说，任何一个物理时空都一定存在时间有开始或有结束的过程。时间有没有开始和结束，原本是哲学家和神学家讨论的问题，现在数学家和物理学家站出来说时间有开始和结束，其意义之重大可想而知。看了彭若斯的证明后，霍金给出了奇性定理的第二种证明。不过霍金最初的证明有漏洞，后来他又重新给出了完美的证明。霍金从此展开了他的研究生涯。
糟糕的是，霍金的病发展很快，不久就不能行走了。他坐在特制的小车上，用手按动小车上的按钮前后行走。他把书和杂志复印后在一个长条桌上一张张铺开，然后驱动小车慢慢移动，边移边看。他说话越来越困难，只有他的妻子、学生、私人医生和护士可以听懂他的讲话，后来不得不给他装了个电子发声器。唯一健全的是他的大脑,不仅健全，而且超常。他不好利用纸笔，于是把所有的知识都储存在大脑中，并在那里思考计算，然后口述，让助手写在黑板上，与别人讨论。霍金以超常的毅力对理论物理作出了极其杰出的贡献。
1972年，霍金提出黑洞“面积定理”。这个定理指出，黑洞的表面积随时间变化只能增加,不能减少。物质落入黑洞、两个黑洞相撞等导致黑洞面积增加的过程,是可以发生的。而一个黑洞分裂为两个黑洞的情况，由于会导致黑洞总面积减少，因而是不可能发生的过程。面积定理不禁使人想起热力学中的“熵”。熵是物质混乱度的量度。热力学第二定律指出,自然过程(孤立或绝热系统)中，熵只能随时间增加，不可能减少。但是黑洞面积与熵是风马牛不相及的两种东西，这样去联想它们,是不是太荒唐了呢？
热力学告诉人们，如果黑洞有熵，就同时应该有温度。难道黑洞真的有温度吗？为此人们进行了热烈的争论。1973年霍金、巴丁、卡特等卓有成就的黑洞专家联名发表了一篇论文，声称:可以模仿热力学定律给黑洞定义一个温度，但黑洞的温度不能看做真实温度，因为黑洞没有热辐射(不可能有任何物质跑出黑洞!)，而有真实温度的物体，应该有热辐射。但是几个月后，霍金就宣称，他已证明黑洞有热辐射，黑洞的温度是真实的。
黑洞热辐射的发现，是黑洞研究的重大突破，也是时空理论的重大突破。这种辐射，后来被称为霍金辐射。霍金的老师西阿玛声称，霍金的重大发现，使他成为20世纪最伟大的物理学家之一。西阿玛还说,自己对广义相对论研究有两个重大贡献，第一是培养了霍金这个学生，第二是动员了数学家彭若斯来研究相对论。
霍金在生活上非常乐观。他患病初期，还参加划船比赛，他已无力划浆，但坚持掌舵。全身瘫痪后，仍去参加舞会，他把电钮一按，小车高速旋转，不小心压了别人的脚趾。有一次，他从一个山坡下来，故意开玩笑让小车往下冲，“结果我们的这位引力专家，被万有引力一下子抛进了路边的花丛里”。1985年霍金第一次来中国访问，曾到中国科技大学和北京师范大学讲学。他坚持要看举世闻名的长城，几个中国学生把他连人带车抬上了居庸关。后来，他又两次访问中国，并先后在中国科技会堂和人民大会堂向公众发表科普演讲，深受中国人民的敬仰。
乐观的霍金早已突破了医生预言的寿命界限，他的思想仍然在爱因斯坦的弯曲时空中遨翔。
不过，霍金不赞同爱因斯坦对量子力学的看法。针对爱因斯坦“上帝不掷骰子”的说法，他反驳道：“上帝不仅掷骰子，而且有时掷到我们看不见的地方去了。”那看不见的地方，就是黑洞。
在科学前沿写成的科幻小说
霍金，这位当代杰出的物理学家，不仅走在科学研究的最前列，而且写出了许多引人入胜的科普读物。例如《时间简史》、《时间简史续编》、《霍金讲演录》、《果壳中的宇宙》等，向广大读者通俗地介绍了相对论、量子论和宇宙学的前沿。最近，这位童心未泯的学者，又和他的女儿露西等一起，合写了《乔治开启宇宙的秘密钥匙》。这本科学幻想小说是献给少年儿童的一件珍贵礼物。
它描写两个普通的孩子，如何走出平凡的家庭生活，在科学家埃利克的指导下，借助一台叫做“Cosmos”的超级电脑畅游宇宙。而“Cosmos”正是现实生活中霍金进行研究的一台真实电脑的名字。
他们游历了太阳系中的木星、土星等行星，并在小行星带中经历了险境。然而最为惊险的事情是埃利克落入了“黑洞”。黑洞是任何物体都逃不出来的天体。就在他陷入绝境的时候，霍金运用自己的最新研究成果，让“Cosmos”这台超级电脑扮演救星的角色。“Cosmos”从太空中收集落入黑洞的埃利克的信息，并用这些信息重新构建了他，让他从黑洞中逃出。
霍金是一位充满幽默、爱开玩笑的学者。他经常为学术问题与其他学者“打赌”，他的办公室保留着不少打赌的证书。我们的这位科学大师在打赌中却未必会是赢家。近年来比较出名的一次打赌是关于落入黑洞的信息能否跑出来的争论。最初，霍金与另一位相对论专家索恩（以研究时空隧道与时间机器而闻名）认为落入黑洞的信息不可能逃出来，会随着黑洞的蒸发而消失，因此宇宙中的信息不守恒。另一位物理学家普瑞斯基则认为宇宙中的信息应该守恒，落入黑洞的信息一定有某种机制泄露出来，或者在黑洞中保持到永远。2004年，霍金突然改变态度，认为信息应该守恒，落入黑洞的信息可以逃出来，主要原因是以往把黑洞想得太理想化了，真实的黑洞不会把信息锁死。在爱尔兰召开的相对论研讨会上，霍金公开承认自己输了，并按赌约当场送给了普瑞斯基一年的杂志。不过，索恩不承认输了，他坚持认为落入黑洞的信息跑不出来，会随着黑洞的蒸发而消失，信息不会守恒。索恩认为这个问题不能由霍金一个人说了算。今天，有关争论仍在继续中。
霍金在《乔治开启宇宙的秘密钥匙》一书中描写的从黑洞中提取信息的情节，其科学依据就是霍金近来对黑洞的认识。
如果真的任何信息都逃不出黑洞，那么这本书的故事就要另写了。
这本书的译者杜欣欣女士是吴忠超先生的夫人。他们夫妇与霍金一家有着亲密的友谊。吴忠超先生专门研究广义相对论、黑洞和宇宙学。霍金早在上世纪80年代初就指导他完成关于极早期宇宙的博士论文，霍金和他还共同撰写了一篇论文于1985年发表在《物理学通讯》上。吴忠超先生是最早把《时间简史》等著名科普读物介绍给中国读者的人。后来，吴忠超、杜欣欣夫妇曾一起翻译过霍金的著作《时空本性》、《霍金讲演录》等，编著了《无中生有》等书，在国内有不小影响。
这本书的作者和翻译者，都想通过这本书让孩子们产生对科学的向往与兴趣。现在，这本书由湖南科技出版社出版了，愿它给少年朋友们带来知识与欢乐。

3. 对霍金的推崇是言过其实吗

1976年，霍金称自己通过计算得出结论，他认为黑洞在形成过程中，其质量减少的同时还不断在以能量的形式向外界发出辐射。这就是著名的"霍金辐射"理论。但是，理论中提到的黑洞辐射中并不包括黑洞内部物质的任何信息，一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后，其中的所有信息就都随之消失了。这便是所谓的"黑洞悖论"。这种说法与量子力学的相关理论出现相互矛盾之处。因为现代量子物理学认定这种物质信息是永远不会完全消失的。近30年来，霍金试图以各种推测来解释这一自相矛盾的观点。霍金曾表示，黑洞中量子运动是一种特殊情况，由于黑洞中的引力非常强烈，量子力学在此时已经不再适用了。但是霍金的这种说法并没有得到科学界众多持怀疑态度学者的信服。如今，霍金终于给了这个当年自相矛盾观点一个更具有说服力的答案。霍金称，黑洞从来都不会完全关闭自身，他们在一段漫长的时间里逐步向外界辐射出越来越多的热量，随后黑洞将最终开放自己并释放出其中包含的物质信息。这一重大研究成果还没有公开以论文的形式发表，已经在学术界引起了轩然大波。霍金在剑桥大学的同事、著名的物理理论学家马尔科姆·佩里博士表示，"霍金在这次研讨会上提出的观点也许是一种可行的解决方案。但是具体是否能得到最终认可，我看还需要由大家说了算。"但他认为，霍金最新的研究成果将可以和30年前发表的"霍金辐射"相媲美。

物理学家科特·卡特勒在接受《新科学家》杂志的访问时说:"霍金发出了一个信息，他似乎在说'我已经解决了黑洞理论中的矛盾之处，我想就此发表一些新的看法'。但是我们作为该信息的接受者，预先却并没有看到任何有关的书面阐述。作为对霍金本人的尊重，根据他的名誉，我只能暂且先接受这种说法。"2004年7月21日，在爱尔兰的都柏林举行"第17届国际广义相对论和万有引力大会"上，英国传奇科学家斯蒂芬·霍金教授宣布了他对宇宙黑洞的最新研究结果，霍金的态度来了个霍金悖论 黑洞180度转弯，表示自己原来的观点错了，信息应该守恒:黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样，对其周遭的一切"完全吞食"，事实上被吸入黑洞深处的物质的某些信息可能会在某个时候释放出来:信息守恒。

原因是先前把黑洞想得太理想化了，把黑洞热辐射也想得太理想化了。不过，霍金一直没有给出严格的证明来支持自己的新观点。索恩表示此事不能由霍金一个人说了算，他仍坚持信息不守恒的看法。普瑞斯基则表示没有听懂霍金的演讲，不明白自己为什么赢了。这一牵扯到量子论基础的敏感问题还远未解决。黑洞不是一颗死亡了的星体,它具有丰富的内涵。黑洞的霍金辐射理论表明，黑洞不仅具有一般的力学性质，而且具有量子性质和热性质。如果黑洞的辐射谱为严格的黑体谱，则黑洞辐射过程中信息丢失。Parikh和Wilczek认为，黑洞的霍金辐射的确可以看成是一种量子效应，但辐射粒子贯穿的势垒不是预先存在的，而是由出射粒子自身产生的。他们的研究结果支持信息守恒。黑洞理论的研究已经超出了黑洞本身，它不仅通过信息疑难触及了量子论的重要基石--幺正性，而且掀开了探讨时间性质的新篇章。黑洞内部有一个奇点，那是时间终结的地方。大爆炸宇宙有一个初始奇点，那是时间开始的地方。彭若斯和霍金曾经证明过一个"奇性定理"，该定理表明，任何一个真实的时空都一定存在奇点，即一定存在时间有开始或终结的过程。时间有没有开始和结束，原本是哲学家和神学家议论的话题，经过对黑洞和宇宙的研究，这一话题被纳入了物理学的领域。霍金宇宙学家相信，太空中有许多类型的黑洞，从质量相当于一座山的小黑洞，到位于星系中央的超级黑洞，不一而足。科学家过去认为，从巨大的星体到星际尘埃等，一旦掉进去，就再不能逃出，就连光也不能"幸免于难"。而霍金教授关于黑洞的最新研究有可能打破这一结论。经过长时间的研究，他发现，一些被黑洞吞没的物质随着时间的推移，慢慢地从黑洞中"流淌"出来。霍金关于黑洞的这一新理论解决了关于黑洞信息的一个似是而非的观点，他的剑桥大学的同行都为此兴奋不已。过去，黑洞一直被认为是一种纯粹的破坏力量，而现在的最新研究表明，黑洞在星系形成过程中可能扮演了重要角色。

4. 信息论第一定律的黑洞霍金辐射与信息守恒

2004年7月21日，在爱尔兰都柏林举行的“第17届国际广义相对论和万有引力大会”上，英国传奇科学家斯蒂芬·霍金教授宣布了他对宇宙黑洞的最新研究结果，霍金的态度来了个180度转弯，表示自己原来的观点错了，信息应该守恒：黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样，能够对其周遭的一切“完全吞食”，事实上被吸入黑洞深处的物质的某些信息实际上可能会在某个时候释放出来：信息守恒。
黑洞不是一颗死亡了的星体，它具有丰富的内涵。黑洞的霍金辐射理论表明：黑洞不仅具有一般的力学性质，而且具有量子性质和热性质。如果黑洞的辐射谱为严格的黑体谱,则黑洞辐射过程中信息丢失。Parikh和Wilczek认为：黑洞的霍金辐射的确可以看成是一种量子效应，但辐射粒子贯穿的势垒不是预先存在的，而是由出射粒子自身产生的。他们的研究结果支持信息守恒。
原因是先前把黑洞想得太理想化了，把黑洞热辐射也想得太理想化了。不过，霍金一直没有给出严格的证明来支持自己的新观点。索恩表示此事不能由霍金一个人说了算，他仍坚持信息不守恒的看法。普瑞斯基则表示没有听懂霍金的演讲，不明白自己为什么赢了。目前，这一牵扯到量子论基础的敏感问题还远未得到解决。
黑洞理论的研究已经超出了黑洞本身，它不仅通过信息疑难触及了量子论的重要基石－－幺正性，而且掀开了探讨时间性质的新篇章。
黑洞内部有一个奇点，那是时间终结的地方。大爆炸宇宙有一个初始奇点，那是时间开始的地方。彭若斯和霍金曾经证明过一个“奇性定理”，该定理表明，任何一个真实的时空都一定存在奇点，即一定存在时间有开始或终结的过程。时间有没有开始和结束，原本是哲学家和神学家议论的话题，现在经过对黑洞和宇宙的研究，这一话题被纳入了物理学的领域。
宇宙学家们相信，太空中有许多类型的黑洞，从质量相当于一座山的小黑洞，到位于星系中央的超级黑洞，不一而足。科学家过去认为，从巨大的星体到星际尘埃等，一旦掉进去，就再不能逃出，就连光也不能“幸免于难”。而霍金教授关于黑洞的最新研究有可能打破这一结论。经过长时间的研究，他发现，一些被黑洞吞没的物质随着时间的推移，慢慢地从黑洞中“流淌”出来。
霍金关于黑洞的这一新理论解决了关于黑洞信息的一个似是而非的观点，他的剑桥大学的同行都为此兴奋不已。过去，黑洞一直被认为是一种纯粹的破坏力量，而现在的最新研究表明，黑洞在星系形成过程中可能扮演了重要角色。 1976年，霍金称自己通过计算得出结论，他认为黑洞在形成过程中，其质量减少的同时还不断在以能量的形式向外界发出辐射。这就是著名的“霍金辐射”理论。但是，理论中提到的黑洞辐射中并不包括黑洞内部物质的任何信息，一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后，其中的所有信息就都随之消失了。这便是所谓的“黑洞悖论”。
这种说法与量子力学的相关理论出现相互矛盾之处。因为现代量子物理学认定这种物质信息是永远不会完全消失的。近30年来，霍金试图以各种推测来解释这一自相矛盾的观点。霍金曾表示，黑洞中量子运动是一种特殊情况，由于黑洞中的引力非常强烈，量子力学在此时已经不再适用了。但是霍金的这种说法并没有得到科学界众多持怀疑态度学者的信服。
如今，霍金终于给了这个当年自相矛盾观点一个更具有说服力的答案。霍金称，黑洞从来都不会完全关闭自身，他们在一段漫长的时间里逐步向外界辐射出越来越多的热量，随后黑洞将最终开放自己并释放出其中包含的物质信息。
新成果
尽管这一重大研究成果还没有公开以论文的形式发表，已经在学术界引起了轩然大波。霍金在剑桥大学的同事、著名的物理理论学家马尔科姆·佩里博士表示，“霍金在这次研讨会上提出的观点也许是一种可行的解决方案。但是具体是否能得到最终认可，我看还需要由大家说了算。”但他认为，霍金最新的研究成果将可以和30年前发表的“霍金辐射”相媲美。
另一位物理学家科特·卡特勒在接受《新科学家》杂志的访问时说：“霍金发出了一个信息，他似乎在说‘我已经解决了黑洞理论中的矛盾之处，我想就此发表一些新的看法’。但是我们作为该信息的接受者，预先却并没有看到任何有关的书面阐述。作为对霍金本人的尊重，根据他的名誉，我只能暂且先接受这种说法。”科学家们都期待着明天的学术会议上，霍金教授对他全新成果的完整阐释。 对于霍金教授抛出的黑洞新论，我国黑洞研究专家、北京师范大学的赵峥教授认为，目前霍金关于黑洞的最新研究成果只有媒体消息，学术论文还没有发表，所以这一新的理论还有待证实。专家指出，上世纪70年代，霍金提出的“黑洞热辐射”理论是20世纪最杰出的理论物理成就之一，但当时这一理论的一些观点受到了量子物理学者的质疑，科学家们认为被黑洞“吞掉”的物质的信息最终将会随黑洞一起消失，在量子物理的角度上是无法解释的。为此，30年来学术界一直存在着争论，此次霍金提出的新观点───黑洞在某一时间，将会把它吞掉的信息释放出来，从表面上看弥补了他以前理论的缺陷，但是这也不足以肯定这一理论就是正确的。赵教授解释，物质所包含的信息并不像质量或能量一样具有守恒的性质，因此霍金此前的信息消失理论并不是完全无法接受的。
从20世纪60年代到80年代，黑洞研究取得了重大进展。最初人们认为黑洞是一颗死亡了的星体，什么东西都可以掉进去，但任何东西都跑不出来。1974年霍金证明黑洞有温度、有辐射。霍金辐射的发现使黑洞和霍金本人都变得家喻户晓。
20世纪80年代以后，黑洞研究的重点逐渐从温度转向信息佯谬。人们早已知道，黑洞外部观测者会失去形成黑洞以及后来落入黑洞的物质的几乎全部信息，这就是“无毛定理”。所谓“毛”是指“信息”。黑洞只剩下总质量、总电荷和总角动量3根“毛”可以被外界探知。人们最初认为，虽然外部观测者不能探知黑洞内部物质的信息，但这些信息并没有从宇宙中消失，只不过隐藏在了黑洞的内部。霍金辐射发现之后，人们知道黑洞中的物质最后将全部转化为热辐射，而热辐射几乎不带出任何信息。这样，形成和落入黑洞的物质的信息将从宇宙中消失，信息不再守恒，不仅重子数守恒、轻子数守恒等定律不再成立，量子论的幺正性也将受到破坏。面对如此严重的理论困难，物理学家展开了激烈的争论。理论物理学家大都相信信息守恒，坚信幺正性这一量子论的基石不会被破坏。总之，信息应该守恒。以霍金和索恩为代表的相对论专家则认为信息不一定守恒，幺正性完全有可能被破坏。为此，霍金和索恩与坚信信息守恒的普瑞斯基打赌。
“这种理论从诞生之初就遇到了麻烦：它同很多科学家坚持的“信息守恒定律”互为矛盾。这一度被人们称为“黑洞悖论”。
如同19世纪的科学家断定了能量守恒定律一样，20世纪的许多科学家提出了信息守恒一说－－假如这个说法成立，那么信息守恒定律无疑将成为科学界最为重要的定律，也许比物质，能量守恒定律的意义更为深远。霍金的黑洞理论引起的激烈争执就是“信息”在黑洞中是否能够保存、守恒。

5. 信息守恒定律的黑洞新论

原因是先前把黑洞想得太理想化了，把黑洞热辐射也想得太理想化了。不过，霍金一直没有给出严格的证明来支持自己的新观点。索恩表示此事不能由霍金一个人说了算，他仍坚持信息不守恒的看法。普瑞斯基则表示没有听懂霍金的演讲，不明白自己为什么赢了。目前，这一牵扯到量子论基础的敏感问题还远未解决。
黑洞不仅仅是一颗死亡了的星体，它具有丰富的内涵。黑洞的霍金辐射理论表明，黑洞不仅具有一般的力学性质，而且具有量子性质和热性质。如果黑洞的辐射谱为严格的黑体谱，则黑洞辐射过程中信息丢失。Parikh和Wilczek认为，黑洞的霍金辐射的确可以看成是一种量子效应，但辐射粒子贯穿的势垒不是预先存在的，而是由出射粒子自身产生的。他们的研究结果支持信息守恒。 黑洞理论的研究已经超出了黑洞本身，它不仅通过信息疑难触及了量子论的重要基石——幺正性，而且掀开了探讨时间性质的新篇章。
黑洞内部有一个奇点，那是时间终结的地方。大爆炸宇宙有一个初始奇点，那是时间开始的地方。彭若斯和霍金曾经证明过一个“奇性定理”，该定理表明，任何一个真实的时空都一定存在奇点，即一定存在时间有开始或终结的过程。时间有没有开始和结束，原本是哲学家和神学家议论的话题，现在经过对黑洞和宇宙的研究，这一话题被纳入了物理学的领域。
宇宙学家相信，太空中有许多类型的黑洞，从质量相当于一座山的小黑洞，到位于星系中央的超级黑洞，不一而足。科学家过去认为，从巨大的星体到星际尘埃等，一旦掉进去，就再不能逃出，就连光也不能“幸免于难”。而霍金教授关于黑洞的最新研究有可能打破这一结论。经过长时间的研究，他发现，一些被黑洞吞没的物质随着时间的推移，慢慢地从黑洞中“流淌”出来。
霍金关于黑洞的这一新理论解决了关于黑洞信息的一个似是而非的观点，他的剑桥大学的同行都为此兴奋不已。过去，黑洞一直被认为是一种纯粹的破坏力量，而现在的最新研究表明，黑洞在星系形成过程中可能扮演了重要角色。
2013年5月14日，美国引力基金会宣布，中国科学院武汉物理与数学研究所张保成副研究员、蔡庆宇研究员、詹明生研究员和清华大学尤力教授合作完成的题为“信息守恒是基本定律：揭示霍金辐射中丢失的信息”的论文荣获本年度引力论文比赛第一名。
本篇获奖文章首先从量子信息的角度阐述了信息守恒是自然界的必然要求。随后，结合作者之前的工作，即在隧穿辐射的物理图像下，证明了黑洞辐射之间存在携带信息的关联以及整个辐射过程中熵守恒，文章指出信息守恒仍然是自然界的基本定律，即使黑洞这样的强引力体系也莫能例外。在文中，结合他们最近的理论研究结果，作者还分析了如何进一步在实验中检验黑洞信息丢失问题，并且指出一旦LHC实验中观测到高能粒子碰撞产生的小黑洞，并且辐射粒子能量的协方差和理论计算结果一致，则可以在实验上进一步确认黑洞信息守恒。在理论上证明黑洞信息守恒，这不仅进一步展示了量子力学的普适性，而且对构建量子力学与引力的统一理论具有重要的启示作用。

6. 罗杰·潘洛斯的人生经历

于1955年，当他还是学生之时，彭罗斯重新发明了广义逆矩阵(又称作摩尔—彭若斯广义逆(Moore-Penrose inverse)。参见罗杰·彭罗斯 A Generalized Inverse for Matrices. Proc. Cambridge Phil. Soc. 51, 406-413, 1955。jap jap
于1958年的剑桥大学，彭罗斯在知名代数学家与几何学家约翰·陶德(John A. Todd)指导下获得博士学位；其博士论文题目为《代数几何学中的张量方法》(Tensor methods in algebraic geometry)。于1965年的剑桥大学，彭罗斯与物理学家史蒂芬·霍金证明了奇点(例如黑洞)可以从毁坏中的巨星体的重力坍缩现象中形成。(Ferguson, 1991: 66).
于1967年，彭罗斯发明了扭量理论，将闵可夫斯基空间中的几何物体映射到4维复数空间，此空间度规标志为(2,2)。于1969年，他推测出宇宙审查假设(cosmic censorship hypothesis)。这项提案(相当非正式地)指出了宇宙阻挡我们了解奇点(例如黑洞)内禀的不可预测性，以其被遮掩在我们视线之外。这个形式现在称作弱审查原理(weak censorship hypothesis)；于1979年，彭罗斯建构了更强的形式，称作强审查原理(strong censorship hypothesis)。加上BKL猜想与非线性稳定性问题，使得审查猜想成为广义相对论中最重要的未决问题之一。
罗杰·彭罗斯以其于1974年发现彭罗斯铺砖法著称，能以两种砖片非周期性地铺满整个平面。于1984年，类似特征被发现在类晶体中的原子排列。他最重要的贡献可能是他在1971年发明了自旋网络，尔后在圈量子引力论中成为构成时空几何的基础。他在推广通称为彭罗斯图的因果图颇具影响力。
于2004年，彭罗斯发表了《通往现实之路：宇宙法则导引》(The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe)，是一本1,099页的书籍，目标在于对物理定律给予详尽的指导。
彭罗斯证明了，在大质量天体塌缩成黑洞的过程中，必然存在一个点，所有的塌缩物质在这个点之后不再存在路径。用几何的语言来说，这是几何上的奇点。而在普通的人看来，这是毁灭之点，因为越是靠近这个点，引力产生的拉扯力越大，最终归于毁灭。从物理学的角度来看，在这个点上，所有的物理学定律不再适用。霍金后来与彭罗斯一道将奇点的存在性证明推广到更加一般的情况，包括早期宇宙。
奇点的存在一直是物理学中的一个难题。好在我们这些在黑洞外部的人不必担心，因为我们看不到它们，它们总是被所谓的视界包围起来。视界很像我们在大海上看到的一个圆，也就是地平线，在这个圆之外我们什么也看不到。1969年，彭罗斯提出了著名的宇宙监督原理，该原理保证任何时空奇点都会被视界包围起来。直到今天，这个猜测还是引力理论中的一个难题。

7. 人有可能知道自己前世的事吗

两种途径，一是天生就知道（这种事例还不少）；二是通过修行获得宿命通。

人真有前世今生。

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轮回问生死答客七则
编后记

《科学时代的轮回录》一书由香港出版，有许多附加图片，本站没有扫描。因为没有网络版，几位热心的居士网友主动联系输入。非常感谢戴经超居士在春节期间辛苦录入文字，非常感谢九台市的孙利峰在五一期间辛苦录入文字，使得大家有机会在电脑网络上阅读。

8. 哪位科学家和霍金一起创立了现代宇宙论的数学结构理论

彭若斯。。。

9. 谁有彭若斯（物理学家）的详细介绍

罗杰.彭罗斯的简介：1931年 罗杰·彭罗斯出生于英国埃塞克斯州的一个医生家庭。他的爸爸是著名的人类遗传学家莱昂内尔·彭罗斯，罗杰·彭罗斯先进入伦敦大学的附属中学，而后进入伦敦大学学院。 他在1957年 被授予剑桥大学博士学位。与他爸爸一起合作，设计出常人难以做出的几何图形。他的设计被荷兰艺术家艾斯丘（1898－1972）（因创立光学幻影而闻名）收入石版画中。 1964年 在美国奥斯丁的德克萨斯大学工作时，罗杰·彭罗斯开始提出一种观点，他在牛津大学工作时，继续发展了这一观点——即磁扭线理论的新的宇宙理论。他用复数公然反对物理学的一些主要定理。 1965年，他的以著名论文《引力坍塌和时空奇点》为代表的一系列论文，和著名数学物理学家斯蒂芬.霍金的工作一起创立了现代宇宙论的数学结构理论。 1966年 任伦敦大学Birkbeck学院应用数学教授。 1972年 被选为伦敦皇家学会会员。 1973年 任牛津大学Rouse Ball数学教授。 1975年 与史蒂芬·霍金一起被授予伦敦皇家天文学会艾丁顿奖。 1985年 被授予伦敦皇家学会皇家奖。 1994年 被伊利莎白二世封为爵士。 1996年 继续在牛津大学研究其磁扭线理论。 1998年出版了《皇帝新脑》一书 2003年彭罗斯到普林斯顿大学讲演，题目是：《在新物理学宇宙里面的时尚、信仰、幻想》。
罗杰.彭罗斯的故事（个人改编）：历史上还原主义的思潮翻涌而至，彭罗斯为了推翻最近代便是有人工智能专家关于电脑最终能代替人脑甚至超过人脑断言，给出了这样的论断：正如皇帝没有穿衣服一样，电脑并没有头脑。用通过图灵机检验来定义电脑是否真的具有智慧是人们的共识。彭罗斯却不认为能够制造出满意地通过这种检验的机器是近期可以实现的事。他认为，人们的论断真地实现了，我们还是不能确定其是否真的有理解力，用图灵机检验来定义智慧还是远远不够充分的的事实已用西尔勒中文屋子的理想实验强有力地表明。
其他关于罗杰.彭罗斯的介绍（网上资料）
彭罗斯镶嵌:是除了孟德勒伯洛特集合之外的对柏拉图观念存在性的有力支持。这两个例子的共同性是它们的发现和近代科学的进展基本无关。准晶体的五重对称性是这种镶嵌的三维体现。彭罗斯猜测到，准晶体的生长的神经元的行为既涉及到单引力子判据又涉及到量子引力的非定域性。
彭罗斯对引力物理有过许多重要贡献，他（和霍金一道）证明了广义相对论的奇点的不可避免性，提出了黑洞的捕获面，以及克尔黑洞的能层概念。他发明了研究时空的拓朴结构的主要工具即彭罗斯图。他对类空、类时和零无穷的阐释使引力辐射的图像更具形象。他把旋量引进引力物理，使辐射问题的研究更新，这就是纽曼――彭罗斯形式，在此框架中他证明了剥皮定理，即向无穷远辐射的引力可按照其衰减方式被分成四个层次（电磁波只有两个层次）。