黑洞、蟲洞與外星生命

主持人提到自己常半夜工作，兩人聊起深夜想事情的習慣，順勢帶入黑洞怎麼形成的提問。

一戰壕溝裡，物理學家 Schwarzschild 用一個月讀懂剛發表的廣義相對論，解出第一個精確解；解裡「連光都逃不出去」的那條邊界，後來被稱為事件視界。

Oppenheimer 1939 年的論文預言恆星塌縮的終點，論文刊出那天納粹剛好入侵波蘭；直到 1967 年 Wheeler 才把這種天體取名「黑洞」，還因此跟 Oppenheimer 鬧了好幾十年彆扭。

聊到造出原子彈的那群物理學家，Levin 說如果不是美國先做出來，換成蘇聯或納粹德國會更可怕；那個年代逃到美國的科學家改變了整個賽局。

夠重的恆星燒完燃料後塌縮成一個城市大小的核心，事件視界就在那一刻「印」上時空；對墜落者來說，空間與時間會互換位置，奇異點變成他未來一定會到的一個時刻，而不是某個地方。

站在外面的人會看到你的時鐘越走越慢，直到在事件視界前彷彿完全停住；黑洞越大，墜落時反而越沒感覺，真正掉進去時看到的是星系的光聚集成一道刺眼白光。

恆星塌縮只是其中一種；銀河系中心那種超大質量黑洞，更可能是宇宙誕生後不久由原初物質直接塌縮出來的，而且幾乎每個星系中心都有一個。

把時間當成第四個維度沒辦法直接畫出來，只能像畫地圖那樣「扭曲但用對規則」；愛因斯坦寫下廣義相對論時，甚至還不知道銀河系外面有別的星系存在。

愛因斯坦說自由落體是最純粹的重力體驗；太空站不是沒有重力，而是一直在往下掉，只是掉得夠快才繞成了軌道。

生命怎麼開始，跟重力為什麼存在一樣，都在等一個「愛因斯坦式」的洞見；牛頓自己也不喜歡「隔空互相吸引」這件事，只是當時沒有更好的解釋。

學術圈一樣有嫉妒、搶功勞、辦公室政治，Levin 說那也是推動進步的燃料之一；最好的科學家常常問最簡單的問題，而且願意承認自己不懂。

任何黑洞只要質量、電荷、自旋三個數字一樣就完全一樣，連形狀上多一座聖母峰都會被重力波「抖掉」；這讓黑洞在數學上更像一顆基本粒子，而不是一般天體。

Hawking 年輕時想在黑洞邊界加一點點量子效應，結果發現黑洞會像真空裡憑空冒出的粒子對一樣，把其中一個粒子留在外面，自己因此慢慢「蒸發」變輕。

Hawking 輻射被算出來完全不帶黑洞內部的任何資訊，等於資訊真的消失了，正面牴觸量子力學「資訊不能被摧毀」的鐵律，逼出物理學界一場延燒數十年的爭論。

有人主張資訊真的沒了；也有人說黑洞根本不是空的，而是一團纏在一起的弦（fuzzball）；還有人猜黑洞邊界帶著極細微的量子「毛」，悄悄記住了掉進去的東西。

全像原理認為黑洞的所有資訊其實編碼在它的表面上；ER=EPR 猜想更進一步，說量子糾纏本質上就是極小的蟲洞。firewall 悖論主張事件視界其實是一團會燒毀萬物的能量牆——Levin 自己傾向相信量子力學不會輸，代價是要接受粒子可以透過蟲洞遠距連結。

溫度不是單一粒子的性質，而是大量粒子集體行為算出來的平均值；重力搞不好也是這樣，從量子現象裡「湧現」出來的，不是獨立存在的基本作用力。

弦論需要更多維度才能自洽；有一種說法是我們被困在一片三維的「膜」上穿不過去，但重力波這種東西也許能穿過那個更高維的「體」，傳給另一片膜上的生命。

銀河系裡的行星比恆星還多，生命大概率在很多地方都冒出來過；但 Levin 不相信「大過濾器」能解釋一切，反而覺得能自我毀滅的能力，可能就是文明加速演化的一部分。

水母沒有集中的腦、活得極久，甚至能「倒帶」回到早期狀態重新開始；外星生命不一定會走向操控科技那條路，人類可能太執著於想像跟自己一樣的生物。

蟲洞在數學上站得住腳，只是要撐開它需要一種帶負能量的奇怪物質；Casimir 效應證明負能量真的存在，只是要多少、能不能穩定撐住，還完全沒有答案。

兩個星系團互撞時，發光物質撞在一起，重力透鏡顯示的質量卻直接穿過去——這是暗物質存在最有力的證據之一；暗能量則難纏得多，連它該有的數值都算不出個道理。

有人把物理學家跟平地說信徒一起送去南極，結果一半人被說服地球是圓的，另一半反而覺得整趟旅行都是騙局；Levin 覺得平地說是研究陰謀論心理最乾淨的樣本。

黑洞碰撞會像兩根槌子敲在時空這面鼓上，敲出的漣漪要用重力波才聽得到；LIGO 這台四公里長的儀器，量的形變比一顆質子還小一萬倍，花了五十年才真正聽見。

Gödel 證明數學裡存在「真但永遠證不出來」的命題；Turing 接著問「機器能不能思考」，發明出通用計算機的概念，後來又用同一套思考破解了德軍的 Enigma 密碼。

Levin 不認為瘋狂等於天才，但已經放棄世俗成就的人更容易走向極端；她也聊到該堅持還是該放手——Terence Tao 懂得把問題先放一邊，Perelman 一個人花七年證明 Poincaré 猜想後直接拒領獎金，Andrew Wiles 的證明公布後被抓到錯誤，又花了一年才修好。

Turing 因為同性戀在英國違法而被化學閹割，陷入憂鬱後疑似用沾了氰化物的蘋果自殺；蘋果公司 logo 缺一角是不是在致敬他，至今沒有定論。

Levin 是布魯克林 Pioneer Works 的首席科學官，這個由藝術家 Dustin Yellin 創辦的機構讓藝術家與科學家一起做事；她也聊到自己最愛的小說，包括 Kazuo Ishiguro 與 Cormac McCarthy 的《長路》。

如果只能問一個問題，她想知道重力算不算真正基本的作用力；結尾聊到宇宙終將抹去一切痕跡，但至少我們可以在沙上畫下美好的東西。