第七百一十六章 抢了霍金饭碗（上） (第2/2页)
简洁明了.JPG。
熵增概念同样在宇宙角度成立，物理学界公认宇宙的熵一直在增加，因为行星不停在变化：
有的星球彼此相撞碎裂成小块，有的星球寿命终止变成了红巨星等等。
但是
对于黑洞这玩意儿，很多学者的看法就不一样了：
他们认为黑洞是不存在熵的。
因为根据上面打扫屋子的举例，再复杂的东西被黑洞吞下去后“状态”都会变得简单，那么理论上来说这属于熵减的情况。
可是熵减在独立系统中是不允许出现的情况，因此黑洞只能是【万无】状态——没有生命，没有光，没有熵。
也就是所谓的幺正性原理。
结果没想的是
徐云张口不但说黑洞有熵，而且居然还说黑洞熵正比于它的表面积？
要知道。
黑洞的表面积是不停在增大的，如果黑洞熵正比于表面积，那么岂不是说黑洞系统是熵增状态？
想到这里。
杨振宁忍不住再次深吸了一口气，强忍着驳斥异端的冲动，对徐云问道：
“小徐，口说无凭，你的证据呢？”
徐云抬头看了眼墙上的时间，不知不觉自己和杨振宁的聊天已经持续一个小时了：
“杨先生，首先我们要明确一点，参数化一个黑洞，理论上来说只需要三个量。”
“也就是质量M，电荷Q和角动量J，这个没问题吧？”
杨振宁点了点头：
“嗯。”
早先提及过。
爱因斯坦场方程有个最早同时也是最有名的特解，叫做史瓦西解。
这个解所描述的物体就是黑洞，其中黑洞的视距界限就是所谓的史瓦西半径，因此有部分黑洞也叫作史瓦西黑洞。
史瓦西黑洞是静止的球对称黑洞，只有一个参数，即质量M，也是模型上最简单黑洞。
接着在史瓦西黑洞的基础上，物理学家推导出了旋转的黑洞，也就是克尔-纽曼黑洞。
它是Q=0的克尔黑洞的推广，也是整个宇宙中最普遍的一种黑洞。
根据克尔-纽曼线元显示，描述黑洞只需要质量M，电荷Q和角动量J就行了。
接着徐云静心听了听话筒对面的动静，很快，电话对头传来了一道‘嗒吧’声。
这是杨振宁将笔放到桌面上的声音，代表着杨振宁已经写好了算式。
于是徐云很快便又说道：
“在这个基础上，当年罗伯特·杰勒西提出了一个驳斥广义第二定律的思想实验。”
“也就是将一个物体缓慢的挪到黑洞视界处，并把它扔进了黑洞里头。”
“这时可以发现，黑洞的熵并没有增加，而物质的熵减小了，因此广义熵在这一过程中是降低的。”
杨振宁点了点头，这是一个非常有名的思想实验。
随后徐云深吸一口气，继续说道：
“但实际上呢，由于物体有厚度为了方便举例，这里就假设用一个球做实验好了。”
“对于一个球形物体，因为它具有有限的半径R，实际上我们不可能把它降低到黑洞视界才能扔进去——在视界上方R（固有距离）的时候就截止了。”
“这时黑洞熵会增加一些，而物质的熵会消失，从而保证广义第二定律的成立。”
杨振宁顿时虚起了眼，这倒是个挺新奇的角度。
接着不等杨振宁细思，徐云又开口了：
“那么杨先生，如果这个过程不是一个球和一个黑洞，而是”
“两个黑洞同时合并呢？”
“黑洞合并？”
杨振宁下意识看向了自己最初在纸上画的那个代表着黑洞的【O】，目光焦距迷失了片刻，紧接着便呼吸一滞，飞快拿起笔书写了起来。
“一般稳态黑洞满足dM=κ8πGdA+ΩdJ+ΦdQ”
“如果假设黑洞与黑洞合并，那么由球例子可知dA/dt≥0，同时引入角动量”
听到杨振宁计算中的自言自语，徐云的脸上亦是忍不住浮现出了些许感慨。
黑洞。
这是一个物理学史上非常特殊的话题。
它的特殊性不仅在于它的现象性质，还在于它的时间跨度。
上头提及过。
它的概念早在1783年就被提出来了，那时候小麦他爹都还是个受精卵呢.
但直到19世纪的第二个十年，物理学界才在数学上对它有了一定了解。
然而这仅仅还是个开始。
按照历史发展。
从1920年开始，物理学界对黑洞的研究还会停滞整整五十年，直到1970年前后才会出现关键性的突破。
这个突破便是霍金提出的黑洞面积定律，以及雅各布·贝肯斯坦根据霍金定律提出的贝肯斯坦极限，也就是贝肯斯坦-霍金熵。
贝肯斯坦极限解释起来很复杂，总结起来其实就一句话：
半径r的球体，总能量（包括静止质量相应的能量在内）为E，那么这一球体的熵最多是2πkcEr。
从这个角度上来说，【人的想象力是无穷无尽的】这句话其实也是错的。
人的大脑大约重1.5kg，体积是1260cm^3，如果看作球体则半径为6.7cm。
按一般人脑的尺寸和质量计算，人最多只能有10^42种念头。
即便人们意识上传，变成巨大计算机中流动的思维，这个界限仍然存在。
地球大小的计算机或“大脑”，也最多只有10^75种念头罢了。
256位密钥就可能让这计算机硬算快两分钟，512位密钥则可能要硬算将近10的72次方年——因此某些里某某角色一个念头可以推演古今的情节压根就不存在，实际上连个密码锁都未必破解的了，咳咳.
同时限制这点的还有布雷莫曼极限，1kg物质1秒能够达到的最快的运算速度是1.36*10^50次方个bits算了还是不毁玄幻了。
总而言之。
贝肯斯坦极限证明了黑洞拥有黑洞熵，并且与黑洞的视界面积成正比。
这个过程虽然是纯数学推导，但2015年LIGO观测到的引力波事件GW150914却证明了这个推导的正确性。
同时很令人感慨的是。
贝肯斯坦极限这种后世你可以在《走进本土驴》这类网络里看到的概念，在眼下这个时代却属于彻头彻尾的奥秘极知识。
即便是杨振宁这样的大佬，此前都闻所未闻。
(本章完)