黑洞物理：广义相对论的惊世预测和未知机制

黑洞可说是广义相对论中最惊世骇俗的预测。天文学的观测，已让我们确定有目前只能用黑洞解释的天体存在，这不禁让人惊叹，人类的推理竟可以超越自己的想象力。

不过惊叹归惊叹，早期微小黑洞和巨大星系的交互作用，也许还和我们太阳系甚至人类的存在扯得上关系，但对人类来说，这毕竟不是切身之要。那么，到底我们继续探讨黑洞的意义在哪里？

作为物理学从自然哲学脱离后发展最早的领域之一，引力是目前唯一一种没有坚实量子理论的基本作用力。对于追求完美的理论物理学家而言，这个缺憾如同芒刺在背。其他领域的物理学家，可以幸福地参考实验或观测结果来跳跃到正确的理论，但引力在微观尺度下对一般量子系统的影响已十分微弱，其本身的量子效应更难以测量，这使得量子引力理论的发展极端困难。大家只好先在广义相对论和量子物理的矛盾凸显之处来找寻灵感，像黑洞或早期宇宙这类引力很强而量子效应可能不小的状况，也就成了思考实验的最佳场域。(www.xing528.com)

就天文观测而言，能够观察到事件视界尺度附近的现象，不仅能进一步检验广义相对论，更有机会发现能阻止星体坍塌成黑洞的未知机制或作用力。这对物理也具有根本的重要性。而近来弦论的发展，还把一些凝聚态强关联系统以及量子色动力学在特殊情况下的物理，联结到特定时空中的黑洞解（AdS/CFT correspondence）。广义相对论的黑洞物理不但在数学上比当初预料的适用范围要大得多，而且说不定在观念上，和凝聚态物理、基本粒子与核物理之间，还有目前想象不到的互相启发之处。因此在可预见的将来，就算黑洞物理离民生应用还很遥远，人类内在对知性的追求，仍会驱使一代代的天文学家和物理学家，投入对黑洞的相关研究。