一个吞噬一切，一个吐出一切奇妙的黑洞和白洞（上篇）

爱因斯坦所建立的相对论从根本上改写了物理学，颠覆了以前人们关于时间和空间乃至关于引力的看法。相对论预言，宇宙中应该存在着一些不可思议的天体：连光也要被其吞噬的黑洞，总是在吐出一切的白洞，还有能够将相距若干光年的两个空间在瞬间连接起来的奇妙“虫洞”。所有这些超越我们常识的现象全都缘于时间和空间的严重弯曲。本文全面介绍了这些“孔洞”，从基本概念直到最前沿的研究。     

时间的思考

讨论了认识时间所经历的曲折漫长过程。指出了物理学自身,以及物理学和哲学关于时间问题所存在的困难和矛盾,同时指出随着这些困难和矛盾的解决,必将对物理学和哲学的发展产生巨大推动作用。     

黑洞物理学的若干问题

本文讨论拉普拉斯黑洞理论,广义相对论的黑洞解,黑洞量子力学和黑洞热力学。对黑洞物理学的若干问题,特别是黑洞热力学中的问题,进行较详细的讨论,最后讨论了最近的动态、作者的工作和可能值得进一步探讨的问题.     

霍金的黑洞理论观及因果性思想浅析

自然科学对黑洞的研究已经取得了长足的进展，当代科学大师史蒂芬·霍金（Stephen．William、Hawking）就是这个领域有突出贡献的科学家之一，虽然黑洞的存在与否至今尚未确证，但霍金对黑洞的理论研究的意义已经超出了物理学和天文学的范围，揭示出一些涉及物理学和哲学基本观念的问题。     

二维Schwarzschild黑洞的熵结构与信息丢失

利用相干态的理论讨论了二维Schwarzschild黑洞的熵结构,并由此对信息丢失问题进行了考察。分析表明“丢失”的信息并没有丢失,而是可能被“冻结”在黑洞的是视界上。     

现代物理学中的黑洞

在茫茫宇宙中,存在着一些非常奇异的时空区域,象无底的“洞穴”,它能“吞食”任何物质,却不“吐出”任何东西。这些奇异的“洞穴”就是黄洞。黑洞是物理学中最令人难以理解的概念,它象独角怪物一样,似乎应该在幻想家的神话中出现,而不应该存在于宁静的宇宙中,然而,现代物理学的理论却预言了黑洞必然存在! (一)什么是黑洞什么叫黑洞、黑洞是怎样形成的呢? 宇宙中有许多星体,每个星体都有确定的大小和质量,星体周围分布着引力场,引力是自然界中广泛存在着的一种相互作用,爱因斯坦的《广义相对论》就是关于引力的理论。星体施于它周围物体的引力,总是力图把物体拉向星体,物体要克服引力的约束而飞到自由空间     

位置的不动性——亚里士多德位置学说的理论困难

亚里士多德在《物理学》中首先将“位置”定义为“包围者与被包围者相接触的界面”.随后,为了解释“船在河里运动”的例子,他又引入了不动性要求,将位置定义为“包围者的第一个不动界面”.位置的不动性要求引发了种种理论困难.最核心的困难是:在具体运动现象中,位置常常无法同时满足不动性要求和邻近性要求.为了解决不动性问题,《物理学》的评注者做出了种种努力,但未能在亚里士多德的形而上学框架内彻底解决这个问题.这些理论困难揭示了位置学说中“不动性”概念的非技术化特征、位置概念的多重涵义以及静止与运动在本体论地位上的差异.     

一个奇妙的常数——h

综述性地分析讨论了普朗克常数－ｈ引入物理学领域的原因，指出ｈ虽然是在不同的物理学问题中出现，表面上看这些物理学问题好像没有什么必然联系，但大量事实揭示，任何物理问题的表达中，只要出现普朗常数－ｈ，就意味着这个问题的量子力学特征，若所研究的物理对象中普朗克数－ｈ可忽略，则这个问题便可以用经典物理理论来解决，那么微观领域中的物理问题为什么会与普朗常数有如此特殊的关系？它是否预示着更深层次的物理机制。     

关于黑洞(BH)的热力学理论

黑洞(the Black—HoIe)热力学,是近十年才发展起来的一门新学科,是当前天体物理学理论研究的前沿学科之一,它与其同时发展起来的黑洞量子力学一起,共同组成了现代黑洞物理学。本文回顾了到目前为止黑洞热力学的发展历史,分析了它现在存在的困难和不足之处,同时提出了关于发展黑洞热力学的一些新设想。     

宇宙中存在“无限”吗

从圆周率到微积分，从黑洞难题到超弦理论 人类在很早的时候就有了“无限”的概念，并对它怀有特殊的感情。无论在哲学上还是在宗教上，关于这种“绝不可能达到的某种境界”的无限概念早就已经占有十分重要的位置。然而，无限概念对于人类能够产生的最大影响，却是到了近代。这一概念极大地推动了数学和物理学的发展。     

真有黑洞吗？尚示得到确认的“黑色洞窟”：观测历史和最新观测方法

我们在谈到黑洞这种天体时都将它视为一种真实的存在。虽然根据理论和某些观测事实已经认定确实存在着这种天体，但是迄今为止并没有直接观测到过黑洞。那么，科学家凭什么会认为“确实存在着黑洞”呢？是否有可能使用某种方法直接“看见”黑洞来确认它的存在呢？     

"强黑洞"寿命末期爆炸的某些特征

“强黑洞”即宇宙在爆胀、相变中产生的“原生黑洞” ,它的寿命末期爆炸可能产生GeV ,TeV量级的超高能γ暴 .利用宇观天体———微观粒子的质量、半径统一计算式得到“强黑洞”的mH.S、rH.S ,结合黑洞热力学理论 ,讨论了“强黑洞”的发射率 ,寿命 ,γ暴能区以及爆炸持续时间 ,与基本粒子模型获得的结果基本相符 .对planck粒子大小的原生黑洞也作了类似讨论 ,但无数据加以对照     

黑洞的能量和从黑洞中提取能量的极限

近代物理学的理论证明,在广漠无垠的宇宙中存在着某些非常奇特的时空区域,这些时空区域,象神话中的无底洞,而且是绝对黑的。所以物理学家称这些时空区域为黑洞。黑洞是宇宙中大个的恒星(其质量大于三倍的太阳质量),在自身引力作用下,经坍缩演化而成。一个kerr黑洞只要用两个参量——质量M和角动量J,就能描写它的所有特性。这就是说,黑洞除了质量和角动量以外,再也不存在任何细节上的差异,它已经丧失了其他所     

量子R—N黑洞系统的微正则系综统计

应用微正则系综理论,对大量的量子R—N黑洞组成的系综进行研究,其主要的结论是,在高能极限下,体系最可能的结构为一个黑洞将获得体系全部的质量和所有的电荷,带电荷不会破坏黑洞的统计“自举”条件．     

关于量子力学的一些哲学问题的思考

量子理论中有许多哲学问题值得思考和研究。本文首先讨论了量子力学的创建过程中体现出来的有关“理性原则”，“实践”以及“真理的相对性”的几个问题，然后对量子理论与经典物理之间存在的“决定论”，“因果性”等两个问题上矛盾的本质进行分析和研究，最后总结了有关这些问题本质的哲学思想。     

黑洞量子理论的哲学意义

黑洞是爱因斯坦引力理论和时空结构的必然产物,是物理学中的一个奇特概念。1915年爱因斯坦提出广义相对论,为黑洞说的形成奠定了理论基础。其后德国人施瓦茨希尔计算出爱斯坦广义相对论复杂场方程的一个解:对于质量M相当于一个太阳的天体,其半径坍缩到3公里以内时,就会形成黑洞。目前,黑洞已经不仅仅是预言中的纯理论概念了;大多数天文学家和物理学家认为,宇宙中既然存在白矮星、中子星,如     

试论“耗散结构”理论的哲学意义

“耗散结构”的概念和理论是比利时布鲁塞尔学派普利高津(I.Priogine)教授于1969年提出的。普利高津由于在这方面的贡献获得1977年度诺贝尔化学奖金。这一理论将热力学和统计物理学的研究领域扩展到远离平衡态的区域,为自然界中大量存在的远离平衡时的有序结构的研究,提供了理论基础。我们认为,这一理论具有很大的哲学意义,它又一次生动地证实了唯物辩证法的一系列基本原理。本文拟在对耗散结构理论作一简略介绍的基础上,谈谈对其哲学意义的初步认识。     

当代物理学与数学的关系

我们讨论了各个历史时期时空理论的数学表述问题,从而认识到物理学与数学之间有相互依存相互促进的关系,这是一种哲学思维。     

加速旋转荷电黑洞视界面积量子化

黑洞视界面积量子化问题是理论物理研究的前沿课题,也是近些年科学讨论的热点问题,现在人们对黑洞视界面积量子化问题等内容进行了一系列的研究,也已经取得了一些成果,但是有一些相关理论的研究还需要深入。通过近视界近似,利用绝热协变量,采用Bohrsommerfeld量子化原则和黑洞热力学第一定律,研究了不同坐标系下电荷磁荷加速旋转荷电黑洞的视界面积量子化及熵的量子化问题。总而言之,将绝热协变量量子化视界面积推广到对复杂荷电黑洞的视界面积量子化问题的分析和讨论。其核心关键技巧是绝热协变量的方法。最后得到的结果表明,黑洞的面积谱是等间距的,与本身黑洞参数无关。     

星际物质对动态球对称带电黑洞非热辐射影响的研究

恒星内部依次进行的核反应促使恒星不断地演化 ,恒星演化到晚期的归宿将成为白矮星、中子星或黑洞 ,如果核能耗尽的晚期恒星经过物质抛射过程后的质量大于 3倍太阳质量 ,则简并的中子压力也将抵档不住引力的坍缩 ,星体将继续坍缩成黑洞 .自 1 974年Ｈａｗｋｉｎｇ提出任何黑洞都会产生辐射以来 ,人们为了探测黑洞进行了一系列的研究工作[1～ 4] .在理论研究方面 ,对稳态黑洞和动态黑洞的研究 ,特别是在对动态黑洞的热辐射和非热辐射研究方面取得的结果 ,促进了黑洞物理学的研究与发展 .在观测方面 ,自 2 0世纪 70年代以来 ,人们用各种可能的…