提起霍金相信大家并不陌生。但是有一位和霍金齊名的人，他不僅是霍金的同事，而且還證明了和他相反的理論，大家可能并不知道。今天我們就來講一講他的故事。
霍金
學(xué)生潘洛斯
1950年的一個下午，倫敦大學(xué)的學(xué)生們在校園里像往常一樣忙忙碌碌，有趕去上課的，有做實驗的，也有和教授討論的，一個叫潘洛斯（Roger Penrose）的數(shù)學(xué)系學(xué)生卻在圖書館里靜悄悄的看書，他看得極其入迷，書名就叫《北歐神話》，故事是這樣寫的——
羅杰·潘洛斯
北歐神話
宇宙之處到處都是黑暗，一股神力悄然而至，雖然看不見摸不著，卻在默默中孕育著未來的一切，這股神力屬于一位叫奧爾勞格（Orlog）的大神，他是萬物的主宰，在奧爾勞格（Orlog）的神力推動之下，廣漠的虛空當(dāng)中出現(xiàn)了一個巨大的鴻溝叫做金倫加（Ginnungagap），它被一種永不消逝的微光包圍著。
沒多久在金倫加的北面黑暗與迷霧之國尼弗爾海姆（Niflheim）誕生了，這里有一口永遠(yuǎn)不會干涸的泉眼叫赫瓦格密爾（Hvergelmir），泉水滔滔不絕沖出了12條大河，河水又傾瀉而下，注入了宇宙鴻溝金倫加中，在金倫加噴出的巨大寒氣之下，有一部分河水又凝結(jié)成了巨大的冰川，在宇宙鴻溝金倫加的南邊又誕生了一個真火之國，一個叫蘇爾特爾（Surtur）的火焰巨人駐守在這里，巨人揮舞著大刀砍擊冰塊，冰塊在火焰的作用下蒸發(fā)成了水汽充滿了整個虛空，然后又凝結(jié)成了新的冰川。
蘇爾特爾
北歐神話里所描繪的宇宙讓潘洛斯感到非常新奇，他讀過圣經(jīng)但并不信教。潘洛斯覺得非常稀奇，看來這個“神創(chuàng)世”說并不是基督教所獨有的，他非常想知道北歐神話里的創(chuàng)世說和基督教的有什么不一樣，所以寧可錯過聽課也要繼續(xù)讀下去。書里寫道——
在冰與火的魔力之下，冰山當(dāng)中誕生了一位霜巨人，叫尤彌爾（Ymir）同時誕生的還有一頭巨大的母牛，母嬰的乳汁形成了四股涓涓不斷的溪流，養(yǎng)育了最初的巨人族和后來的神族。神宗的誕生和母牛也分不開，母牛是靠舔食冰塊上的鹽為生，在母牛溫暖舌頭的甜食之下，這個冰川就漸漸的消融了，一顆巨大的頭顱露了出來，他就是神族的祖先勃利（buri），也就是人們所熟悉的那位奧丁大神的祖父。
霜巨人和神族天生就不對付，因為霜巨人的血液含毒，所以霜巨人身上惡多于善，神族則是相反是善多于惡。兩族都漸漸繁衍眾多，既然不對付那么戰(zhàn)爭就是不可避免的。巨人率先發(fā)難要清洗神族。神族奮起反擊，雙方各自施展神通打得天昏地暗，卻很長時間分不出勝負(fù)來。這時奧丁的老爹靈機一動娶了一位女巨人做妻子，生出了奧丁三兄弟，跨種族聯(lián)姻的結(jié)果就是遺傳優(yōu)勢，奧丁三兄弟同時具備著原始神族和霜巨人族的神力，他們聯(lián)合起來找機會干掉了巨人之祖尤彌爾，而且差一點就把整個霜巨人族給團滅了，唯有一對霜巨人夫婦逃到了很偏遠(yuǎn)的一個宇宙角落躲了起來，他們就是后來霜巨人之國——尤騰海姆（Jotunheim）的祖先。
北歐神話當(dāng)中的宇宙主宰，奧爾勞格和猶太教的上帝還不一樣，奧爾勞格雖然是宇宙之主，但是他并不親自創(chuàng)造世界萬物，而是他委托別的神去創(chuàng)造一個較低境界的宇宙。奧丁三兄弟很顯然就是被萬物主宰奧爾勞格所選定的造物之神，他們就著手在太虛鴻溝的金倫加里面創(chuàng)造出了一個宇宙。造物的材料現(xiàn)成的就是巨人尤彌爾所遺留下來的巨無霸的軀體，奧丁三兄弟用他的頭做成了天空，腦子做成了云，血和汗做成了海洋，肉做成了大地，毛發(fā)做成了植被，一個完成像樣的宇宙就初具規(guī)模了。
奧丁兄弟在這個宇宙當(dāng)中又打造出了9個世界，分別住著神族、精靈族、巨人族、矮人族和人族。在宇宙的中心是一棵巨大的世界之樹，9個世界就圍繞著世界之樹分布，北歐神話中世界之樹就是宇宙存在的具體形態(tài)，樹根一直向下延伸，延伸到了迷霧之國的不竭之泉，一條惡龍在地底一刻不停的啃著樹根，一旦樹根被咬斷宇宙的末世就將來臨，這一刻就叫做諸神的黃昏（Ragnarok）。
從宇宙之樹的誕生，神族、人類和天地各界都曾經(jīng)有過黃金時代，但是隨著時間的推移，宇宙慢慢的衰老，有一天惡龍終于咬斷了樹根諸神的黃昏就降臨了，而這一天神族和他們創(chuàng)始之初的老對手，霜巨人族的決戰(zhàn)也到了最后，奧丁和諸神都在戰(zhàn)爭中死去，火焰巨人用烈火燒毀了宇宙之樹，9個世界的生命幾乎全部都隨之毀滅，當(dāng)新的宇宙從舊宇宙廢墟當(dāng)中重生的時候，只有奧丁的一個兒子光明之神巴德爾（Baldr）復(fù)活了，他進(jìn)入了新的宇宙，開始了新的生命歷程。
尤彌爾
宇宙之樹
讓潘洛斯著迷的是北歐神話當(dāng)中的宇宙是循環(huán)的，舊神在新宇宙當(dāng)中重生，這是他從來沒有聽說過也沒有接觸過的概念。基督教不接受輪回的觀念，古希臘信仰當(dāng)中的神也是不死之身。在古希臘神話當(dāng)中神不會死，他只是會被打入冥界或者被囚禁，說神也會隨著宇宙毀滅和重生，這個觀念對潘洛斯非常新穎，他就不禁琢磨宇宙的真相到底是什么呢？是不是真的有著從創(chuàng)生到毀滅又到新生的這個循環(huán)過程呢？
這個時候潘洛斯的肚子咕咕叫了起來，一看墻上的鐘，原來不僅錯過了上課的時間，直接就到了晚飯的點了，潘洛斯趕緊匆匆離開了圖書館，這一離開就是十幾年，他就再也沒得著機會回過頭來深入研究這個宇宙起源的話題。
潘洛斯畢業(yè)之后，因為他數(shù)學(xué)方面天賦異稟，直接就在諸如普林斯頓一類的一流名校里面做研究和任教，學(xué)術(shù)成果豐富。如果不出意外，他就會一直在數(shù)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展下去成為如同黎曼、哈代一樣的數(shù)學(xué)家。潘洛斯生命當(dāng)中的轉(zhuǎn)折發(fā)生在劍橋大學(xué)的一次學(xué)術(shù)會議上，他遇到了一位名叫丹尼爾夏瑪?shù)娜耍默斒怯钪鎸W(xué)和天體物理學(xué)界的著名導(dǎo)師，他培養(yǎng)出了一大批出色自物理學(xué)家，比如大名鼎鼎的斯蒂芬霍奇就是他的高足。一番攀談下來，夏瑪和潘洛斯兩個人惺惺相惜，夏瑪是驚訝于帕羅斯的數(shù)學(xué)天賦，而在潘洛斯心中多年之前那個追尋宇宙起源真相的夢想又重新浮現(xiàn)了。
當(dāng)時的潘洛斯剛過而立之年他立刻就轉(zhuǎn)投到了夏瑪?shù)拿拢杉償?shù)學(xué)轉(zhuǎn)向了宇宙學(xué)和物理學(xué)的研究。
兩個宇宙理論
當(dāng)時有兩個最重要的宇宙理論，分別是“大爆炸理論”和“穩(wěn)態(tài)宇宙理論”。大爆炸理論當(dāng)時的一個主要競爭對手所謂穩(wěn)態(tài)宇宙模型（Steady State Theory），它的假設(shè)是我們的宇宙既沒有開始也沒有終結(jié)，它在任何時間點都保持不變，即便能觀測到宇宙在發(fā)生膨脹，那也是有暗能量在推動。膨脹過程中消耗掉的物質(zhì)會不斷的有新的物質(zhì)產(chǎn)生作為補償。損耗和補償一正一負(fù)相互抵消，所以宇宙還是處于穩(wěn)定狀態(tài)的。不過這兩種理論當(dāng)時都是種子概念，因為沒有觀測數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)理論來支持，所以還沒有發(fā)芽的條件。比起大爆炸理論導(dǎo)師夏瑪更加看好穩(wěn)態(tài)宇宙理論這個種子，于是他就把這個課題交給了自己的愛徒潘洛斯，希望潘洛斯用自己的數(shù)學(xué)優(yōu)勢讓這顆種子生根發(fā)芽，于是帕羅斯每天就關(guān)在辦公室里，苦算希望從數(shù)學(xué)推導(dǎo)出穩(wěn)態(tài)理論成立的根據(jù)。
潘洛斯真的是做題做到眼發(fā)直演算算到手發(fā)酸，誰知道時間來到1964年平地一聲雷。因為有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙中存在著一種無所不在的電磁輻射，這種輻射現(xiàn)在被叫做宇宙微波背景輻射（CMB），英文簡稱就是CMB。支持宇宙大爆炸理論的科學(xué)家們興奮的高呼。這個CMB就是大爆炸起源時候的閃光，就是大爆炸存在過的證據(jù)，他們就相當(dāng)于是宇宙考古當(dāng)中的化石證據(jù)。在證據(jù)面前導(dǎo)師夏瑪也不得不認(rèn)輸服氣自己押錯了寶。
但是潘洛斯的腦子比較活，他立刻就想到了如果宇宙創(chuàng)始之初真的有那么一下大爆炸，那么它總得從一個或者幾個點上開始吧，那這些點又是處于什么狀態(tài)的呢？
沒多久潘洛斯和霍金聯(lián)手提出了潘洛斯—霍金奇點定理（Penrose-Hawking singularity theorems），所謂“奇點”就是指某一個初始狀態(tài)，在這個狀態(tài)下物質(zhì)的密度和時空幾何的曲率變得無限大。
霍金與潘洛斯
聽起來特別燒腦，什么叫做曲率呢？簡單的講用奇點解釋宇宙的起源可以這么說，宇宙一開始是一片混沌，有那么一個或者無數(shù)的點叫奇點，在奇點里面物質(zhì)和空間的密度無限的大被無限的壓縮，突然有那么一天奇點爆炸物質(zhì)開始向外噴發(fā)，這些就是宇宙最初始的物質(zhì)，這些初始物質(zhì)又在互相運動的作用下，經(jīng)過了上百億年慢慢形成了我們現(xiàn)在看到的宇宙。潘洛斯因為這個貢獻(xiàn)在2020年被授予諾貝爾物理學(xué)獎，但問題就來了，這個起點看具體在哪兒？潘洛斯是用數(shù)學(xué)模型算出了宇宙當(dāng)中應(yīng)該曾經(jīng)存在著這么些奇點，但是科學(xué)講究的是什么呀？是觀測和實證。
這些起點具體在哪？到目前沒有人能夠觀測到。一開始科學(xué)家們猜測會不會奇點就是黑洞的中心呢？因為在奇點物質(zhì)和空間被無限壓縮，密度超大聽起來和黑洞的存在形態(tài)很像嗎？而且黑洞連光線都吞噬了，我們都沒法觀察黑洞，所以觀測不到奇點是不是很正常呢？既然觀測不到，所以就把它往黑洞里面安。
潘洛斯說有可能是因為某種不知名的力量把奇點給隱藏起來了，那在奇點到底在哪兒這個問題上潘洛斯腳踩到了科學(xué)和玄學(xué)的邊緣，他沒有否認(rèn)黑洞的中心就是起點這個假設(shè)。但是他也給我們尚且無法認(rèn)識的一些力量留有了余地，但是對于這個回答無神論者霍金就不高興了，他說唉老兄你幾個意思啊？難道說是有神存在嗎？他把奇點藏起來的嗎？我不同意，神在哪兒？又怎么證明呢？
所以霍金一口咬定大爆炸只是一個小概率發(fā)生的事件，它就是那么么一個機緣巧合，一剎那的事，觀測不到奇點那是很正常的。潘洛斯不緊不慢的回復(fù)說，老弟我們現(xiàn)在雖然無法證明神的存在，但是也沒辦法否定啊!現(xiàn)在雖然有大爆炸的理論解釋宇宙的誕生。似乎不用把這個歸之于神了，但是宇宙的誕生過程具體是什么樣依然是謎團重重。這一通掰扯下來是誰也說服不了誰，潘洛斯就想起了北歐神話當(dāng)中的奧丁宇宙。這么一個有始有終，又循環(huán)再生的宇宙模式。潘洛斯就想是不是輪回和循環(huán)才是理解宇宙創(chuàng)生的正確模式呢？
循環(huán)與輪回
于是從2005年夏天開始潘洛斯開始了自己的“非主流”探索，他用自己設(shè)計的數(shù)學(xué)模型深入研究宇宙微波背景輻射的數(shù)據(jù)，目標(biāo)是想證明宇宙是不是也有循環(huán)往復(fù)的生命歷程，那這一研究就是好幾年，2010年潘洛斯終于有了重大發(fā)現(xiàn)，他分析了威爾金森微波探測器（Wilkinson Microwave Anisotropy Probe）所收集的數(shù)據(jù)，威爾金森微波探測器縮寫是WMAP,是NASA 在2001年所發(fā)射的衛(wèi)星目的是探測宇宙大爆炸后殘留的輻射熱，也就是前面談到的宇宙微波背景輻射（CMB），潘洛斯很吃驚的發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景的數(shù)據(jù)當(dāng)中有一些多余的同心圓結(jié)構(gòu)，這是啥呢？誰都不知道。
潘洛斯用自己的數(shù)學(xué)模型仔細(xì)一算，結(jié)果讓他手舞足蹈，終于讓我找到證據(jù)了，同行和媒體就紛紛前來圍觀啥證據(jù)?。颗寺逅咕徒忉屨f這些看似多余同心圓其實就是上一世宇宙引力輻射留下的痕跡，這說明在我們這個宇宙之前還存在著一個作為前世的宇宙。聽到這個驚人的發(fā)現(xiàn)，另外三個研究團隊也立刻著手研究，但是計算的結(jié)果卻是一起搖頭。好像不是您說的那么回事啊。
潘洛斯在仔細(xì)對比了同行的計算，原來差異是出在各自所使用的數(shù)學(xué)模型不同上，而另外幾個團隊的數(shù)學(xué)模型老潘認(rèn)為有明顯的缺陷，老潘不僅指出了同行的缺陷，還把自己的方法提供給了他們，果然大家最后終于有了一致的結(jié)論。
潘洛斯宣稱宇宙的生命歷程真的很可能是循環(huán)反復(fù)的，他把自己的理論叫做共形循環(huán)宇宙學(xué)（Conformal Cyclic Cosmology）簡稱是CCC。簡單的說就是大爆炸的過程完全不是那么暴力的，而是一個比較平滑的過程。使舊宇宙中的一些東西得以保留過渡到新宇宙中去。在這個理論當(dāng)中潘洛斯假設(shè)黑洞是宇宙生命的歸宿，所有的物質(zhì)最終都會被黑洞所吞噬。黑洞就如同中國古籍《列子》當(dāng)中所說的那個“歸虛”，不僅世界上所有的水連天河里的水最后都會流進(jìn)這個深不見底的大溝里去，一刻不停永遠(yuǎn)也填不滿，而且只進(jìn)不出。
而黑洞就是宇宙當(dāng)中的這個“歸虛”，但是黑洞和歸虛傳說有一點不一樣，就是黑洞它并不是真的只進(jìn)不出它所吞噬掉的物質(zhì)，隨后又通過輻射揮發(fā)掉了，這個過程就是所謂的霍金輻射。當(dāng)揮發(fā)過程也完結(jié)了黑洞沒有東西可吃，也沒有東西可排放，那黑洞自己也就消亡了，
是的，我們都以為黑洞是宇宙死神是吧？但是死神他自己也會死??！冥界那是死者的去處，但是冥界它也是宇宙的一部分，它也是會隨著宇宙的成、住、壞、滅走向滅亡的。當(dāng)死神也死了的時候冥界也崩塌了的時候，宇宙就迎來了真正的壽終正寢。而那些留在宇宙背景輻射圖上的同心圓是什么呢？它就是上一世黑洞所留下的痕跡是死去的死神們所留下的影像，潘洛斯給他們起了個名字叫“霍金點”。
那說了半天這和北歐神話有啥聯(lián)系呢？咱們繼續(xù)往下看，現(xiàn)代量子力學(xué)認(rèn)為構(gòu)成宇宙的一切粒子可以分為兩大種，第一種叫費米子，第二種叫玻色子，費米子最典型的代表就是電子，波色子最典型的代表就是光子。在潘洛斯的循環(huán)宇宙理論當(dāng)中，電子是會被限制在一個宇宙的生命周期當(dāng)中，它沒有辦法穿越到新的宇宙生命周期中去，電子必須得經(jīng)過黑洞揮發(fā)的過程，它得不可逆的轉(zhuǎn)化為輻射，也就是它得轉(zhuǎn)化玻色子，才能夠在新舊宇宙“世代”之間穿越，那這個不可逆的轉(zhuǎn)化過程就是舊宇宙的死和新宇宙的生。
唯有光子和量子重力波這一類的波色子才可以以輻射的方式穿越兩個“世代”的宇宙，穿越宇宙的前世和今生。
在北歐神話當(dāng)中，諸神的黃昏之后人類、神族和霜巨人族幾乎全滅，就沒有幾個生命能夠進(jìn)到新宇宙中去的，唯有光明之神巴德爾。他從黑暗的地獄中重生，他是唯一一個從舊宇宙進(jìn)到新宇宙中的神靈，請留心光明之神。那大家仔細(xì)想一想，這難道不是用神話的語言講出了光子是跨越新舊兩世宇宙的這個道理嗎？
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