《时间简史》—读书笔记导图分享(5)

1、不确定性原理
当我们对粒子或者引力场、电磁场的行为进行测量的时候，就会发现，如果我们对其中一个物理量测量得越准确，那么对另一个物理量的测量就越不准确。
比如，对粒子的速度测量得越精确，对粒子的位置就了解得越模糊，人类不可能同时掌握粒子的精确位置和精确速度。
根据不确定性原理，即使是看起来什么都没有的空虚的空间，在微观上其实也是波澜起伏的。如果一片空间是完全空虚的，那就代表其中的引力场或者电磁场的强度是零，变化率也是零，这两个物理量就同时被确定了。这显然违反了不确定性原理，是不可能的。
2、“霍金辐射”
在空虚的空间里，其实时时刻刻都在产生成对的粒子。为了保持能量守恒，这些粒子有的带有正能量，有的带有负能量，它们碰撞到一起，又会同时湮灭。
黑洞的边缘虽然看似是虚空的，但其实在一刻不停地产生成对的粒子。其中带有负能量的粒子，就会被吸到黑洞里去，但还有一些带正能量的粒子，可以幸运地从黑洞的边缘逃脱，跑到其他地方去。
如果我们站在黑洞外面看的话，就好像是黑洞在不断地向外发射粒子，这就是黑洞辐射，也叫“霍金辐射”。正是因为有这种辐射的存在，霍金才会说，黑洞其实并不是完全黑的。
霍金辐射在物理学上，是一个极富价值的理论。因为黑洞的诞生，是利用广义相对论算出来的；黑洞的辐射，又跟量子力学有关。也就是说，霍金辐射是把广义相对论、量子力学、热力学结合起来的一次尝试，所以虽然霍金辐射目前没有被观测到，但仍然具有很高的理论价值。
虽然黑洞引力极大，连光都逃不出去，但黑洞也并不是完全黑的。根据量子理论中的“不确定性原理”，黑洞边缘的虚空中会不断地产生成对的粒子，负能量的粒子会被黑洞吸收，但有些正能量的粒子却从黑洞边缘逃脱了。
在外界看来，这就好像是黑洞一直在往外发射粒子，这就是黑洞辐射，也叫霍金辐射。
最后的话：
这本书中最重要的就是霍金提出的“奇点定理”和“霍金辐射”这两个学术贡献，以及试图解决宇宙起源问题的“无边界宇宙模型”。