第六十五章《斯蒂芬·霍金传》（12）
part11学术思想：霍金教授到底发现了什么霍金的经历，具有非常的传奇色彩。在科学成就上，他是有史以来最杰出的科学家之一，他超越了爱因斯坦的相对论以及量子力学，还有宇宙大爆炸等理论，从而迈进了创造宇宙的“几何之舞”。
70年代，霍金与彭罗斯一起证明了著名的奇性定理，还证明了黑洞的面积定理，为今天我们理解黑洞和宇宙本源奠定了基础。虽然他被长期禁锢在轮椅之上，但是他的思想却出色地遨游到光袤的时空，为我们解开了宇宙之谜。
霍金是当代最重要的广义相对论家和宇宙论家。他在被长期禁锢在轮椅上的情况下，面对常人难以想象的艰难，仍孜孜不倦地探索宇宙未知的世界，勇敢顽强地挑战命运，为科学事业做出了贡献，给人以强烈的震撼。
在公众评价中，霍金是继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家之一。
“虫洞”就在我们四周
究竟什么是虫洞？让我们用一个简单的例子来说明：大家知道，在一个苹果的表面上从一个点到另一个点需要走一条弧线，但如果有一条蛀虫在这两个点之间蛀出了一个虫洞，通过虫洞就可以在这两个点之间走直线，这显然要比原先的弧线来得近。把这个类比从二维的苹果表面推广到三维的物理空间，就是物理学家们所说的虫洞。
霍金认为，虫洞就存在于我们四周，当然，关于“虫洞”这一概念，早在霍金之前就有科学家提出——1916年，由奥地利物理学家路德维希·弗莱姆提出。20世纪30年代，纳森·罗森和爱因斯坦对“虫洞”进行了完善，因此“虫洞”又有“爱因斯坦—罗森桥”之称。简单地说，虫洞是连接时空隧道的“捷径”，人们可以通过虫洞进行瞬间的时空转移。但是，对于虫洞是否是真实客观的存在，包括爱因斯坦在内的很多科学家都一直持否定态度。直到1963年，数学家罗伊·克尔提出一个假说，他认为，如果恒星在死亡的时候保持一种旋转状态，那么就会形成一种“动态黑洞”。如果有物质突破黑洞中心，就会进入“镜像宇宙”，这一过程的实质其实就是一次时空穿越。克尔的假说让虫洞的存在重新获得了理论上的支持。
关于虫洞，科学界有以下几点说法：第一种说法认为，虫洞是空间中的隧道。假设我们所讨论的空间是一个球体，如果我们想从球上的一点到以球心为对称的另一端，那么就要沿着球面走很远，而如果我们走球内部的直径的话，就会近很多——而虫洞就相当于球的直径；第二种说法认为，虫洞是连接黑洞和白洞的通道。在物理学理论当中，黑洞可以产生一个势阱，白洞则可以产生一个反势阱。在三维的宇宙当中，我们可以将势阱看作第四维。那么它们的形态就如同一个克莱因瓶——黑洞是克莱因瓶的瓶口，瓶身和瓶颈的交界处是白洞，瓶颈就是虫洞；第三种观点认为，虫洞是我们日常所说的时间隧道。根据爱因斯坦的理论，人们可能借助虫洞来穿越时空。但是在时间旅行当中，我们只能以一个观众的身份出现，就像看电影一样。因为时间是一条直线，发生的事件就是穿在时间上的珠子，外来的旅行者无法改变它；第四种说法则比较抽象，说虫洞是由于固定方式受力而产生的空间搬运。举一个例子来说明：假设在一片水中，有一段真空，这段真空由于某种形式突然受到了水的填补。那么我们可以想象一下，巨大的水压所造成的压力会对这段真空的形态产生怎样的影响？虫洞则就是类似这样的一种存在。
天体物理学家认为，虫洞是一种天然的时间机器，如果能够持续维持虫洞的开放就可以回到过去或者进入未来——虽然超越虫洞的行为从没有出现过，而且虫洞本身是否真实存在也没有直接证据证实，只是根据爱因斯坦的广义相对论预言对这一奇特的时空进行研究。
1985年，美国著名天文学家萨根写了一部科幻小说《接触》。在这部小说当中，萨根讲述了这样一个故事：女科学家爱丽收到了一串来自外星球的电波信号，爱丽经过研究发现，她收到的信号当中包含了建造一种特殊设备的具体方法。这种特殊设备可以让地球人与外星的生命见面——这其实就是我们所说的时间机器。经过种种努力，爱丽和同事们终于建成了时间机器，并通过它实现了和外星生命的第一次接触。
故事的情节可以尽情地去想象，但是，按照外星智慧发送的电波所提供的方法，爱丽和同事们所制造出来的这台特殊的设备按照什么样的方式实现星际旅行，则是作者萨根需要仔细思考的难点。萨根不同于普通的科幻小说家，因为他本身就是一名科学家，所以在构想这部作品时，他首先想到的是利用黑洞。不过黑洞在很多地方还是和已知的物理学定律相矛盾，为此，他找到了自己的老朋友——加州理工大学引力理论专家索恩，让他来对自己的想法进行评价。索恩经过计算，很快告诉萨根黑洞无法成为时间旅行的工具，他建议萨根使用虫洞这个概念。萨根采纳了老朋友的建议，虫洞这个名词就这样第一次出现在了科幻作品当中。随着《接触》这部科幻小说的问世，越来越多的作品开始使用虫洞这一概念。虫洞可以在两个点之间形成最快捷的路径，只要有合适的虫洞存在，那么无论多么遥远的距离都可以变得近在咫尺。由此，虫洞也逐渐成为科幻故事当中存在的标准术语。
看过萨根的小说之后，索恩对虫洞开始产生了非常浓厚的兴趣，为此，他同自己的学生莫里斯对虫洞展开了深入的研究。可以说，萨根和索恩的那一次交流，不仅仅为科幻小说以及科幻影视作品界引入了一个全新术语，更是为虫洞的研究领域再次注入了活力和生机。利用虫洞进行时空旅行的课题成为科学家们研究的新领域，在一部关于宇宙的纪录片中，霍金就曾经指出，进入未来的方式大概有两种，利用虫洞就是其中之一。
霍金强调，虫洞就在我们的四周，只是它们很小，我们用肉眼很难看到，虫洞存在于空间和时间的缝隙当中。他说：“其实，虫洞无处不在，只是因为太小，我们用肉眼看不到罢了。虫洞非常小，存在于时空的隐蔽处和缝隙里。”为了更好地解释虫洞就存在于我们的四周，在一篇文章当中，霍金还作过这样的解释：“任何物质都不是平整无瑕和实心的，如果仔细观察，会发现它们上面都存在小孔和裂缝，这是一个基本的物理原理，同样适用于时间。即便是像台球一样的东西，上面也有裂缝、褶皱或空洞。现在容易说明这种情况也存在于第一个三维中，相信我，这一原理同样适用于第四维。时间也存在许多微小的裂缝、褶皱和空洞，在最小的刻度下——比分子甚至原子都小，我们来到一个称为量子泡沫的地方，这是虫洞存在之处。时空中的微小隧道或捷径不停地在这个量子世界中形成、消失和重新形成，它们可以连接两个隔离的空间以及两个不同的时间。”
不过，霍金也表示，现实生活中存在于我们周围的时光隧道非常狭小，即使有朝一日人们发现了它们，也没有办法进入到虫洞当中，更无法从这个缝隙穿越来进行时间旅行。但是也有一部分科学家认为，也许有一天，人们能够抓住一个虫洞，并且有办法将它无限地放大，或者人工建造一个无限巨大的虫洞，这样，人们就可以实现时空旅行的梦想了。
带着人类飞入未来的时光机，在理论上是可行的
飞到未来，似乎只存在于人们的想象和科幻影视作品当中。而霍金通过理论证实，飞入未来，实际上是可行的。在讲述霍金的“飞入未来”计划理论之前，我们先来欣赏一部科幻作品，这对接下来论述霍金的理论有很大的帮助——2002年，美国上映的改编自赫伯特·乔治·威尔斯同名科幻小说的电影《时间机器》。
纽约曼哈顿的哥伦比亚大学有一个狂热的科学家——机械工程副教授亚历山大·哈德金博士。亚历山大·哈德金虽然已经成年，但是一直有一颗孩童般的好奇心，而且对任何事物都充满了求知欲，他的答案中总是会充斥着各种各样稀奇古怪的想法。然而，亚历山大·哈德金的理论和想法从来没有得到他人的赏识，尤其是校长，他更是认为亚历山大·哈德金是一个不切实际而满是幻想的人。所以，亚历山大·哈德金在校园里的生活并非那么如意。不过这些也不是他所在意的，他一直有一个梦想：向人类证明在时空当中穿梭是完全可能的，于是，亚历山大·哈德金博士决定自己研制一部能够穿越时空的时间机器。
然而，天有不测风云，一次事故让亚历山大·哈德金的未婚妻意外离世。这让他悲伤不已，但也促使他更加坚定制造时间机器的信念：他想返回过去，来挽救未婚妻。
经过昼夜不停的研究，时间机器终于研制成功，亚历山大·哈德金也成功地返回到了过去。但是事实却并非如他想象的那样简单：亚历山大回到过去，又一次目睹了未婚妻意外事故死亡的经过。事实上，不论他返回过去多少次，都没有办法救回自己的未婚妻，无论怎样，未婚妻还是会因为各种各样的意外事故而死去。
这不禁让亚历山大迷惑不已，为了解开这个谜题，他将答案的寻找放在了未来上。于是，他不停地穿越，前往未来去寻求答案。时间机器载着亚历山大·哈德金先是去到了3年后的纽约，未来的纽约让他无比惊讶，在那里，亚历山大听到人们在谈论两年后的月球殖民计划。受到好奇心的驱使，他又去到了5年后的未来。但是亚历山大没有看到人们谈论的月球殖民，而恰恰相反，由于人类对月球的破坏，使月球脱离了原来的运行轨道，正在向地球坠落，人类即将面临一场浩劫。为了躲避这场灾难，亚历山大坐上时间机器，向80万年之后的未来出发。
80万年之后的地球，已经又一次跨越了一个冰河世纪，早已经改变了模样。不过幸运的是，人类经过了时间的荡涤和灾难的浩劫，并没有就此毁灭，有一部分人顽强地生存了下来。不过生存下来的人类已经不是和亚历山大一样的人类了，他们经历了两次进化，成为两大类人：一类人是伊洛人，他们友好而温和，爱好和平，生活在和平而宁静的世界。亚历山大首先遇到的就是他们，他受到了伊洛人彬彬有礼的礼遇；另一类人是莫洛克人，他们与伊洛人完全相反。莫洛克人居住在地下，长相丑陋，犹如怪物，并且他们在天黑的时候就会出来掳走伊洛人。
亚历山大为了解救被掳走的伊洛人玛拉，他决定独自一个人去寻找莫洛克人居住的巢穴。途中，亚历山大遇到了生化机械人沃克斯，并且得到了沃克斯的帮助。他们来到了被奉为神圣之地的遗迹——纽约地下铁，在这里，亚历山大发现了这个未来世界的背后隐藏着一个黑暗的秘密。而为了拯救伊洛人，亚历山大决定留在那里，于是，他毁掉了自己的时间机器，最终在“未来”里找到了属于自己的“快乐”。
用霍金的话来说，《时间机器》这部电影作品和其他类似的科幻电影一样，他表示：“时间旅行类的电影通常会描绘一种巨大的高能耗机器，这种机器能在四维时空中创造出一条道路来，即贯穿时间的隧道。一位英勇无畏还略带点傻气的时间旅行者，也不知道做了什么样的准备，就踏入了时间隧道，出现在了谁也说不清楚的年代。这种时间旅行的概念也许有点牵强附会，与现实出入很大，但这种想法本身并不算太疯狂。”而霍金认为，利用时间机器来实现到未来的旅行在理论上是可行的。
霍金曾经在一篇文章当中详细地描述他对时间以及四维空间的构想，他认为时间旅行是可行的。在过去，之所以一直没有时间旅行的理论，是因为时间旅行一直被认为是歪理邪说，因为时间的规律是永恒的，不能被打破。但是霍金对时间一直有着近乎疯狂的痴迷，他说：“我认为，我们不能因为‘时间是永恒’这一规律被打破就感到恐慌。我非常痴迷于对时间的探讨，我很想见一见风华正茂的玛丽莲·梦露，想看一下伽利略是怎样利用望远镜遥望无穷的太空，我也想飞到未来，看一下宇宙结束时的波澜壮阔。”
但是，由于有悖于历史的因果关系，霍金认为回到过去的时间旅行是基本上不可能实现的。虽然如此，但并不意味着人类不能做时间的旅行。他认为，如果科学家建造了飞行速度接近光速的太空船，因为太空船不能违反光速最大的限速法则（对于“限速法则”，霍金给出这样的解释：“达到光速意味着绕地球运行速度要飞快，比如每秒钟绕7圈。不过，无论这列火车的动力有多强劲，它永远也无法到达光速，因为物理学原理令其做不到这一点。假设它接近光速，距离这一终极速度还有一点距离，那么非同寻常的事情发生了。列车上的时间相对于地球开始减缓，就如同靠近超大质量的黑洞一样，而且有过之而无不及。列车上一切物体的活动都变慢。这是为了保护速度限制，原因并不难理解。”），那么就会导致太空船舱内的时间相对变慢，那么也就意味着飞进了未来。“我们可以按照这样的方式来理解：我们先制造一个巨大的飞船，里面装载着巨大的燃料，我们先让它加速，脱离地球引力的束缚，然后到达外行星；助推两年后，它的速度可能到光速的一半，进而脱离太阳系的束缚；再过两年它可能会已经达到光速的百分之九十，这意味着飞船已经开始了时间旅行，届时它的速度接近光速，船上一天，就意味着地球上一年。”
在飞船上度过一天，就相当于地球上的一年。如果是这样，我们就能够真正地实现飞入未来了。霍金的这一时光旅行理论，得到了很多科学家的支持，曼彻斯特大学粒子物理学教授布赖恩·科克斯说：“当我们用大型强子对撞机把粒子加速，达到光速的百分之九十九，粒子经历的时间，以我们时间的七千分之一的速率消逝。太空中的数十年，在地球上可能已过去了二百五十万年。”这也证明，在理论上可以实现飞入未来。不过要真正实现时间旅行，关键还是要靠飞船的速度，只有达到光的速度，才能够使飞入未来的时间旅行成为可能。
神奇的“四度空间”
关于“四度空间”，霍金的理论源自于爱因斯坦，但又与爱因斯坦有所区别。“四度空间”在我们的日常生活当中也会经常被提及，不过我们所提及的大多数都是指爱因斯坦的广义相对论和狭义相对论中所论述的“四度空间”的概念。在爱因斯坦的广义相对论中，宇宙的构成具有两个基本的要素——时间和空间。在时空中，爱因斯坦提出了时间轴这一概念，他认为，时空之间是这样的一种关系：在普通的三维空间的要素长、宽、高之外，四维空间多了一条时间轴。当然，爱因斯坦所说的时间轴是一条虚数轴，即在人们所生活的三维空间中加上了时间，于是构成了四度空间。我们之所以无法感受到四度空间的存在，是因为在地球上，时间的流逝是非常缓慢的。如果人们乘坐速度接近光速的宇宙飞船，在宇宙当中通过对比就会明显感觉到时间的变化。这种变化出现的根本原因是参照系的不同，物质的能量会随着速度的变化而改变，这也就是在飞船当中人们的生命要比在地球上长久的原因。
霍金对时间的理解与爱因斯坦一样，他们都认为在宇宙太空当中，任何事物都存在时间的长度。如果要实现在时间当中漫游，就要穿越“四度空间”。而关于“四度空间”的理解，霍金则给出了一个这样的类比：一辆发动的汽车，按照直线行驶是在“一度空间”当中前进；而如果它向左或者向右转弯则意味着加上了“二度空间”；假设这辆汽车在蜿蜒曲折的山路上上下行驶，就等于它进入了“三度空间”；而“四度空间”就是它穿越了时空隧道。从这个类比当中我们可以看出，霍金将“四度空间”作为时间旅行的关键点，这与爱因斯坦想相对论中所说的四度空间明显不同。爱因斯坦的相对论中，空间与时间是同一个整体当中的不同部分，而霍金的理论则认为时间和空间是一个整体，“四度空间”是三维空间和一维时间融合而成的一个符合体。在霍金的时光机理论当中，“四度空间”是时光机的关键，我们在前文当中已经论述过他的虫洞理论，而实际上在霍金看来，“四度空间”就等同于虫洞。霍金认为，它一直存在于我们生活周围的时间裂缝当中。
虽然霍金与爱因斯坦对“四度空间”的理解不同，不过科学家一直未对“四度空间”是否存在做出科学的定论。而在历史上，却实实在在地发生过许多与“四度空间”相关的怪异时间，以至于更让“四度空间”成为人们无比感兴趣的谜题。
1960年的一天，百慕大海域天气晴朗，美国金德雷空军基地正在进行常规训练。当时天空中只有一朵洁白的云彩，空军基地的五架战斗机在进行常规飞行训练，而基地的其他人员则在观赏着天空的情况。据当时的一个目击者称，当时空军基地的五架战斗机在离海岸线800米的上空冲进了那朵白云当中，其中有一架就再也没有出现。“基地顿时骚动起来，控制塔的指挥自始至终都是目击者，他也一样没有看到任何物体从云中掉到海上，雷达屏幕上也显示出本来的五架战斗机的影子，突然间消失了一架。”目击者之一h.维克多回忆说。这件事很快引起了官方的注意，并且立即派出了搜救队，搜救队搜索了基地周围800公里的海域和浅滩，但是一无所获。而那架被白云“吞噬”掉的战斗机，就这样凭空消失了。
长久以来，百慕大海域发生过很多怪事，那里也成了一个未解之谜。而除了百慕大海域之外，其他地方也曾发生过类似的古怪事情。1968年6月1日，在南美洲阿根廷首都布宜诺斯艾利斯郊外，律师毕特尔夫妇和他们的朋友戈登夫妇正驾着两辆车在高度路上行驶，他们两家要一起去150公里之外的麦布市。在高速公路上，戈登夫妇一路上一直领先于毕特尔夫妇，黄昏时，戈登夫妇驾驶的汽车率先到达了麦布市。
当他们回头看时，笔直的高速公路上竟然没有毕特尔夫妇的车。最初，他们认为或许是毕特尔夫妇的车出现了什么故障，到公路周边的村镇和维修点去修理了，也就没有太过在意，就直接进城了。进入麦布市城区后，戈登夫妇分别打电话给高速公路沿途的村镇以及维修点，但是得到的结果是没有人遇到过毕特尔夫妇，于是他们又派人沿着高速公路搜索，但是搜索了两天依然没有他们的消息。戈登夫妇不禁着急起来，无奈之下只能报警。不过就在他们报警的同一天，戈登夫妇接到了一个来自墨西哥的长途电话，而打电话的人正是他们要寻找的毕特尔律师。
在电话中，毕特尔讲述了自己的离奇经历：当时他们的车子经过雪斯哥姆市之后，高速公路上突然起了大雾，没多久，他们就完全被白雾笼罩了，当时毕特尔律师特意看了一下手表，时间是午夜12点10分。在白雾笼罩当中，他们夫妇莫名其妙地昏迷了过去，不知过了多久，他们醒过来，天色已经蒙蒙亮了，而车子依然在高速公路上行驶。不过令他们感到惊奇和诧异的是，路上的景色以及遇到的行人穿戴都和阿根廷人不一样，待到他们找人询问才得知一个令他们大吃一惊的事实，原来他们已经到了墨西哥。从阿根廷到墨西哥的距离，最短也要600多公里，他们是怎样将车子从阿根廷开到了墨西哥，毕特尔也不知道。于是毕特尔夫妇马上打电话给驻墨西哥的阿根廷领事馆打电话寻求帮助，当时，他们夫妇的手表指针都停在了12点10分，不过时间已经过去了两天，是6月3日了。
世界上发生过很多这样离奇的事件，所以，科学家们也开始注意到这些事件。对于这些怪事，有的科学家认为，当事人可能是进入了另一个时空当中。地球和另外的神秘时空之间存在着许多通道，通道连接着两个不同的世界。而这个通道，就是霍金所说的“四度空间”。也有科学家认为，“四度空间”是这个神秘通道所连接的另一个世界。不过，无论是哪一种说法，“四度空间”的奥秘正在一点一点地被揭开。
裸奇点的存在
若要解释霍金的“裸奇点”，我们需要先明白什么是“奇点”。奇点在宇宙学当中也称作“奇异点”，大多数科学家认为，奇点产生于宇宙之初，也是时间空间无限曲率的一点。根据宇宙大爆炸理论，宇宙存在着一系列奇异的性质，它的内部存在着无限大的密度、引力以及无限弯曲的时空等。而根据爱因斯坦广义相对论的宇宙学，奇点的存在是不可避免的。1970年，霍金和彭罗斯提出了奇性定理，在奇性定理当中，如果将爱因斯坦的广义相对论应用到宇宙学当中，就必然会出现奇点。而一颗大质量的恒星寿命结束坍塌，它最终的结局也是成为一个奇点，从而成为黑洞。而根据黑洞理论，黑洞的中心存在着一个密度和质量无限大的点，这个点就是奇点。正如爱因斯坦所说：“人们不可假定这些方程对于很高的场密度和物质密度仍然是有效的，也不可下结论说‘膨胀的起始’就必定意味着数学上的奇点。”而广义相对论中奇点的存在，也成为它的局限性。
当前，很多人类曾经无法解释的现象都有了科学的理解和证明，黑洞的产生就是如此。很多科学家认为黑洞的强大引力场会使得任何物质都无法逃脱，包括光线，环绕黑洞奇点周边的物质就是黑洞的边界——事件视界。任何物质一旦进入到事件视界当中，就相当于进入到了一个永恒的监狱，永远无法离开这个区域，而是会不断地向黑洞的中心奇点靠近，直到撞毁在奇点之上。同样，不管是任何物质，一旦进入事件视界之内，外部的观察者就再也不会看到它，包括强烈的光。
只是，人们对于黑洞的描述仅仅是建立在数据定理的推断这一基础上，黑洞到底是什么样子，没有人知道，所以，上述的描述是否精确，人们也无法知晓。根据已知的物理学定律，我们可以确定黑洞的奇点是一定存在的，但是，黑洞的边界——事件视界是否存在，则没有明确的科学证明。之所以有人认为黑洞存在事件视界，是因为黑洞的奇异性：进入黑洞的物质到底发生了怎样的变化，而这种变化为什么又会对外界没有任何影响？事件视界将所有的东西都隐藏了起来，这样就如同孩童之间躲猫猫的游戏，让人们在好奇心的驱使下不断地探索和寻找。
不过，虽然如此，还是有越来越多的科学家开始质疑和研究黑洞存在事件视界这一个理所当然的假设。很多研究宇宙的科学家也开始证明，恒星在坍塌为黑洞的时候，也许并没有形成事件视界。黑洞没有边界，因此黑洞的奇点实际上就暴露在人们的视野范围之内，而天文物理学家将这样的奇点称为“裸奇点”。
“裸奇点”是指没有视界包围住的引力奇点。在前文中已经说明，超大质量的恒星寿命终止之后会塌缩成奇点，形成黑洞。在广义相对论理论中，黑洞是有边界的，即事件视界，事件视界和奇点二者共同构成黑洞。事件视界的存在，使外部无法观测到黑洞内部的情况，进入黑洞的物质也永恒的无法逃脱。而裸奇点则正好相反，霍金认为，黑洞的边界是不存在的，也就是没有事件视界，接近黑洞的光和其他物质也无法永远被困在黑洞当中，而是有机会逃脱的，理论上，外界的观察者也能够看到发生在奇点附近的时空扭曲想象。这就是霍金的裸奇点理论。
裸奇点的存在对于天文学家和物理学家来说，是一项极为重要的理论。没有了事件视界的阻碍，人们可以直观地看到星体塌缩的过程。从前，我们认为进入黑洞就会与外界永久地隔绝，但是假如裸奇点真实地存在，那么在奇点附近发生的一切，则可以被外界详细地观察和记录下来，这样，再去解释在奇点发生的现象，就会直观而且相对容易。很显然，这对于人类宇宙的研究无疑是帮助巨大的。
当然，裸奇点的存在在最开始也仅仅是假说，若将物理理论应用于天文的实践，则会是一项非常艰巨浩大的工程。1930年，美国物理学家首开先例，他们简化了爱因斯坦的方程式，用完美恒星模拟其塌缩过程，但最终还是形成了事件视界。之后，印度物理学家也做过类似的模拟实验，结果同样如此。因此，1969年，牛津大学物理学家彭罗斯认为，黑洞奇点的形成，必然要存在事件视界，大自然不允许人类看到黑洞内部发生的状况。当然，这种假说同样没有严谨的数学来证明。1973年，德国物理学家塞费德与他的同事在运用密度不均匀的恒星进行模拟黑洞形成实验时，竟然无意中发现各种密度不同的物质在坍塌时交互作用，会短暂地产生没有视界包围的奇点。而这样的裸奇点和有事件视界包围的奇点相比，要温和得多，虽然它的密度会变得无限大，但是重力和引力场的强度却很低，这也就意味着接近这个裸奇点的物质不会被压缩。之后的1979年和1983年，又有科学家进一步证实了裸奇点的存在，同样，他们发现的裸奇点的重力也不强劲。
在20世纪60年代末，科学界最终意识到，恒星在塌缩成为黑洞的时候，会形成事件视界掩盖奇点，但是在一些特殊的情况之下，也会形成没有事件视界的裸奇点。裸奇点的形成，关键在于能否克服事件视界的引力。如果恒星在塌缩过程当中具有非常高的旋转速度和强大的电场，那么它产生的反作用力就会形成内事件视界。当转速不断提高或者电场不断加强，那么恒星塌缩产生的力就会使内事件视界和事件视界的距离缩短，两个视界的距离不断变小，最终相互重叠而消失，这样，奇点就会裸露出来。这样，在宇宙当中，极高转速的星体最终就有可能成为裸奇点。
霍金教授眼里的高维空间
高维空间是由霍金提出的。霍金认为，根据90年代提出的m理论，宇宙应当是十一维的，由震动的平面构成的。在霍金之前，爱因斯坦认为宇宙是由三维空间和一维时间构成的，现代物理学家则认为宇宙当中存在着我们无法看见的七维空间。关于维度，大家对一维和二维、三维有着相对普遍的理解。“画地为牢”这个成语人们也都理解，在二维的平面里，一张纸上有一只老虎，我们想要困住它非常容易，在老虎的周围画一个牢房就可以了。而在三维的空间里，这种方法就不可行了，困住老虎，需要的是真真实实的笼子。为什么会出现这样的状况呢？是因为二维的老虎只需要二维的牢笼，三维的老虎则需要三维的牢笼才能困住。而时间作为一个坐标，构成了第四维。由此我们可以看出，每个维度之间是一种上升递进的关系，也就是说，二维要比一维高级，三维又高于二维，四维则高于三维。我们也可以这样假设，四维之上还有第五维、第六维、第七维……之所以我们没有发现，是因为人类是三维的，人类的智慧还没有达到更高的维度。
也可以这样说，人类正因为是三维生物，所以才会只认识到三维空间。科学理论界有这样一个构想：所有的维度都是由时间构成的，没有时间，就不会存在空间。时间的不完整致使空间的不完整，时间是多样的，同样也可以分解。关于这一点，我们可以这样理解：在平常生活当中我们所接触的时间都是各个分时间的结合体。一个结果，可能是很多个不同的原因形成的。时间同样如此，一个合体时间，也是由很多个分时间组合而成，一部分的时间对应一部分的空间。所以，时间也是具有不同的分解方式，我们之所以不能认识其他的维度空间，是因为人类还不具备在那个维度空间里运动的时间。人们对空间进行不同的命名，完全取决于时间的分解方式。而对于已经被人们认知的维度和未能了解的维度，也是由时间来区分。科学家做过这样一个比喻：一只蚂蚁在一张平面的纸上行走，它只能前进或者后退，或者向左向右。对这只蚂蚁来说，高与低的第三维度没有任何意义，但是第三维的空间确实是存在的，只是还没有被蚂蚁认同而已。对于人类同样如此，我们只是没有察觉到其他维度的存在而已。
霍金在他的宇宙模型当中，提到了十一维的高维空间。他认为，要完整地描述宇宙，仅仅依靠x、y、z和时间t这4个未知数是远远不够的，要解释宇宙的架构，要增加到11个未知数才可以。霍金认为，低维的空间是有缺陷的，它们不具备在高维世界里的运动空间。十一维空间提出的依据是“m理论”，根据“m理论”，一个粒子的电荷，它们不但能够相互吸引，而且还存在着磁场的相互作用。电荷和磁场之间的相互作用形成了引力，在此之前，我们一直认为，粒子的影响是微乎其微的，它与地球上的磁场和引力是不同的。之所以有这样的看法，是因为在过去的理论当中，对于粒子运动和星球运动是很难用同一理论去解释的，而对于引力是如何形成的，也是无法解释。而“m理论”却恰好可以对上述的问题进行解说，在之前的高维空间理论当中，它也证明了十维空间理论是存在漏洞的，而“m理论”则是在超弦的线上展拓成超膜，以十一层空间来解释宇宙。
在理解霍金教授的高维空间之后，我们先来了解一下几个在地球上真实发生的事件。