本文出席百家號#科學了不起#系列征文賽。
在當代,黑洞數學學是一門炙手可熱而又極其美麗的學科,研究黑洞并不僅僅局限于在實驗科學中找尋黑洞,對其的理論研究愈發具有深刻的意義。現在一提及黑洞這個詞,相信大多數人都耳熟能詳,就在今年的4月10日,國際天文學界公布了有史以來的第一張黑洞合照,這個黑洞坐落M87星體的中心,這張相片在全世界造成了巨大的風靡。
適逢天文學史上首張黑洞相片公布一華誕臨近之際,來梳理一下“黑洞”一詞的來歷,也是一件非常有意義的事情。“黑洞”一詞究竟從何而至?又是誰最早并即將地將之引入了天文學?對天體化學學稍為有點熟悉的同學都曉得,“黑洞”作為宇宙中最為特殊的一種天體,它的出現是源于愛因斯坦的廣義相對論,而首位研究者是英國天體化學學家卡爾·史瓦西。因而在當代,黑洞的兩個重要性質就以他的名子命名——史瓦西度規和史瓦西直徑。
對于黑洞的化學屬性,簡單來說,就是指密度無限大的“奇點”在時空的彈性結構里就像“挖了一個洞”,一個深不企穩的無底洞,任何掉入黑洞內的事物將有來無回,包括光線,黑洞的“黑”就是這個意思。巧合的是,雖然冥冥之中存在某種天意,第一個研究黑洞的卡爾·史瓦西,其姓氏“”在日語中的意思就是“黑色的”。所以,莫非“黑洞”一詞是由卡爾·史瓦西首創的?但事實并非這么。
依據考證,“黑洞”一詞作為專業術語即將被引入天體化學學是在20世紀60年代的下半葉,大約在1967年的年末才被官方即將采納。而在這之前,作為一種特殊的引力坍縮星系,它有好多非官方的名稱,包括黑星、暗星、坍縮星、凍結星等等。倘若僅從“黑洞”一詞的字面意思來追溯,則最早可溯源到1756年的馬來西亞阿爾及爾美國天體物理學家門澤爾,當時的印度人捉拿了一百多名日本人并將之關進了一間黑牢,進了這間黑牢則有死無生,因而在正史記載上將這個黑牢稱為“黑洞”。
但很其實,此黑洞非彼黑洞,它與天體化學學沒有半分錢關系。天文學史上大部份人都認可是知名的日本化學學家約翰·惠勒最早即將引用“黑洞”一詞,但惠勒證實是自己發明了這個詞。據惠勒追憶,其在1967年夏天的一次由日本航天局戈達德太空研究所舉辦的大會上作報告時,依然使用“引力坍縮恒星”這個術語,當這個術語被多次提及時,觀眾席上有人建議,何不稱它為“黑洞”呢?于是惠勒就采用了這個詞,而提出這個建議的人具體是誰,惠勒也無從知曉。
科學史上記載,同在1967年,還舉辦了一次重要的大會,那就是日本科學推動會晚會,在此次大會上,“黑洞”一詞被多次提及,說“星際空間里堆滿了黑洞”。提及這個詞的是戈達德研究所的化學學家丘弘毅,而“類恒星”這一術語正是他發明的。曾有人向丘本人求證,“黑洞”一詞是否是丘發明的,丘鴻毅本人同樣否定了這個猜想美國天體物理學家門澤爾,宣稱也是從其他人那兒借用的,至于哪個人是誰,已難以考證。
其實,要找尋“黑洞”這個特定的天文學術語的即將起源早已不大可能。但是,聽說有充分的證據證明,在1963年的某個學術大會上就早已有人無意間使用過這個詞,這比約翰·惠勒使用改詞早了四年。但無論怎樣,將“黑洞”一詞即將列入科學辭典的功勞,仍應歸屬惠勒,這是由于約翰·惠勒在該領域的聲望極高,因而得以讓科學界自然而然地接受了這個詞而沒有造成任何爭議。