霍金好友彭羅斯得2020年諾貝爾物理學獎，霍金若活著能得嗎？

2020年度諾貝爾物理學獎揭曉，出乎所有人意料，頒給了黑洞相關的研究，其中一半頒給了霍金的好基友，牛津大學的數學教授羅傑·彭羅斯。

為什麼說出乎所有人意料？因為諾貝爾物理學獎有一條不成文的規定：不會連續兩年頒給同一領域，除非有突發事件，比如重大發現和理論證明，比如希格斯玻色子和引力波這樣的突發事件。而去年，諾貝爾物理學家剛剛頒給了宇宙學和天體物理方面的（宇宙微波背景輻射和系外行星探測），而去年到今年並沒有什麼諾獎級別的重大發現，理論上今年是不會再給這個領域的了，結果出乎所有人意料，今年再次頒給了宇宙學和天體物理學！彭羅斯憑黑洞形成理論拿走了一半，剩下一半由兩位通過天文觀測確定銀河系中心存在黑洞和獲得中心黑洞質量的科學家平分。

彭羅斯相信很多人並不會覺得陌生，他原本是一位數學家，提出過著名的彭羅斯樓梯（又譯潘洛斯階梯，他在數學界和物理界好像有兩個不同翻譯的名字……），那道永遠走不到頭、不可能的樓梯，欣賞一下：

雖然他在數學界已經很牛，但其實他是作為一位物理學家為我們所熟悉的。那麼問題來了，他一個數學家怎麼跑到物理界來，還不客氣地拿了個諾貝爾獎……這要謝謝那位霍金的大學老師丹尼斯·西亞馬（Dennis Sciama），在彭羅斯到劍橋攻讀數學的博士研究生時西亞馬成功把他拐帶進了廣義相對論的大門，結果作為一個數學天才，彭羅斯在廣義相對論領域像開了外掛一樣，在廣義相對論，特別是黑洞研究方面做出了眾多重要的貢獻，其中最知名的是他用數學方法證明了當大質量天體坍縮過程中必然產生視界和奇點。他是第一個在數學上證明廣義相對論下黑洞的形成機制的。

後來西亞馬把數學同樣牛逼的天才學生霍金介紹給彭羅斯認識，兩人成了英版楊振寧和李政道，隨後兩人共同證明了只有兩個前提條件的終極版的奇性定理——當黑洞坍縮時，在極其一般的初始條件下，都必然產生奇點，既然初始條件不限，那麼很自然，當整個宇宙都坍縮回去，也必然會產生奇點！而那兩個前提條件是：廣義相對論正確和因果律成立。這樣，由哈勃發現的宇宙膨脹推出來的宇宙大爆炸就有了底層的理論基礎，而大質量天體坍縮也無需苛刻的初始條件即可產生視界和奇點。兩人因對奇性定理的證明共同獲得了1988年的沃爾夫物理學獎，這個是僅次於諾貝爾獎的物理學獎項。

那麼問題來了，假如霍金還活著，他能跟彭羅斯一起獲得諾貝爾獎嗎？我個人覺得是有可能的。雖然這次授予彭羅斯的黑洞形成過程的理論推導是彭羅斯在與霍金合作之前就作出的，但既然是因黑洞頒的獎，把對黑洞理論貢獻最大的霍金忽略掉絕對是難以服眾的，大有當年「不給愛因斯坦頒獎別的物理學家都不好意思拿獎」的味道。

至於霍金可以因什麼獲獎？我都替他想好了——面積不減定理。這個定理的技術含量遠不如奇性定理和霍金輻射，但問題是那兩個目前都沒有證明……而面積不減定理在LIGO和Virgo十幾次的雙黑洞引力波探測記錄中無一違反，可以算是被證明了。關鍵是它同時讓超大質量黑洞的形成成為可能，因為目前認為，超大質量黑洞形成很可能是通過合併產生的。假如霍金因面積不減定理獲獎，就更有當年愛因斯坦因光電效應獲獎的味道了。不過，霍金已不在了，諾貝爾獎委員會也不用糾結要不要給他頒獎了……

忘記介紹，面積不減定理說的是兩個黑洞相互繞轉並合併成一個更大的黑洞後，形成的大黑洞視界表面積將大於原來兩個小黑洞視界表面積之和。你可能不明白這是怎麼得出來的，它其實是嚴格限制了兩個黑洞繞轉時所能釋放的總能量上限。