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在當代,黑洞物理學是一門炙手可熱而又十分美麗的學科,研究黑洞並不僅僅局限於在實驗科學中尋找黑洞,對其的理論研究更加具有深刻的意義。如今一提到黑洞這個詞,相信大多數人都耳熟能詳,就在去年的4月10日,國際天文學界公布了有史以來的第一張黑洞照片,這個黑洞位於M87星系的中心,這張照片在全世界引起了巨大的轟動。
值此天文學史上首張黑洞照片公布一周年臨近之際,來梳理一下「黑洞」一詞的由來,也是一件十分有意義的事情。「黑洞」一詞到底從何而來?又是誰最早並正式地將之引入了天文學?對天體物理學稍微有點熟悉的朋友都知道,「黑洞」作為宇宙中最為特殊的一種天體,它的出現是緣於愛因斯坦的廣義相對論,而首位研究者是德國天體物理學家卡爾·史瓦西。因此在當代,黑洞的兩個重要性質就以他的名字命名——史瓦西度規和史瓦西半徑。
對於黑洞的物理屬性,簡單來說,就是指密度無限大的「奇點」在時空的彈性結構裡如同「挖了一個洞」,一個深不見底的無底洞,任何掉進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,似乎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「schwarz」在德語中的意思就是「黑色的」。所以,難道「黑洞」一詞是由卡爾·史瓦西首創的?但事實並非如此。
根據考證,「黑洞」一詞作為專業術語正式被引入天體物理學是在20世紀60年代的下半葉,大概在1967年的年底才被官方正式採納。而在這之前,作為一種特殊的引力坍縮星體,它有很多非官方的名稱,包括黑星、暗星、坍縮星、凍結星等等。如果僅從「黑洞」一詞的字面意思來溯源,則最早可追溯到1756年的印度加爾各答,當時的孟加拉人抓捕了一百多名英國人並將之關進了一間黑牢,進了這間黑牢則有死無生,因此在史書記載中將這個黑牢稱為「黑洞」。
但很顯然,此黑洞非彼黑洞,它與天體物理學沒有半毛錢關係。天文學史上大部分人都認可是著名的美國物理學家約翰·惠勒最早正式引用「黑洞」一詞,但惠勒否認是自己發明了這個詞。據惠勒回憶,其在1967年秋天的一次由美國航天局戈達德太空研究所舉行的會議上作報告時,仍然使用「引力坍縮星體」這個術語,當這個術語被多次提到時,聽眾席上有人建議,何不稱它為「黑洞」呢?於是惠勒就採用了這個詞,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,還舉行了一次重要的會議,那就是美國科學促進會年會,在這次會議上,「黑洞」一詞被多次提到,說「星際空間裡布滿了黑洞」。提到這個詞的是戈達德研究所的物理學家丘弘毅,而「類星體」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測,聲稱也是從其他人那裡借用的,至於那個人是誰,已無法考證。
也許,要追尋「黑洞」這個特定的天文學術語的正式起源已經不大可能。然而,據說有充分的證據證明,在1963年的某個學術會議上就已經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。但無論如何,將「黑洞」一詞正式納入科學詞典的功勞,仍應歸屬惠勒,這是因為約翰·惠勒在該領域的威望極高,從而得以讓科學界自然而然地接受了這個詞而沒有引起任何爭議。