但是就在霍金提出黑洞輻射的前後腳，另一個物理學家安魯計算證明了安魯效應。這個效應很奇怪，在一個勻加速的觀察者看來，周圍的真空會放熱，真空居然有溫度了！這是非常奇怪的一件事。而溫度與觀察者的加速度有關係，安魯自己也不是很明白，這到底意味著什麼呢？後來看到了霍金對於霍金輻射的證明過程，他恍然大悟，自己發現的這個效應和霍金輻射有異曲同工之妙。因為按照愛因斯坦的廣義相對論，加速運動引起的慣性效應，跟空間彎曲引起的引力效應是不能分辨的，因此在霍金輻射是黑洞視界附近真空量子效應引起的熱輻射。安魯效應是加速引起的量子效應熱輻射，在一個加速觀察者後面，會有一個弧形的視界，與黑洞視界是類似的。在加速運動的觀察者看來，真空不再是正反對稱抵消的，會以熱輻射的方式釋放能量，這又是一個毀三觀的發現。原來，你感覺周圍的真空是沒有溫度的，但是從你身邊加速通過的另外一個觀察者可不這麼認為，他會感到周圍的真空是有溫度的，真空的溫度居然也與觀察者狀態有關係。
黑洞蒸發的問題引起一群量子物理學家的不滿，他們認為：一對糾纏的粒子，負粒子掉進了黑洞，正粒子輻射出去了，這時候溫度會急劇升高，那麼在黑洞視界的背面就會出現一道溫度極高的火牆。真空裡面瞬間產生的一對虛粒子是相互糾纏的，你以為拆開糾纏的粒子那麼省事嗎？要是把這些複雜的情況考慮進去，哪還有那麼簡單！為了信息守恆的問題，霍金還和索恩一起跟普雷斯基打賭，他跟索恩是一個戰壕裡的戰友。
霍金很愛打賭，他平生有三大愛好，第一個物理學，是職業，第二個是搖滾樂，算是業餘愛好。畢竟英國是搖滾的重量級國度，霍金青少年時代，披頭士正流行，喜歡搖滾這也難免，第三個愛好就是打賭。
1975年，他跟索恩就打過賭，那時候剛好發現了天鵝座X1（圖16-1），是一個非常強烈的輻射源，能夠噴射出高能的X射線和伽馬射線。這是一個雙星系統，距離我們六千光年。一個天體瘋狂地從隔壁鄰居身上偷吃氣體，因此會發出強烈的輻射。霍金就打賭：這個X1不是黑洞，索恩則認為是黑洞，假如霍金輸了，霍金就給索恩買一年的《閣樓》雜誌。霍金其實內心非常希望X1是個黑洞，那他為啥要打賭X1不是黑洞呢？他是這麼盤算的：假如X1是黑洞，那麼自己的理論就贏了，就算給索恩訂一年的雜誌也不算虧；要是自己打賭贏了，X1的確不是黑洞，那麼能獲得索恩給訂一年的《私家偵探》雜誌也不錯。這是金融領域常用的一招，叫做「對沖」，可見他經濟頭腦也不差，估計改行當基金經理都沒啥問題。所以我們會發現，霍金打賭往往是反的，他希望存在黑洞，那麼他跟人打賭必定是賭黑洞不存在。這樣他不論輸贏，都不會吃多少虧。
圖16-1 天鵝座X1
這個賭約一直到了1990年才有比較確定的證據：X1就是黑洞。於是霍金話付前言，趁著到南加州演講的機會去找索恩認輸。恰巧當時索恩人在莫斯科，沒在美國，霍金大張旗鼓地闖入索恩的辦公室，把當年的賭據翻出來按了手印表示認輸，給索恩訂閱了一年的《閣樓》雜誌。
第二次打賭是有關會不會存在裸奇點的問題，霍金說不會有裸奇點。後來人家證明黑洞蒸發的時候，有可能剩下一個裸奇點。霍金耍賴不幹了，說這個裸奇點是量子力學的裸奇點，跟那個廣義相對論的裸奇點不是一回事，鬧了半天想賴賬，後來賴賬不成，老老實實認輸了事，賭注是一百英鎊外加一件衣服。霍金弄了件T恤衫送去，衣服上還寫上了一句話——「大自然討厭裸奇點」，他還是死強嘴。
第三次打賭就是有關黑洞裡面的信息是不是會消失的問題了，這一次霍金和索恩是一夥的。大概霍金吃了索恩好幾次虧，這回學乖了，不打算跟索恩作對，倆人跳到了一個戰壕裡，合夥對付普雷斯基。霍金在1974年證明了霍金輻射，黑洞發射出的光譜就是標準的黑體譜，不帶任何信息，你只能知道溫度，其他的你啥也不知道了。黑洞的蒸發是純態變成了混合態，宇宙的熵增加，但是重子數守恆、輕子數守恆、信息守恆全部被破壞了。所以普雷斯基認為這不可能，黑洞裡面的信息一定會以某種形式跑出來。這時候有兩個人出來證明了信息真的守恆，他們就是派瑞克和威爾切克。派瑞克是威爾切克的學生，威爾切克還因為夸克粒子理論（強作用）方面所取得的成就研究獲得了2004年的諾貝爾物理學獎。
他們要在霍金的理論上挑出毛病來才能夠推翻霍金的理論，然而霍金的黑洞輻射計算是非常嚴謹的，想要雞蛋裡挑骨頭，難度很大。不過毛病還真給他們挑出來了。他們說：霍金你有個因素沒想到，一個黑洞，跑出來一個光子，黑洞就減少了一絲的質量，半徑那麼一縮，導致黑體譜偏移了一絲，因此這個黑體譜就帶上信息了，信息就跑出來了。大家都懵了，誰也沒想到少掉一個光子也要計算進去，黑洞的質量太大了，即便是恆星級別的黑洞，質量起碼也是太陽的好多倍。黑洞這麼大的質量，跑出一個光子，你還好意思計賬嗎？大家都覺得這一個光子引起的變化完全可以忽略不計，但派瑞克認為這一個光子是必須計算在內的，正是因為少了個光子，黑洞輕了一絲，半徑一縮小，導致黑體譜偏移，信息就帶出來了。我們講的好像很簡單，其實計算起來麻煩透頂，要計算量子隧穿效應。他們計算的是史瓦西黑洞和RN黑洞，派瑞克因此獲得了國際引力學會的一等獎。
他們的論文一發表，世界人民又一次開啟刷論文模式：你算個RN黑洞，那好啊，還有克爾黑洞沒人算呢，我去算個克爾黑洞；你算個光子輻射，那電子行不行啊？其他粒子行不行啊？基本粒子不要太多哦！你別以為灌水刷屏是沒有意義的事啊，大家灌水一多，會發現他們的論文裡面有瑕疵。派瑞克的計算過程裡用到了可逆過程，但此處不可以使用可逆過程，那麼他們的證明很有可能就是無效的，一朝回到解放前。論文無效的話，獎項是不是也無效了呢？那倒是不必，如此尖端的領域，思想突破比最終的計算更重要。
到了2004年，霍金做了一個演講。他認為自己輸了，認為黑洞可能過於理想化了，真實情況恐怕不是這個樣子，信息是守恆的。索恩不服氣啊，他說這事不能霍金一個人說了算，你也不商量一下就認輸了。普雷斯基聽得一頭霧水，他也不知道自己怎麼就贏了。不管怎麼樣，霍金是認輸了，答應給人家一本《棒球百科全書》，這次打賭的賭注是信息本身，哪知道這本書絕版了，買不到，霍金就給人家找了一本《板球百科全書》湊合了。
索恩不依不饒，就是不認賬，反正他也不虧，那本書本來他也需要掏錢，他沒給。他自己也很喜歡打賭，而且經常贏。霍金輸多贏少，索恩贏的比較多。當然索恩也輸過，他跟蘇聯人打賭，結果輸了一瓶上等的威士忌，蘇聯人愛喝酒那是出名的。索恩的研究範圍很廣，到處都有涉足，最出名的成就就是對於蟲洞的研究。
這個蟲洞要從愛因斯坦講起了。愛因斯坦-羅森橋，顧名思義是愛因斯坦與助手羅森合作完成的。他們認為：黑洞的奇點，會通向另外一個宇宙，那邊是個白洞，會噴出來。但是後來研究發現，黑洞到白洞之間的那個喉部是封死的，物質或者信息要想穿越過去是不可能的，只有超光速的信號才能傳過去。現在我們找不到超光速的信號，光速是物理極限，因此這個愛因斯坦羅森橋是死口，通不過去。
到了1957年，米斯納和惠勒一起研究，發現了蟲洞的確可能存在。惠勒非常擅長起名字，「蟲洞」這個名字又是惠勒給起的，這個名字很形象。他們研究的這個蟲洞，依然無法通過，兩個黑洞的奇點可能一瞬間能夠聯通起來，但是馬上就斷了，連光都來不及穿過去。
假如是克爾黑洞行不行呢？畢竟奇環比奇點可愛多了，奇環不是像一個機器貓的任意門嗎？可以穿進穿出才對啊。但索恩認為這是不行的，有個「柯西視界」，你一碰，這個通道就塌了。這時候量子科學家們又出來攪局，他們說奇點和奇環附近有大量的量子效應，你會燒得渣都不剩，說起來也很有道理。假如把蟲洞附近量子漲落之類的情況全考慮進去，真不知道是什麼景象。
一直到了二十世紀八十年代，對蟲洞的研究進展都不大。那時候的蟲洞，並沒有如今這麼大名氣，直到出現了卡爾·薩根。這位可是科普界的達人，人家名氣大，影響力強，不僅是科普達人，還是科幻作家。1985年，他寫了一部科幻小說叫做《接觸》，在小說裡面需要一個星際穿越的情節。假如要跟織女星周圍的人做聯繫，就必須想法子穿越到織女星周圍去。卡爾·薩根想利用黑洞，從這邊的黑洞跳進去，然後從那邊的白洞噴出來，這不就完成穿越了嗎？他寫完了小說以後，找索恩把把關找找BUG，索恩看後告訴卡爾·薩根，不作死就不會死，不要用黑洞，進黑洞是自尋死路，要改用蟲洞，這玩意還是有可能玩兒出星際穿越的。
卡爾·薩根聽從了索恩的意見，後來小說大賣，還拍成了電影，算是最硬的硬科幻電影之一。好萊塢不會放過這麼優秀的宏大題材，換成今天國內互聯網業界術語這叫「IP」。蟲洞也就從一個科學計算的模型，變成了一個公眾常常掛在嘴邊的名詞。索恩決定要好好地研究一下蟲洞（圖16-2），探索可以穿越的蟲洞到底需要什麼條件才能成立。1988年，他和學生莫裡斯發表了一篇論文，這篇文章發表在了《美國物理學》雜誌上，這名字雖然帶著「國字號」，其實只是給物理教師看的半科普性質的雜誌，這相當於小廟來了尊大神仙。他們的論文就發表在了這麼一本雜誌上，嚴謹地證明了一個蟲洞如果有足夠多的負能物質是可以撐開的，可以穩定地存在一段時間。但是，需要的負能物質的量太大了，撐開一個半徑一厘米的蟲洞，需要地球質量的負能物質，撐開一個半徑1千米的蟲洞，需要太陽質量的負能物質，假如撐開一個一光年半徑的蟲洞，那就需要銀河系星星總量一百倍的負能物質。
圖16-2 蟲洞
即便是撐開一個直徑一厘米的僅能偷窺的蟲洞，我們需要的負能物質也多得驚人。想讓一個大活人鑽過去，那是不可能的。1千米夠不夠呢？其實也不夠。直徑過小，張力會扯碎任何物質。說白了，時空不平攤，扭曲太厲害，物質受不了，只有超過一光年大小的蟲洞，才有可能不會扯碎物質。原子可能不會扯碎，人就保不齊了。況且需要的並不是我們宇宙中隨處可見的正能量物質，而是負能量物質，這種物質恐怕找都找不到。
什麼是負能物質呢？大家知道質量可以折算成能量，E＝mc2這個公式，大家都不陌生。光速的平方，一定是個正值，能量要形成負數，只有質量是負的才行。負質量物質，一切行為都與正質量物質相反，萬有引力變成斥力了，你明明向前推，它卻反過來向後加速。中學生都知道F＝ma，F是正的，m是負的，a當然是負的，F與a的符號總是相反，反正這種物質非常奇怪。
圖16-3 卡西米爾效應
那麼，能不能用其他的途徑獲得負能量的物質呢？答案是可以的。按照量子力學的描述，真空不空，真空並非空無一物，而是一片沸騰的量子海洋，各種虛粒子在其中不斷出現，然後又不斷泯滅。在1948年，卡西米爾描述了一個現象，這個現象後來被稱為「卡西米爾效應」（圖16-3）：在真空裡，插入兩塊金屬板，相互平行不接觸，當距離非常近的時候，兩塊金屬板會感受到一股向內的壓力。兩塊金屬板是電中性的。那麼這股壓力是哪裡來的呢？卡西米爾給出了解釋：兩塊金屬板之間，並非什麼頻率的波都能穩定存在，因為駐波的作用，只有特定頻率的波才能存在。量子力學有一個很有意思的現象，叫做「波粒二象性」：一個粒子，既是粒子又是波。兩塊金屬板之間，只有波長合適的粒子才能存在，金屬板外側，沒這個限制，任何粒子都可以存在。因此兩塊金屬板內側與外側的量子態不一樣，導致產生了一股向內的壓力。兩塊金屬板相距十納米的話，壓強可以達到一個大氣壓。
真空，我們認為是能量最低態，是計量的基準線。可是這兩塊金屬板之間的能量，比真空還要低，否則它倆怎麼會被真空往裡壓呢？真空假如是能量的0點，那麼這兩塊金屬板之間的能量一定比0還要低，就相當於負能物質。卡西米爾效應已經被荷蘭的萊頓實驗室檢測到了，已是板上釘釘的事實，這等於用實驗的方式證明了真空不空，真空是量子沸騰的海洋。
當然了，卡西米爾效應的負能量太微弱了，相當於一立方米空間內只有幾個負質量物質粒子，顯然沒有辦法搞出那麼大的規模。如果那麼容易就能弄到一斤兩斤的負能物質，蟲洞也就不會如此罕見了。
基普索恩計算出來的蟲洞是個穩定存在的蟲洞，這種類型叫做「洛倫茲蟲洞」。你從洛倫茲蟲洞穿越，相當於抄近道走捷徑，再短的捷徑也還是要花時間才能通過。還有另一種「歐幾里得蟲洞」，這種蟲洞描述起來就像科幻小說裡的「瞬移」，突然發生突然消失。在電影《大話西遊》中周星馳在月光下高喊「般若波羅蜜」，然後就瞬間穿越了，或許去了別的地方，或許去了別的時代，從此時空變得亂七八糟，這估計就是遇上了歐幾里得蟲洞。歐幾里得蟲洞需要極強大的磁場，地球上根本搞不出這麼強的磁場，只有高速旋轉的中子星周圍，大概才能有這麼強大的磁場。但我們顯然沒辦法去中子星邊上檢驗一下，穿越瞬移之類的事情也就只能停留在人們的文學作品裡了。
鑒於如今網絡小說中穿越的情節已經氾濫成災，一個人穿、組隊穿、正著穿、反著穿，都已經都被人翻來覆去寫了太多太多次，因此我也就不詳細描述時空穿越的基本知識了。但是我們的宇宙似乎會阻止穿越事件的發生，說起來不得不提到一個叫「外祖母悖論」的問題：一個人要是通過時間旅行，回到過去殺了他的外祖母，外祖母沒生孩子之前死掉了，那麼他自己也就不可能存在了，這在邏輯上出現了悖論。好在這事到現在也沒有發生過，時間旅行者我們半個也沒見過，對此，有人會提出平行宇宙理論：你穿越回去改變歷史，其實並沒有改變原來的時間軸，而是使時空發生了分裂，在這個節點上產生了一個新的分支，與原來是並列關係，這樣的話，邏輯悖論是解決了，但是這個平行宇宙又該如何驗證呢？物理學家們可是需要確實可靠的證據。「多世界」理論雖然現在很流行，但是也沒有辦法去驗證。
霍金傾向於不能干預歷史，為什麼不能干預歷史呢？他沒辦法給出理由，只是認為某條物理定律一定會阻礙你干預歷史，這與彭羅斯的「宇宙監督者假設」有異曲同工之妙。不過我們仍然不清楚到底是哪條定律會阻止這種邏輯上的悖論。小說家常用的手段叫做「香蕉皮」：主角本來要改變歷史，但是事不湊巧，腳底下一滑，摔了個大馬趴，錯過了機會。大家以後有機會穿越，小心腳下，千萬別踩到香蕉皮。
基普索恩如今已是位七十來歲的老人，他還在好萊塢大片《星際穿越》裡擔任了科學顧問。他寫了一本書叫《星際穿越中的科學》，詳細描述了他如何設定一個與導演需求相符又不違反物理學的黑洞，這是如今對黑洞蟲洞等方面科普最深入的一本書。這本書沒有幾個公式，畢竟當年霍金得到的忠告是每加一個公式，讀者就會少一半。霍金的好基友索恩基本也秉持了這個原則，在這本書裡面你可以看到如何計算一個克爾黑洞的吸積盤，黑洞周圍的光影是如何扭曲的。如果你對黑洞蟲洞有興趣，不妨去看索恩的書，如何科學地穿越，這本書是你有用的指南。
宇宙誕生之初，量子漲落極其劇烈，時空也被扭曲得亂七八糟。你見過一連串肥皂泡嗎？宇宙誕生之初也很可能被扭曲成了這個樣子，泡泡們連接在一起，可能泡泡裡面還有泡泡，就如同宇宙裡面還可能有子宇宙或者孫宇宙。是不是會留下某些通道殘存到今天呢？這一切又要回到大爆炸的那一刻去尋找答案了。
我們在太空空間站的高度俯瞰地球，下面是蔚藍色的海洋。我們總感覺海洋很平靜，就像個光滑的玻璃球一樣，但是等我們下降到飛機航班的高度，已經可以看見波光粼粼的海面上波浪起伏了。再離得近了細節就可以看得更加清楚，海面總體來講還是很平靜的，但是進一步下降高度，到了海平面附近，那麼就與遠看完全不是一碼事。我們可以看到一個大浪打來，濺起無數的水花與泡沫。在真空量子起伏的層面上也是一樣的，從宏觀上看，真空是平靜的，但在微觀尺度上某一瞬間內並不平靜。時空有起伏，尤其是在宇宙誕生的早期，那時候宇宙的尺寸其實很小很小，量子效應就像滔天的巨浪，會使時空扭曲成各種各樣複雜的結構，濺起來的浪花泡沫，就形成了大大小小的子宇宙和孫宇宙。有些有蟲洞相連，有的不相連，看上去就像是時空長了一串串的瘤子。那時候很微小的結構，隨著時空的膨脹，到現在為止也會變得非常巨大。假如能發現那時候殘留下來的蟲洞，就趕快要找到足夠的負能物質撐住它，千萬別讓它塌了，或許還能穩定留存以供研究。
我們現在並不能直接知道大爆炸的奇點是什麼樣子，因為物理學法則到此為止，但是大爆炸開始後的那一瞬間，我們是可以推測出來的。那時候混沌初開，可以當做理想的氣體去進行計算，因為那時候很單純，一切都沒有分化出來。讓我們好好梳理一下，那時候都發生了什麼：
1．大爆炸10-43秒：約攝氏1032度，宇宙從量子漲落背景中出現。
2．大爆炸10-35秒：約攝氏1027度，夸克、玻色子、輕子形成。
3．大爆炸5-10秒：約攝氏1015度，質子和中子形成。
4．大爆炸後0.01秒：約攝氏1000億度，光子、電子、中微子為主，質子中子僅佔10億分之一，熱平衡態，體系急劇膨脹，溫度和密度不斷下降。
5．0.1秒後：約攝氏300億度，中子質子比從1.0下降到0.61。
6．1秒後：約攝氏100億度，中微子向外逃逸，正負電子湮滅反應出現，核力尚不足束縛中子和質子。
7．大爆炸後3分鐘左右，大約攝氏10億度。核合成時代。伽莫夫他們也是據此推算出了氫氦之比為什麼是今天這個樣子。
8．38萬年之後，宇宙變得中性透明，光子終於可以自由自在地飛翔。
隨著時間的推移，宇宙的膨脹，時至今日，第一縷光的波長已經拉得很長，頻率降低到了微波波段，被彭齊亞斯和威爾遜意外地發現，大爆炸宇宙學有了一個堅固的觀測證據。越來越多的人開始用大天線接受宇宙發出的信號，但是麻煩又擺在了科學家的面前：微波背景輻射似乎太均勻了。假如真的這麼均勻的話，一切都處於平衡狀態，物質就不會聚集成團，自然也就不會有天體誕生，也很難解釋為什麼會有如今的日月星辰。
地面上的觀測始終受到大氣的影響，偏巧對微波背景輻射的觀測又要求非常精確。科學家們費勁地把科學儀器裝進高空氣球裡面，吊到高空去進行觀測，但是結果都不太理想。氣球不能長時間留存，飛得再高也還是在大氣層裡。理想的環境是在太空之中，發射探測衛星是最合適的方案。
1974年，當時的美國國家航空航天局（NASA）公佈了一個計劃，可以讓天文學家們提出各種探測器方案。有一百多個方案被提交，其中有三個是有關微波背景輻射探測的方案。1976年，NASA提出，這三個方案能不能合併一下。經過一番努力，方案一年就拿出來了，稱為宇宙背景探測者（COBE）方案，但是真正開工建造這顆COBE衛星拖到了1981年。這一項目有兩個主要的負責人：馬瑟和斯穆特。本來排著隊應該是1988年發射，但是碰上了1986年挑戰者號航天飛機爆炸，一切都被耽誤下來，1989年年底才由德爾塔運載火箭發射升空。
圖16-4 COBE探測器
上天後的COBE（圖16-4）不久便測量得到了完美的黑體輻射光譜，它的波長對應於2.7K。1992年，COBE衛星終於首次探測到了微波背景輻射溫度的溫度起伏，這是一項劃時代的發現，因為要在天空背景中排除其他的噪聲來尋找十萬分之幾的微小溫度起伏，觀測本身也是一項艱巨的任務。
COBE衛星看得不算是太清楚，分辨率並不高，但是事情總算有了眉目，微波背景輻射裡面的確有微小的起伏（圖16-5）。看來宇宙並非絕對均勻，因而導致了塵埃氣體可以在局部打破平衡地不斷聚集，越來越大，直到最後形成天體，形成星系。可是，這些微小的起伏是怎麼產生的呢？科學從來就是按下葫蘆起來瓢，一個問題接著一個問題出現。
圖16-5 COBE探測到微波背景輻射中的微小起伏
麻省理工學院（MIT）的科學家阿蘭·古斯提出，很可能宇宙大爆炸之後的一瞬間，時空在不到10-34秒的時間裡迅速膨脹了1078倍。量子效應微小的不均勻性，可以在這個過程中被放大，我們應該能在微波背景輻射裡找到痕跡。只有獲取了更加精確的數據，才能進一步研究，這需要發射更加精密的探測器去太空。一不做二不休，趁熱打鐵，於是COBE衛星的接班人——威爾金森各向異性探測器升空了，這是以早期研究微波背景輻射的科學家威爾金森的名字命名的。
這個探測器又會帶來怎樣的驚喜呢？且聽下回分解……