本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点。
1939年9月1日，就在德国袭击波兰并开始第二次世界大战的同一天，一篇杰出的论文出现在《物理评论》期刊的页面上。 在其中，J. 罗伯特·奥本海默和他的学生哈特兰·斯奈德阐述了我们今天所称的黑洞的基本特征。 在 Subrahmanyan Chandrasekhar、Fritz Zwicky 和 Lev Landau 工作的基础上，奥本海默和斯奈德描述了，对于外部观察者来说，一个质量超过临界质量的物体表面上的下落观察者，看起来会处于永恒的自由落体状态。 这篇论文是两年工作的结晶，并且是同一期刊上另外两篇文章的后续。
然后奥本海默完全忘记了这件事，并且在他余生中再也没有说过任何关于黑洞的事情。
他在 1938 年之前没有研究过黑洞，之后也再也没有研究过。 具有讽刺意味的是，正是他对物理学的这项短暂贡献，现在被广泛认为是奥本海默最伟大的成就，如果他活得足够长，能够看到随着射电天文学的出现，黑洞的实验证据出现，这可能足以让他获得诺贝尔奖。
关于支持科学新闻事业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业 订阅。 通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事。
发生了什么？ 奥本海默缺乏兴趣不仅仅是因为几年后他成为了曼哈顿计划的主任，并忙于制造原子弹。 这也不是因为他鄙视思想自由且古怪的兹威基，兹威基通过发现黑洞的母体——中子星，为该领域奠定了基础。 甚至也不是因为他在战后获得了名人地位，成为美国最有权势的科学家，并在华盛顿花费了大量时间进行咨询，直到 1954 年他精心策划的垮台。 所有这些因素都有影响，但真正的原因完全是其他——奥本海默只是对黑洞不感兴趣。 即使在他垮台后，当他有大量时间投入物理学时，他也从未谈论或撰写过关于黑洞的文章。 黑洞的创造者基本上认为它们无关紧要。
奥本海默拒绝现代物理学最引人入胜的含义之一，以及宇宙中最神秘的物体之一——并且是他创造的物体——弗里曼·戴森Freeman Dyson很好地记录了这一点，戴森曾试图就此话题与他展开对话。 每次戴森提起它，奥本海默都会转移话题，就好像他已经否认了自己的科学孩子一样。
正如戴森和其他认识他的人所证实的那样，原因是奥本海默在生命的最后几十年里患上了一种我称之为“原教旨主义炎”的疾病。 原教旨主义炎是一种严重的疾病，它使患者相信唯一值得思考的事情是通过物理学的基本定律体现出来的现实的深刻本质。
正如戴森所说
“奥本海默晚年认为，唯一值得严肃理论物理学家关注的问题是发现物理学的基本方程。 爱因斯坦当然也有同样的感觉。 发现正确的方程才是最重要的。 一旦你发现了正确的方程，那么研究方程的特定解将是二流物理学家或研究生的例行练习。”
因此，对于奥本海默来说，黑洞是广义相对论的特定解，是平凡的； 一般理论本身才是真正重要的。 此外，它们还是异常现象，丑陋的例外，最好被忽略而不是研究。 正如戴森所提到的，不幸的是，奥本海默并不是唯一受这种状况影响的人。 爱因斯坦，他晚年徒劳地寻求大统一理论，也是其中之一。 和奥本海默一样，他对黑洞不感兴趣，但他更进一步，不相信量子力学。 爱因斯坦的原教旨主义炎确实非常病态。
历史证明，奥本海默和爱因斯坦在黑洞和基本定律问题上都犯了严重的错误。 最具有讽刺意味的不是黑洞非常有趣，而是近几十年来，对黑洞的研究揭示了爱因斯坦和奥本海默认为唯一值得研究的那些基本定律。 被否认的孩子们又回来困扰着他们父母的幽灵。
黑洞在战后兴起，很大程度上归功于美国约翰·惠勒和英国丹尼斯·西阿玛的努力。 新兴的射电天文学向我们表明，黑洞远非异常现象，而是遍布宇宙景观，包括银河系中心。 在奥本海默去世十年后，以色列理论家雅各布·贝肯斯坦证明了热力学与黑洞物理学之间存在着非常深刻的关系。 斯蒂芬·霍金和罗杰·彭罗斯发现黑洞包含奇点； 黑洞远非丑陋的异常现象，因此以其所有荣耀证明了爱因斯坦的广义相对论。 他们还意识到，真正理解奇点将涉及量子力学和广义相对论的结合，这种范式与物理学中的任何其他范式一样基础。
在该领域可能最令人兴奋的进展中，伦纳德·萨斯坎德、霍金和其他人发现了信息论和黑洞之间的密切联系，从而产生了引人入胜的黑洞防火墙悖论，该悖论在热力学、量子力学和广义相对论之间建立了非常深刻的联系。 黑洞甚至为计算机科学和计算复杂性提供了见解。 今天，对黑洞的研究与 20 世纪 50 年代对基本粒子的研究一样基础。
爱因斯坦和奥本海默几乎无法想象，如此大量的发现会来自他们所鄙视的实体。 但他们对黑洞的警惕不仅仅是错失机会的例子，也不仅仅是伟大的头脑有时会患上隧道视野的事实。 我认为从奥本海默和黑洞的故事中得到的最大教训是，被认为是“应用”科学的东西实际上可能蕴藏着深刻的基本奥秘。 奥本海默和爱因斯坦都认为对黑洞的研究过于应用，是对异常现象和特定解决方案的考察，不值得思考宇宙深层思想的思想家关注。 但令人欣喜的讽刺是，黑洞实际上包含着宇宙的一些最深刻的奥秘，在不同的学科之间建立了意想不到的联系，并挑战了该领域最优秀的头脑。 如果奥本海默和爱因斯坦能够更加思想开放就好了。
在被认为是应用科学的领域中发现基础科学，这在物理学史上并非鲜为人知。 例如，马克斯·普朗克研究的是黑体辐射，这是一个相对平凡和应用的主题，但正是在黑体辐射中发现了量子理论的种子。 同样，光谱学或对原子发出的光的研究导致了 20 世纪 20 年代量子力学的现代框架。 物理学史上充斥着大量类似的例子； 在最近的一个案例中，对凝聚态物理学的研究使物理学家菲利普·安德森为对称性破缺和希格斯玻色子的存在假设做出了重大贡献。 也许应用科学家做出基础贡献的最极端的例子是，法国工程师萨迪·卡诺对大炮和热机的研究导致了科学的一个基本定律——热力学第二定律。
今天，许多物理学家再次致力于寻找终极定律，其中至少有一些人认为这些终极定律将在弦理论的框架内找到。 这些物理学家可能认为物理学的其他部分，尤其是应用部分，不值得他们伟大的理论才能。 对于这些物理学家来说，奥本海默和黑洞的故事应该作为一个警示故事。 大自然太聪明了，无法被限制在狭窄的框架内，有时只有在科学最应用的领域中探索，才能看到基本原理的光芒。
正如爱因斯坦如果更了解情况可能会说的那样，纯粹科学和应用科学之间的区别通常只是一种“顽固的持久幻觉”。 这是一种我们必须努力消除的幻觉。