道上建立一個大的伽瑪射線探測器是一種可能性。把地球的上層大氣當成一臺探測器是另外一種更容易也更便宜的做法。穿透到大氣的高能伽瑪射線會產生電子正電子爆，它們在大氣中旅行的初速度比大氣中的光速還快。（光由於和空氣分子相互作用而減慢下來。）這樣，電子和正電子將建立起一種音爆，或者是電磁場中的衝擊波。這種衝擊波叫作切倫科夫輻射，可以可見光閃爍的形式從地面上觀測到它。

都柏林大學學院的奈爾·A·波特和特勒伏·C·威克斯的一個初步實驗指出，如果黑洞按照哈格登理論預言的方式爆炸，則在銀河系的我們區域中只有少於每世紀每立方光年兩次的黑洞爆發。這表明太初黑洞的密度小於每立方光年一億顆。我們有可能極大地提高這類觀測的靈敏度。即便它們沒有得到太初黑洞的任何肯定的證據，它們仍然是非常有價值的。觀測結果在這種黑洞的密度上設下一個低的高限，表明早期宇宙必須是光滑和安寧的。

大爆炸和黑洞爆炸相類似，只不過是在一個極大的尺度範圍內而已。所以人們希望，理解黑洞如何創生粒子將導致類似地理解大爆炸如何創生宇宙中的萬物。在一顆黑洞中，物質坍縮並且永遠地損失掉，但是新物質在該處創生。所以事情也許是這樣的，存在宇宙更早的一個相，物質在大爆炸處坍縮並且重新創生出來。

如果坍縮並形成黑洞的物質具有淨電荷，則產生的黑洞將攜帶同樣的電荷。這意味著該黑洞喜歡吸引虛粒子反粒子對中帶相反電荷的那個成員，而排斥帶相同電荷的成員。因此，黑洞優先地發射和它同性的帶電粒子，並且從而迅速地喪失其電荷。類似地，如果坍縮物質具有淨角動量，產生的黑洞便是旋轉的，並且優先地發射攜帶走它角動量的粒子。由於坍縮物質的電荷、角動量和質量和長程場相耦合：在電荷的情形和電磁場耦合，在角動量和質量的情形和引力場耦合，所以黑洞〃記住〃了這些引數，而〃忘記〃了其他的一切。

普林斯頓大學的羅伯特·H·狄克和莫斯科國立大學的弗拉基米爾·布拉津斯基進行的實驗指出，不存在和命名為重子數的量子性質相關的長程場。（重子是包括質子和中子在內的粒子族。）因此由一群重子坍縮形成的黑洞會忘掉它的重子數，並且發射出等量的重子和反重子。所以，當黑洞消失時，它就違反了粒子物理的最珍貴定律之一，重子守恆定律。

雖然為了和伯肯斯坦關於黑洞具有有限熵的假設協調，黑洞必須以熱的方式輻射，但是粒子產生的仔細量子力學計算引起帶有熱譜的發射，初看起來似乎完全是一樁奇蹟。這可以解釋成，發射的粒子從黑洞的一個外界觀測者除了它的質量、角動量和電荷之外對之毫無所知的區域穿透出來。這意味著具有相同能量、角動量和電荷的發射粒子的所有組合或形態都是同等可能的。的確，黑洞可能發射出一臺電視機或者十卷皮面包裝的蒲魯斯特＇16＇全集，但是對應於這些古怪可能性的粒子形態的數目極端接近於零。迄今最大數目的形態是對應於幾乎具有熱譜的發射。

＇16＇譯者注：蒲魯斯特（Marcel　Proust）是法國上世紀和本世紀之交的小說家。

黑洞發射具有超越通常和量子力學相關的額外的不確定性或不可預言性。在經典力學中人們既可以預言粒子位置，又可以預言粒子速度的測量結果。量子力學的不確定性原理講，只能預言這些測量中的一個，觀察者能預言要麼位置要麼速度的測量結果，不能同時預言兩者。或者他能預言位置和速度的一個組合的測量結果。這樣，觀察者作明確預言的能力實際上被減半了。有了黑洞情形就變得更壞。由於被黑洞發射出的粒子來自於觀察者只有非常有限知識的區域，他不能明確預言粒子的位置或者速度或者兩者的任何組合，他所能預言的一切是某些粒子被髮射的機率。所以這樣看來，愛國斯坦在說〃上帝不玩弄骰子〃時，他是雙重地錯了。考慮到從黑洞發射粒子，似乎暗示著上帝不僅玩弄骰子，而且有時把它們扔到看不見的地方去。

十一、黑洞和嬰兒宇宙＇17＇

落到黑洞中去已成為科學幻想中的恐怖一幕。現在黑洞已在事實上被說成是科學的現實，而非科學的幻想。正如我所要描述的，我們已有很強的理由預言黑洞必然存在。觀測證據強烈地顯示，在我們自身的銀河系中有些黑洞，而在其他星系中則更多。

＇17＇作者注：這是1988年4月在伯克萊的加利福尼亞大學希奇科克的講演。

當然，科學幻想作家真正做到家的是，他們為你描述如果