上帝憎恶裸奇点

罗杰·彭罗斯是英国著名的数学家和数学物理学家。1965～1970年，彭罗斯根据广义相对论，他发现，黑洞中存在无限大密度和空间-时间曲率的奇点。在奇点处，科学定律和预言能力都失效了。然而，任何处在黑洞之外的观察者，却不会受到可预见性失效的影响，因为从奇点出发的不管是光还是任何其他信号都不能到达。令人惊奇的是，罗杰·彭罗斯提出了“宇宙监督”猜测，它的意思是：“上帝憎恶裸奇点。”这就是说，由引力塌缩所产生的奇点只能发生在像黑洞这样的地方，而不被外界看见。严格地讲，这是“弱的宇宙监督”猜测。

从广义相对论方程中求解“裸奇点”时，为了避免撞到奇点上，可穿过一个“虫洞”到宇宙的另一区域，这也为空间-时间内的“旅行”提供了可能性。不幸的是，所有这些解都不稳定。奇点总是发生在它的将来，从不会发生在过去。“强的宇宙监督”猜测是说，在一个现实的解里，奇点总是或者整个存在于将来（如引力塌缩的奇点），或者整个存在于过去（如大爆炸）。因为在接近“裸奇点”处可能旅行到过去，所以，“宇宙监督”猜测的某种形式的成立是大有希望的。

1931年8月8日，罗杰·彭罗斯出生于英国埃塞克斯的一个医生家庭。他的父亲是著名的人类遗传学家莱昂内尔·彭罗斯，罗杰·彭罗斯先进入伦敦大学的附属中学，而后进入伦敦大学学院。他在1957年被授予剑桥大学博士学位。他曾与父亲一起合作，设计出稀罕的几何图形。他的设计被荷兰艺术家艾斯丘（1898～1972，因创立光学幻影而闻名）收入版画中。1964年在美国奥斯丁的德克萨斯大学工作时，罗杰·彭罗斯开始提出一种观点，他在牛津大学工作时，继续发展了这一观点——磁扭线理论的新的宇宙理论。1965年，他的以著名论文《引力坍塌和时空奇点》为代表的一系列论文，和著名数学物理学家斯蒂芬·霍金一起创立了现代宇宙论的数学结构理论。

彭罗斯比出生于1942年的霍金大了11岁，二人合作研究过物理学，进行了奇点定理的证明。我们在下面对这个定理稍加解释。严格地说，我们应该称彭罗斯为彭罗斯爵士，因为在63岁的时候，他被授勋为爵士。

彭罗斯对数学物理的贡献集中在和爱因斯坦的引力理论相关的问题上，而这些问题都和几何有关。

彭罗斯在引力和几何领域都有很大的影响。他先于霍金研究引力理论中奇点问题，那时他才34岁。在爱因斯坦看来，万有引力并不是传统的力，它能使时间和空间弯曲。当时空弯曲了，所有的物体走最短的路径，这些短程路径看上去像引力作用在物体上。时空弯曲最典型的是黑洞，在黑洞周围存在一个曲面，在曲面内，光线的短程线不能到达黑洞的外部。彭罗斯证明，在大质量天体塌缩成黑洞的过程中，必然存在一个点，所有的塌缩物质在这个点之后不再扩散。这就是几何上的奇点。这就是“毁灭”之点，越是靠近这个点，引力产生的“潮汐力”越大，最终归于毁灭。从物理学的角度来看，在这个点上，所有的物理学定律不再适用。霍金后来与彭罗斯一起将奇点的存在性证明推广到更加一般的情况，包括早期宇宙。

奇点的存在一直是物理学中的一个难题，但它们总是被所谓的视界包围起来。视界之外我们就什么也看不到。1969年，彭罗斯提出了著名的“宇宙监督”原理，该原理保证任何时空奇点都会被视界包围起来。这个猜测还是引力理论中的一个难题。