關於黑洞論，目前為止還沒有一個權威的說法，很多都是猜測與假設，因為現在科學發展的水平還不足以完整地解釋黑洞。按照發展的觀點，辯證的思維，只能這樣回答：地心說到日心說再到宇宙空間，每一個階段，人類的認識都具有侷限性，從經典力學到量子力學，隨著科學的發展，人類的認識在不斷的提高，所謂黑洞就被發現了。作為未知科學，實事求是的講，目前無法作出科學的解釋。在未來科學高度發展的時代，對於黑洞的本來面目就絕對能夠作出符合於那個時代的解釋。所以，至於黑洞遵不遵守現有的所謂定律規律，就有點脫離科學實際了，不必探究。但是可以根據現有的科學和技術條件，對於黑洞可以展開一些想象是完全正確的。

黑洞與光波之間的動力學關係

筆者認為，本題所引用的預設“黑洞吞噬著周圍的一切，包括光”，本來就是偽命題。理由如下。

●根據開普勒三定律，大質量天體(下文簡稱m*)總是處於小質量天體(下文簡稱m)成橢圓軌道的焦點相位。

根據動量守恆定律，大質量天體的軌道角動量=小質量天體的軌道角動量：

m*v*=mv...(1)，

●根據萬有引力定律與牛頓第二定律，大質量天體的引力=小質量天體的向心力：

Gm*m/R²=mv²/R，或v²=Gm*/R...(2)

注意，方程(1)與方程(2)的小質量天體，只適合實體，包括繞繆子的夸克、繞核子的電子、繞地球的衛星、繞太陽的行星、繞銀核的太陽。

但是，唯一不適合的就是各種場(或波)的場量子單元，包括不適合引力波的引力子、電磁波的光量子、機械波的聲子、各種玻色子。

因為，小質量天體是相對獨立的離散性的孤立實體，場量子單元是彼此粘連的連續性的空間單元，二者是截然不同的動力學範疇。

●根據光電效應方程，不難證明，1個電子位移動能，激發與場對應的1個光子輻射動能，即：

½m₀v²=hc/λ...(3)

也不難證明，任何實體的位移動能，激發與場對應的n個光子輻射動能，即：

½mv²=(m/m₀)hc/λ...(4)

實體位移動能與光子輻射動能是一種普遍存在的能量轉換關係，本質上是費米子與玻色子之間的超對稱關係。

這種實體運動與空間波動的超對稱關係，稱簡稱“場效應”，方程(4)叫場效應方程。

該場效應方程，適合一切天體與天體內部的所有費米子。原子光譜的超精細結構，是最典型的因為亞原子不同旋進速度激發的場效應。

●有理由假設，黑洞屬於大質量中子星，其內在成分不是常規的原子，而是亞原子，是電子繞質子的光速旋進。

根據方程(1)，質子震盪速度：

m*v*=m₀c，v*=(1/1836)c=163.4km/s，黑洞的質子震盪速度是常規質子的163.4/1.2=137倍。黑洞電子震盪速度是常規電子的137倍。

根據場效應方程(4)，黑洞的電子與質子激發電磁波的波長分別為：

λ₀=2h/m₀c=4.85×10⁻¹²=4.85皮米。頻率：f₀=c/λ₀=6.2×10¹⁹[Hz]，屬於伽瑪輻射線。

λ*=1836λ₀=8.9×10⁻⁹米=8.9奈米。質子的輻射頻率：f*=c/λ*=3.37×10¹⁶[Hz]，屬於紫外線。

●由於黑洞的亞原子皆處於各自的臨界抗簡併壓的運動狀態，電子與質子皆有因為光電效應逃逸的極大機率，可近似認為：

黑洞本體是密度均勻的亞原子湯(sub-atom-soup)，黑洞的大氣層，是高濃度的高溫等離子體與高頻電磁輻射圈。

由於黑洞大氣層分佈有高濃度的等離子暈，根據康普頓散射效應，外來的電磁波會發生大機率的折射現象，即所謂的“引力透鏡效應”。

由此可見，與本題的預設恰恰相反的是，有基於動力學原理的兩個基本估計：

1. 黑洞反而會竭盡全力的輻射高頻電磁波與宇宙射線，外來的電磁波反而會被排斥在黑洞大氣層之外。

2. 外來的宇宙射線會因為黑洞巨大引力場而吸納黑洞本體之中，但這只是一個動態平衡，不可能超過亞原子的最大簡併壓。

1. 熵的意思與意義

熵是一個比較抽象難懂的熱力學範疇。這裡先介紹或溫習一下熵的意思與意義。

對於一個不穩定的系統而言，高能帶總向低能帶發散，高濃度總向低濃度擴散，能密空間的分佈只能從不均勻趨向均勻。

系統成分的均勻化過程表明：越小型化↹越均勻↹越混亂↹越無序↹越混沌↹越穩定。

唯有大混亂，才有大穩定。有道是：天下大亂達到天下大治，這尤其適合大自然。

例1，水向低處流或窪地效應，表明高水位的位能不穩定，就有了高山流水的混亂運動，到了低水位，才有了該水系統的平靜安定。這個過程，就是熵增加過程。

熵的定義：表示系統粒子小型化與均勻化的熱力學指標叫熱力熵，簡稱熵(S,entropy) 。

2. 熱二定律“dS=dQ/T”的意思與意義

熱二定律，也叫熵增加原理，其微分解析式：dS=dQ/T...(5)，積分式：△S=△Q/T...(6)。

公式(6)中，T是系統所含粒子在特定空間運動最終獲得熱平衡時的絕對溫標。△S是熵的增量，即熵增加。△Q是總熱能或總動能增量。

熵增加原理的物理意義有兩個要點：

其一，熵增量與系統熱平衡的溫度成反比，即溫度越低，熵值越大。這個比較容易理解。

例2，在地球大氣層低層區域，有大量的相對稠密的空氣分子，密度約1.29kg/m³，溫度相對較高，熵值偏低。而越往高層區域，空氣密度越小，空氣分子越易分散為等離子體。直至地球輻射帶，幾乎都是自由電子與自由質子。真空度越來越高，溫度越來越低，熵值越來越大。

例3，在離地150萬千米的普朗克衛星軌道附近，那裡是超真空超低溫區域，溫度特別低，僅有2.725K，從地球大氣層發散過去的分子、原子、亞原子幾乎全部小型化或消弭為光量子，或有為數不多的自由電子與自由質子。——即所謂的“宇宙微波背景輻射帶”。

這種隨著地球引力場半徑增大與真空度增大而粒子越來越小型化的現象，也是熵增加原理。

例4，由於大氣環境的相對溼度偏低或未到飽和蒸氣壓，杯中凝聚態水分子會自動蒸發，變成氣態水分子而儘可能均勻分佈在空氣的每個角落，這個過程就是熵增加的過程。

其二，熵增量與總動能增量成正比，這個比較複雜，涉及開放系統與封閉系統兩種情況。

再把公式複製在此：△S=△Q/T...(6)

就開放系統而言，即本系統與它系統有熱交換，簡化起見，不考慮與它系統有質量交換。

若本系統對它系統做功，總動能減少，出現負增量，即△Q<0，則△S<0，有熵減少，或實體粒子有冷收縮效應，粒子不易發散，有所謂的“耗散結構”。

若本系統被它系統做功，總動能增加，出現正增量，即△Q>0，△S>0，有熵增加，或實體粒子有熱膨脹效應，粒子容易發散或小型化。典型有光電效應、水蒸汽揮發。

但是，如果本系統被做功，體積幾乎不變，則本系統溫度上升，粒子之間的碰撞而合併的機會急遽增大，反而發生熵減少現象。這種情況尤其發生在生命系統。例如，因為補充營養而導致細胞複製，生命體的有序性不斷增強。

就封閉系統而言，假設系統體積可以足夠大。系統的總動能不變，即△Q=0，當系統內粒子自動調節到均勻分佈，最終獲得熱平衡溫度，則系統的熵保持不變，但是這只是理論上的理想模型。實際情況並非如此。

例5，宇宙背景輻射帶，只是離地150萬千米，也不是封閉系統，在遠大於該帶的超深太空，就不是所謂的釐米微波背景，而是更低頻率的比如說是百米長波背景。

事實上，每個物系都有自己的引力場空間，並且其場密度分佈隨著場半徑增大而急遽遞減，在物系附近空間，本場效應占絕對優勢，則熵增加占主導地位。——這個原理，對黑洞引力場空間，也是如此。

但是隨著場半徑不斷深遠，其它物系的引力場佔絕對優勢，此時熵減少主導地位。因此，熵增與熵減是一種此消彼長的動態平衡，具體情況得具體分析。

例6，地球大氣層系統，在地球附近漸遠區間，熵增加佔優勢，火星引力場在此區間的熵減少佔劣勢，在地球與火星的拉格朗日點之後，就要反過來啦。

例7，據資料稱，本星系團的中心黑洞M87離地球0.55億光年，有65億個太陽質量的規模，但是離地地球太遙遠了，它在地球大氣層的熵減少影響幾乎沒有。

目前流行的黑洞理論充其量只是一個理論，由於某些神邏輯的影響，會有違背動力學的基本原理，瞭解是必要的，但就是不能當真。

關於熱力學第二定律——熵增加原理，即便是對於物理系科班的博士生，也未必真的就吃透吃準了，因為定律本身是過於籠統了。

Stop here。物理新視野與您共商物理前沿與中英雙語有關的疑難問題。

當然遵守熵增定律，這是為數極少的幾個宇宙的基本物理定律之一！

黑洞無所不吞，就是個只進不出的貔貅。不過，根據霍金和他朋友們的研究發現。黑洞竟然也會吐出東西來，這就是霍金輻射。這個輻射的原理來自卡西米爾效應，既真空不空。真空中隨時都會產生一對相反粒子，它們忽而兩兩產生，忽而又兩兩湮滅。如果在黑洞事件視界之外的不遠處產生一對這樣的粒子，那麼負粒子就會被黑洞吞噬，而實粒子則會逃逸。黑洞由於吃進了負粒子而質量減小，逃逸的實粒子好像就是黑洞吐出來的一樣。這個過程會使黑洞的事件視界的表面積發生變化。

黑洞事件視界的表面積就是熵！

由於黑洞無所不吃，黑洞的質量不斷增大，它的史瓦西半徑也會不斷增大，既事件視界的表面積也會增大。因此，黑洞的熵也會增大！但由於霍金輻射的原因，一個吃不到東西的黑洞會最終蒸發掉。黑洞的壽命與其質量有關。一個質子質量的黑洞會瞬間蒸發掉。但類似銀河系中心的超級黑洞壽命長到無法想象。

雖然黑洞會蒸發，但蒸發掉的部分的熵還是在增加的，只是黑洞由於事件視界表面積的減小，黑洞的熵減小了，不過宇宙總的熵值卻是永遠增加的。既宇宙永遠的處於熵增定律支配之下。

宇宙的最終命運將是熱寂，既所有粒子都沒有了熱振動。一切一切都被撕裂，所有的黑洞都蒸發了，最後連粒子都被撕裂了。宇宙的熵達到了最大，宇宙安靜了，什麼都沒有了。宇宙死了！

雖然霍金和他的朋友對黑洞的研究很有道理，也得到不少科學家的認可。但也有科學家質疑並反對這一理論。所以，科學最終還是需要證據！

證據，又在哪裡？

這不像卡西米爾效應，有理論，有實證，諾獎便毫不猶豫的頒發給了卡西米爾。而我們目前根本無法驗證霍金的理論，所以霍金的理論終歸還是一個假說。這也是霍金到死也沒有獲得諾獎的原因！