黑洞不存在的第三个理由

以上研究表明，在爱因斯坦的场方程中丢失了一些与引力场强度Cg有关的项。为什么会丢失这些项呢？原因在于在相对论中，爱因斯坦只考虑了对称性，完全忽略了非对称性，这就导致了爱因斯坦的理论是一个不完善或不完整的理论，其具体表现如下。

首先，爱因斯坦狭义相对论中缺少一个重要理论——引力理论，因此也缺少了引力场中的能量守恒方程，这就是为什么爱因斯坦的理论与能量守恒规律相矛盾的原因。

其次，狭义相对论的不完善，进而导致爱因斯坦的广义相对论实际上只是一个近似理论。在《黑洞探疑》一书中，笔者以引力红移公式为例，分析了广义相对论的适用范围，如图18－3所示［1］。

在图18－3中，横坐标为Cg，纵坐标为ZN和ZM，其中虚线为用牛顿极限得出的引力红移公式ZN，实线为用闵可夫斯基极限得出的结果ZM。从图18－3可以清楚地看到，在Cg＜0．3的范围内，用牛顿极限得到的结果与用闵可夫斯基极限得出的结果，两者非常接近，这表明，爱因斯坦广义相对论在Cg＜0．3的范围内是适用的，但超出了这一范围就会得出错误的结果。

图18－3

第三，把广义相对论用到极强的引力场，即Cg大于或等于1时，ZN趋于无穷大，由于物理理论不应该出现无穷大的结果，这表明，爱因斯坦广义相对论在Cg大于或等于1时，将导致错误的结果。

出现这个错误的原因在于，爱因斯坦的广义相对论和欧拉的理想流体理论属于同一类型的理论，即它们都是理想化、数学化的理论，这两个理论所描述的现象都不是真实的物理现象，真实的物理问题不应该出现无穷大的奇点。理想流体理论之所以产生奇点，原因是在欧拉方程中把与雷诺数有关的黏性项丢失了；广义相对论之所以出现奇点，是因为在爱因斯坦场方程中把与引力场强度有关的项弄丢了。

这里我们还需要补充一点，对于广义相对论的场方程，爱因斯坦曾经把它比喻为一个大楼，这座大楼的一半是用精美的大理石建成的，另一半却是用低质量的木料（low－grade wood）建造的。用大理石建造的那一半是方程的左端，即描述时空结构的优美的几何量；而低质量的木料建造的那一半是方程的右端，也就是描述物质分布的能量动量张量。为什么爱因斯坦说这部分是用劣质木料建成的呢？因为，在自然界中，物质的分布种类繁多，物态方程也千差万别，找不到一个普适的能量动量张量来描述所有已知的物质分布。正是由于问题的高度复杂性，我们关于能量动量张量的知识又是极其的贫乏，在这种情况下，没有人能够给出一个具有普适性的能量动量张量。因此，爱因斯坦把场方程的右端比喻成用低质量木料建成的。

1940年，爱因斯坦在一次报告中说：“还不能断言，广义相对论中今天可看作是定论的那些部分，已为物理学提供了一个完整的和令人满意的基础。首先，出现在它里面的总场是由逻辑上毫无关系的两部分，即引力部分和电磁部分所组成的。其次，像以前的场论一样，这理论直到现在还未提出一个关于物质的原子论性结构的解释。”

以上这些充分地说明，爱因斯坦对广义相对论有着非常清醒的、理性的认识，他对这个理论并不满意。关于这个问题，在他的私人通信中表述得更加清楚。1949年3月28日，在爱因斯坦70岁生日时，他给朋友索洛文的信中是这样写的：

“你一定想象我在此时此刻一定以满意的心情来回顾我一生的成就。但是，仔细分析一下，却完全不是这么一回事。我感到在我的工作中没有任何一个概念会很牢靠地站得住的，我也不能肯定我所走的道路一般是正确的。”［27］

了解了爱因斯坦的以上观点，我们就不难理解爱因斯坦下面的做法了。虽然黑洞是用爱因斯坦广义相对论推导出来的一个结果，但爱因斯坦并不认为这个结果是正确的，1939年爱因斯坦还专门写了一篇文章，论证在真实的物理时空中是不存在施瓦西黑洞的。今天，一些宇宙学家在宣讲黑洞和大爆炸宇宙理论的时候，都打着爱因斯坦的招牌，实际上爱因斯坦是反对这些观点的。

换句话说，在对待广义相对论的奇点问题上，钱学森的观点和爱因斯坦是完全一致的，关于这一点在此有必要再强调一下。

总之，黑洞不存在的第三个理由是：物理学不接受无穷大，广义相对论的奇点是由牛顿极限这个错误造成的，用闵可夫斯基极限代替牛顿极限后，广义相对论的奇点便可以消除。这个结果进一步说明黑洞理论是错误的，黑洞如果存在，将违反物理学的另一个基本规律——热力学第二定律。