还有一件值得一提的事情。在2012年，科学家们考虑到量子纠缠的效应（量子纠缠是指在两个不同地方的两个量子状态之间存在神秘关联，这事实上是量子力学的一个基本性质），甚至预言了黑洞的内部并不存在，事件视界附近其实是不光滑的，而是存在一个火墙。一切掉进黑洞的物质都会被火墙燃烧殆尽。火墙是否一定会存在，有没有办法避免这个火墙也是大家关注的重点。火墙激发了一系列的讨论，甚至有人为了解决火墙提出了一个所谓的ER＝EPR理论。这里解释一下，爱因斯坦在1935年同时发表了两篇论文，一篇是关于时空的虫洞结构，叫做爱因斯坦－罗森桥。一篇是对于量子力学的质疑，叫做EPR佯谬，它说明量子力学的一些奇怪的地方。而现在，人们甚至发现了这两个似乎毫不相关的问题居然存在某种关联。在此之后，量子信息学里面的很多东西也都逐渐地被用来研究黑洞物理，这是最近才有的发展，许多人都在致力于通过量子信息更好地理解黑洞。大家可能听说过量子信息的应用研究，比如制造量子计算机，它很厉害，可能会深刻地改变我们的生活。但是量子信息的一些理论概念同样重要，它甚至可以帮助我们理解黑洞。

其实，黑洞是一个有熵的热力学系统，但是根据统计物理，熵是描述物体的微观状态数目的。那么黑洞熵相应的微观自由度是什么呢？这也是一个有意思的问题，这方面著名的超弦理论，可以给出一个计算，它算的是一类特殊的黑洞，可以给出黑洞熵的一个起源。

研究黑洞的意义

记者：请您介绍一下人类研究黑洞的意义是什么？

蔡荣根：首先是因为黑洞是一种天体，研究黑洞是对自然规律的探索。既然这个是客观的存在，我们就需要把它弄清楚、弄明白。因为它对宇宙的结构的形成，天体的演化，对天体物理的研究具有非常重要的意义。第二，黑洞是爱因斯坦广义相对论的一个预言，在牛顿的万有引力定律里面，事实上是没有黑洞这个概念的。黑洞的存在提供了一个证据，证明爱因斯坦广义相对论是对的。第三，黑洞作为一个量子引力效应显著的地方，是检验量子引力理论最好的平台。人们从黑洞物理中，可以问出很多非常好的问题，这些问题就像是会下金蛋的母鸡，总是能够带来人们对于物理学理解上的飞跃。

记者：这次拍摄到人类历史上第一张黑洞照片，为什么说这个照片非常难拍摄？

蔡荣根：因为这个黑洞离我们很远，足足有5500万光年，因此从地球上看它是很微小的。有一个很形象的比喻，就是拍摄这个黑洞的难度就像在地球上面看月球上面一个硬币大小的东西，可想而知难度是非常巨大的。而且，因为黑洞周围吸积了很多物质，它们都会对于电磁波有很强的阻碍，另外从黑洞到我们地球之间有很多的星际尘埃，这些都会阻碍我们看到黑洞发出的信号。这次也是将分布在全球各处的八台射电望远镜联合起来观测，形成一个如地球般大小的射电望远镜才看到了黑洞的踪迹。其实，这个照片是结合观测到的海量数据处理得到的，小小的照片背后蕴涵了无数人艰苦的努力。

记者：这次拍到的黑洞照片，对研究黑洞有何意义呢？

蔡荣根：有意义，一来它可以检验爱因斯坦的广义相对论，就是看黑洞影子的形状跟理论的预言是不是相符。除了广义相对论，还有很多修正的引力理论，这些理论都可以给出黑洞影子的形状，并且和广义相对论的预言会有一些不一样，看到黑洞的影子可以直接来检验这些不同的理论，这是一个很重要的方面。第二可以弄清楚黑洞外面的这些气体的运动行为，看看它的理论计算跟实验的观测是不是相符？第三，它也可以验证无毛定理，这是一个广义相对论黑洞物理中很关键的定理，并且在此之前仍然是一个有待验证的假设。

记者：在很多电影里面，黑洞都是作为一个时空穿越的虫洞，这回真正拍到它了，对利用黑洞做一些星际穿越或星际旅行理论研究有没有帮助或启发？

蔡荣根：这个问题非常好，黑洞以前都是科幻小说中的一种东西，那么现在引力波的探测和这次对于黑洞的拍照把黑洞确确实实变成了一个客观存在。以前很多做引力研究的人不相信黑洞的存在，现在变成了科学研究的主要前沿。

前几年不刚好有个叫《星际穿越》的电影嘛，这个电影中就通过电脑模拟描绘出了一个比较准确的黑洞的图像，这部电影的科学顾问KipThorne，是2017年的诺贝尔奖获得者，他就是在引力波探测方面做了很大贡献。2017年底他应邀来中科院，白春礼院长亲自给他颁发了中国科学院大学荣誉教授证书，他在中科院理论物理所彭桓武科学前沿论坛上作了学术报告。我们现在看到的是黑洞的外部结构，它的内部结构到底是什么？能不能够作为虫洞穿越到另外一个宇宙当中去？现在从理论上来说是可以的，但实际上来说能不能做到这个星际穿越还是没有一个定论。因为我们对黑洞的内部结构，现在可以说是一无所知。但以后黑洞内部结构的研究，在基础研究领域会变成一个非常重要的研究课题。

（蔡荣根：中国科学院理论物理研究所副所长，全国政协委员。2016年入选中组部万人计划百千万人才工程领军人才，2017年当选为中国科学院院士，2019年当选国际广义相对论和引力学会会士。现兼任中国物理学会理事，中国物理学会引力和相对论天体物理分会主任，国际广义相对论和引力学会理事，亚太物理学会天体物理、引力和宇宙学分会副理事长，金砖国家引力、天体物理和宇宙学学会理事长。研究领域：引力理论和宇宙学，在黑洞物理、引力性质、宇宙学和引力波物理等方面发表论文240余篇，论文被他引1.2万余次，曾获国家自然科学奖二等奖，汤森路透全球高被引科学家奖。）