物理學家尚未确定奇點預言是否意味着奇點真的存在，是這樣嗎？這個問題最開始出現在問答。“問答網”是個獲取及分享知識的網站，它幫助人們從他人處學到知識，加深對世界的了解。

“物理學家尚未确定奇點預言是否意味着奇點的确存在”。這是真的嗎？

這句話似乎簡短且溫馨地總結了一個廣泛的、更偏向于物理哲學而非物理學的問題。

開始解答前，有必要對物質的數學表征和該物質本身進行非常明确的區分。是的，雖然這很直觀，但，我的天啊，如果這兩個概念混淆了，問題可就……

這件事先放一邊。在許多完美的物理學理論中（即物質的數學表征中），奇點是可以存在的，這一點毫無争議。事實上，我們可以更堅定地說:奇點在物理理論中通常很有用。或者再堅定些：在物理理論中，奇點通常是必不可少的。

話雖如此，現存的已表征事物中（如，世界上現存的物理量中）是否存在奇點，這就不清楚了。

要單獨弄清這一部分，應當先抛開該問題的隐含主語，即廣義相對論中提出的黑洞中心的奇點。在這裡，直覺一文不值——至少我的是這樣。因此來想象一壺開水吧（直觀些更好）。

最經典的物質理論會用奇點來表示相變（即沸騰之類的轉變）。統計力學和熱力學中，相變由狀态方程中的奇點（更精确地說，是某些自由能表達式導數中的奇點）表示。根據相變出現的導數，可對相變的性質和物理特性進行分析和分類（一級相變還是二級相變）。

但這有些奇怪。在有限系統中，有限系統的自由能——如一壺水——可表達為有限但冗長的無限微分算式和。且該有限和中根本找不到奇點。隻有當我們取無窮極限（也稱熱力學極限）時，該算式才有奇點，且相變點才開始具有數學表征。【1】

但我們卻明知錯誤而為之——我們知道一壺水是有限的，但它顯然會沸騰。事實上，我們必須撒個小謊（假設它是無限的）才能發現奇點的性質以對相變進行分析，然後在無視謊言的情況下得出結論。通過這種方法，我們才能獲取已知系統最有效的表征。

從一定意義上來說，這些奇點雖然對于系統建模來說至關重要，但同時也表明我們使用的表征在某種程度上太過理想化了。“實際系統”不是奇異的（但這或許會成真）。

好了，回歸問題本身。首先，依據彭羅斯-霍金奇點定理，廣義相對論似乎預言奇點是在一些相當普遍的引力坍縮條件下産生的。

因此，我們是可以用一些真正的奇點來表征引力坍縮的。

但這意味着什麼？我的答案是，從更熟悉的環境中所舉的例子可以說明，在用奇點表征的某些點上會發生一些很有意思的、非常實際且意義重大的事。而且，如同我們嚴肅地将統計力學用來表示沸騰和凍結過程中的狀态那樣，我們也應當嚴肅對待廣義相對論關于奇點周圍“黑洞”區域的預言。

然而，因為廣義相對論數學（世界上最完美的引力理論表征）中存在奇點，我們就應當認為世界上确實存在奇點嗎？并非如此，我們舉的例子就無法證明。至于是否存在某些終極的時空“有限碎塊”或其他東西能幫我們解答這個問題（如作為水壺的直接類比），就不得而知了。但确實有足夠多的例子證明我們可以理想化地創建理論上可行但實際中并不存在的、謹慎的奇點。

因此，維基上所稱的，物理學家“不确定奇點是否真的存在”這一說法（我認為是指存在于已表征的實際物體中，而非理論表征中），我認為——是的。這一結論雖然模糊，但優秀地總結了物理學家們在該問題上采取的适當态度。

【1】而且你不能僅僅采用“陡度”來處理這個問題。你可以從無窮極限中無法成為奇點的自由能中發現急劇變化；它們不能表征相變。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. forbes-零夏lullaby

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