現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為,構(gòu)成物質(zhì)的這種信息是不會(huì)被摧毀的,可能你會(huì)說如果我找一本書燒了它,說變成一堆灰,那么紙張的分子排列被破壞,紙張上墨水的分子排列也被破壞了,這本書的信息不就被摧毀了嗎?
雖然乍聽起來這種說法好像沒有錯(cuò),但以物理學(xué)的觀點(diǎn)來看,每一個(gè)被丟進(jìn)火中的原子和由燃燒而產(chǎn)生的能量,它們還存在于這個(gè)宇宙之中,因?yàn)橛钪媸欠忾]的,這些原子和能量跑不出這個(gè)宇宙,如果我們的科技發(fā)達(dá)到可以回收灰燼中的每一個(gè)碳原子,并準(zhǔn)確測(cè)量煙霧和熱輻射等這些燃燒過程中的所有屬性,然后通過這些數(shù)據(jù)還原出書本燃燒之前的原子排列方式,那么這本書是可以被還原的。
也就是說,燒書并沒有讓這本書的信息被摧毀,信息不會(huì)被摧毀是現(xiàn)代物理學(xué)這個(gè)大廈的基石,量子力學(xué)就是建立在這個(gè)基石之上的。但是這樣重要的一塊基石,卻因?yàn)楹诙吹某霈F(xiàn)而開始變得松動(dòng),我們已經(jīng)知道被黑洞吸進(jìn)去的物質(zhì)將無法離開黑洞,而保存于這些物質(zhì)上的信息當(dāng)然也無法離開黑洞,由于黑洞也是我們這個(gè)宇宙中的一部分,所以即使信息一直停留在黑洞內(nèi)部,但它卻沒有從這個(gè)宇宙中消失,這不違反“信息不會(huì)被摧毀”這條法則,然而霍金提出的那個(gè)霍金輻射卻讓事情變得復(fù)雜了起來。
前面說到黑洞會(huì)因?yàn)榛艚疠椛涠稽c(diǎn)一點(diǎn)地蒸發(fā)消失,但由于霍金輻射是輻射能量,并不輻射信息,被黑洞吞噬的物質(zhì)里保存的信息不也就跟著消失了嗎?所以如果霍金輻射正確,那么就意味著信息可以被摧毀,現(xiàn)代物理學(xué)這座大廈也將隨之倒塌,但是由于霍金輻射在數(shù)學(xué)上不存在任何問題,物理學(xué)家們都認(rèn)同霍金輻射,那么問題究竟出在了哪里?這就是黑洞信息悖論的內(nèi)容。
為了解決黑洞信息悖論,很多物理學(xué)家都投入了大量的精力,其中有三個(gè)人提出了目前為止最有可能解決黑洞信息悖論的理論,他們認(rèn)為當(dāng)物體被黑洞吸入其內(nèi)部以后,存在于物體上的信息將會(huì)被等價(jià)的保存到黑洞邊界(事件視界)的表面,換句話說,物體上的所有信息都被100%的保存到了黑洞表面這個(gè)二維平面上,因?yàn)檫@種方式像極了現(xiàn)代的全息投影技術(shù),所以這個(gè)理論被稱為全息原理。
全息原理認(rèn)為,保存于黑洞表面的信息將在霍金輻射發(fā)生的過程中,隨著輻射被帶到黑洞以外,所以信息并不會(huì)隨著黑洞的消失而消失,黑洞信息悖論就此完美解決。雖然悖論解決了,現(xiàn)代物理學(xué)也得救了,但是這個(gè)全息原理卻從根本上改變了我們對(duì)現(xiàn)實(shí)的理解,我們可以仔細(xì)品一下,如果任何掉入黑洞內(nèi)的物體的信息都被保存在黑洞表面這個(gè)二維平面上的話,這將意味著雖然黑洞內(nèi)的物體存在于三維空間,但在黑洞外的人看來,這個(gè)物體只是一個(gè)存在于二維平面上的圖片。
雖然這聽起來十分反常識(shí),但黑洞作為一個(gè)存在于我們這個(gè)宇宙中的天體,它當(dāng)然也遵循這個(gè)宇宙的物理法則,所以在同樣的物理法則下,黑洞上發(fā)生了這種全息投射,很有可能發(fā)生在整個(gè)宇宙中,也就是說包括你我在內(nèi),我們周圍所有的三維物體都有可能是“宇宙視界”表面上的二維信息的投影。如果你要問這個(gè)“宇宙視界”表面在哪里,類似于黑洞的視界表面,“宇宙視界”表面包裹著整個(gè)宇宙,所以它在理論上距離我們無限遠(yuǎn),那么這是不是意味著我們其實(shí)是生活在一個(gè)巨大的黑洞里呢?
全息原理并沒有對(duì)這個(gè)問題給出肯定答案的,如果全息宇宙論是正確的話,那么存在于三維世界中的我們,和被保存在二維平面上的我們,哪一個(gè)才是真實(shí)的存在?我們這個(gè)宇宙到底是什么東西?或許在我們這一代人的有生之年將無法得到正確答案。