信息悖论,我们是现实还是一张全息图?

众所周知,黑洞是宇宙中最强大的物体,它的引力足以把恒星撕碎成原子大小的碎片。这已经够恐怖了,但是它还有更强大更恐怖的特性,它们可能会清除掉宇宙本身。


信息悖论,我们是现实还是一张全息图?


什么是黑洞?

当大量物质被压缩到极小空间时便会形成黑洞,在其中心,引力几乎是无穷大的,任何靠近的物体都会被撕扯成基本粒子,由于连光都无法逃离,所以我们所见到的,只是黑暗的球体。当你刚坠入黑洞时还不会发生什么可怕的事,直到你越过它的外边界--事件视界。你可以把它想象成你在河里游戏,尽头是一个大瀑布,你顺流而下,不知不觉中漂得越来越快,而且还看不到瀑布。你本可以游回安全水域,但你不经意间飘过了那个最后的边界,这时你会发现不论你再怎么奋力游,激流都会把你推向这个瀑布深渊。黑洞也是如此,一旦过于靠近,什么都无法逃脱它的无穷引力。

这个边界将黑洞和其它物质分离开来,除非自愿牺牲,不然我们永远不可能到访黑洞,所以我们没法知道黑洞内部到底是什么样的。但是其最边缘处的情况,我们还是略有了解的。黑洞向外释放着自身的质量,就像沸水释放水蒸汽一样,这就是著名的霍金辐射。黑洞一点一点的释放着自己的质量,一个缓慢得难以置信的过程。如果有个跟太阳质量相当的黑洞,经过10^58年才会释放掉其0.0000001%的质量,这个过程会不断持续下去,而且速度会越来越快,在非常遥远的未来,最后一个恒星也“死亡”后的万亿年,黑洞会变得越来越小,慢慢蒸发消失,只剩下一点点辐射。但是这里还有个问题,因为随着黑洞的消逝,可能会删除一些根本性的东西--信息。


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什么是信息?

信息是无形的,通常被理解为“粒子排列的特性”。什么意思呢?想象一束碳原子,将它们以一定顺序排列,你会得到炭;以另一种方式排列,你会得到钻石;原子还是那些原子,变化的是信息。如果我们用更为复杂的方式排列并多加点原子进去,我们就得到一根香蕉;再次改变原子的排序,我们就得到一只松鼠;构成宇宙万物的基础是一样的,无论是鸟,石头,还是咖啡,没了信息,宇宙万物将毫无差别。根据量子力学理论,信息是不可摧毁的,它可能改变形状,但永远不会丢失。比如说,你将一张纸烧成灰,那些灰几乎不可能再变回纸了。但是如果你能小心的收集到灰里的所有原子,并准确测出火焰和热的性质,在理论上你可以把这张烧掉的纸重构回来。也就是说纸的信息依然存在在这个宇宙中,并没有丢失,只是很难读取这些信息。如果你可以测量宇宙中每一个原子,粒子和辐射波,你就能看见并追踪所有信息。理论上你可以看到宇宙大爆炸之后的所有历史。信息告诉我们物质间的区别以及它们的过去,但是黑洞却反其道而行,它们毁灭了所有信息,把不同的东西变成一样的,这就是黑洞悖论(信息悖论)的由来。


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信息悖论

我们的物理定律都是基于“信息不会消失”这一基础上的,存在,消失,没有了信息,那一切就只剩相对性了。当我们想理解这个世界时,需要绝对性定义,那我们怎么解决这个信息悖论?有几种可能:1,信息不见了,无法逆转的永远消失了。这就意味着我们要否决掉所有的物理定律,摒弃所有至今还算不错的理论,从头开始。新定律会是什么样的,这意味着什么,我们无从得知。2,信息藏起来了,也许一部分黑洞分裂出去,形成了另一个初生宇宙,那此信息跑到了这个宇宙,而我们再也找不到它了,但是理论上依旧存在。就像你有个坏掉的硬盘,存着你所有的照片,但是再也无法查看了。还有可能,黑洞在死亡后不会完全消失,剩下一点点“钻石”般的信息精华。3,信息没有消失也没有隐藏,可能只是我们找错了方向。我们知道的是,黑洞捕获了信息,不久之后可能会摧毁它,但是我们从来没有想过在这段时间还会发生什么。黑洞在什么地方储存自身的信息呢?当黑洞每吸纳一点信息,表面积就会变大一点点,信息被涂在表面,就像我们往水里丢石子,石子沉入水底后,我们就看不到了,但从水面的涟漪可以看出肯定有东西掉进去了。即使是最小的黑洞,其表面可容纳的信息量都比全人类产出的信息来得多,因为它们把信息都储存在小得难以置信的类像素点上,这么看来,黑洞其实就是个终极大硬盘,这就有点像纸质书变成电子书,虽然看上去完全不一样,但它们的内容是一样的,只是编码和储存方式改变了而已。黑洞吞噬恒星和行星,就像把整座图书馆都变成电子档,这便是全息原理。但如果这是正确的,就意味着我们对于宇宙原来的认知都是错误的。


信息悖论,我们是现实还是一张全息图?


宇宙是一张全息图

​如果信息真的被储存在黑洞的外表面,那霍金辐射就有机会获取并带走编码在那的信息。那么信息就不会随着黑洞消逝,然后我们就不用推翻物理定律了,信息悖论的问题也就解决了。不过我们仍要从根本上改变对现实的认识,如果落入黑洞的一切都被储存在它的事件视界处,这基本上意味着三维的事物是在一个平面上进行编码的,我们称之为“全息图”,全息图就像3D照片,编码看三维图像的一塑料片,黑洞就像是个全息图,因为其内容都编码在表面,黑洞里的人会感觉自己活在正常的三维世界里。但处在外面的我们,看到的他们就是黑洞上的扁平图。黑洞是个极端物体,但是仍和其它物体一样遵从相同的定律,所以如果这种2D和3D之间疯狂的二象性适用于黑洞,那它也可能同样运作于我们存在的这个宇宙。既然黑洞里的人意识不到他们被编码在一个平面上,那我们也可能是这样,我们其实在宇宙尽头处,被拉伸在一块平面上。这个理论背后的科学极其复杂,也相当怪异,需要用到宇宙模拟,弦理论和一大堆数学理论,所以无论宇宙的真实样貌是什么,我们目前只知道它是奇怪而复杂的,而黑洞可能就是了解现实本质的关键。


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