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宇宙不是连续的?他要用低成本实验,颠覆时空观念(5)

来源: www.zhongliu365.com 时间:2018-02-28 奇闻指数: 编辑:刘杨 手机版

乱说——这是一些同行对霍金的回应,其中就包括苏士侃和杰拉德·特霍夫特(Gerard't Hooft),后者是荷兰乌特勒支大学的物理学家、1999年诺贝尔物理学奖得主。苏士侃解释了为何他们会持反对意见:“只要信息这个概念缺失那么一丁点,我们所知所有事物的整体结构顿时就会土崩瓦解。”

但霍金的理论没那么容易驳倒,于是在接下来的20多年里,物理学家发展出一个能弥合两种观点的理论。这个名为全息原理(holographic principle)的理论认为,当一个物体落入黑洞时,物体本身可能会被消灭,但它所包含的信息却能通过黑洞表面的变化被拓印下来,只要利用合适的手段,理论上你就能从黑洞中复原被吞噬的杂志,就像从纸浆复原杂志一样。标志着有去无回的黑洞事界(even horizon)同时还起到了拓片的作用,信息从未消失。

信息守恒原理不只是一种处理信息的技巧,它还暗示着,我们所处的世界虽然看上去是三维的,但其中包含的信息都储存在一个二维表面上。而且在信息守恒原理中,一个给定表面所能存储的信息也有一个上限:如果你把一个表面划分成若干方格,类似一个棋盘,每个方格都是正方形,边长为两个普朗克长度,那么这个表面所能存储的信息量,不应该超过表面上的方格数目。

1999年和2000年,现供职于美国加利福尼亚大学伯克利分校的拉斐尔·布索(Raphael Bousso)曾发表过一系列文章,展示了如何将全息理论从围绕黑洞的简单表面扩展到更复杂的情况。他设想了一个物体,被闪光灯包围着,如果在黑暗中,闪光灯同步闪光,那么闪光灯发出的、照向物体的光线就构成了一个表面——一个以光速向物体塌缩的“光泡”。正是在这个“光泡”的二维表面(被称为光片,light sheet)上,存储了与你(或一个流感病毒、一颗超新星)有关的所有信息。

依据全息原理,光片作用可不小。光片含有所有组成自身的粒子的位置信息——每个电子、夸克和中微子,还有作用在粒子上的每个力都记录在案。看上去,光片就像电影胶片,其实不然,电影胶片只是被动记录外部世界发生的所有事件,但光片先于事件出现,它将存储在自身表面的信息投影到外部世界,进而创造出我们眼前的一切。在对全息原理的某些表述中,光片不仅产生了所有的力和粒子,甚至还是时空(spacetime)结构本身的“创造者”。特霍夫特的学生、普林斯顿大学的物理学家埃尔曼·韦尔兰德(Herman Verlinde)说:“我认为,时空是‘涌现’出来的,来自一团由‘0’和‘1’构成的信息。”

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