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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(6)

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

这里存在一个问题:尽管大多数物理学家都认为全息理论是正确的,即物体表面上存储着有关这个世界的所有信息,但对于信息如何编码,他们并不知道,也不知道自然界如何处理这些二进制信息,以及处理结果如何产生我们见到的世界。物理学家推测,整个宇宙就像一台电脑,利用存储信息构建出我们所感受到的物理实在,但宇宙这台“电脑”的内部结构和运行方式,仍是一个“黑盒子”。

物理学家之所以对全息原理的出现感到兴奋,并花费10多年时间发展这个理论,真正原因不是为了告诉霍金他是错误的,而是因为该理论揭示了存在于信息、物质和引力之间的一种深层联系。最终,全息原理将告诉我们,如何调和量子力学和广义相对论这两个20世纪最成功、却又一直不相容的物理理论。布索说,“全息原理将是通往量子引力理论(quantum gravity)的‘路标’”,而这个理论将革新我们对世界的现有认识。为了最终建立这个理论,“我们可能还需要更多这样的路标”。

比特世界

为了拨开重重迷雾,霍甘启程了。没有万物理论(Grand Theory of Everything)助阵,他只带着简单的全息干涉仪。但霍甘并不需要什么万物理论,因为他无须回答所有难题,只须回答一个最基本的问题:宇宙是不是一个“比特世界”?只要做到这点,他就找到了一个路标,一个指向数字化宇宙(digital universe)的巨大箭头,给物理学家指出前进的方向。

按照霍甘的说法,在一个比特世界中,空间本身是量子化的——在普朗克尺度上,空间是从离散的、量子化的比特中涌现出来。而且,如果空间确实是量子化的,那它必然拥有量子力学中的那种与生俱来的不确定性。这样的空间不会是一个静止、光滑的宇宙背景,相反,因为量子涨落(fluctuation),空间会充斥着“毛刺”,不停振动,使周围的世界也发生改变。美国得克萨斯农工大学的天文学家尼古拉斯·B·桑泽夫(Nicholas B. Suntzeff)说:“传统观念中,宇宙中充满着透明的、水晶般的以太,而数字化宇宙在非常微小的尺度上,则是泡沫状的量子涨落,它极大地改变了宇宙的构成。”

确认宇宙是否数字化的策略就是,深入到微小尺度上,去检测时空泡沫是否存在。这样,我们再次与普朗克长度相遇。霍甘的全息干涉仪正是逼近普朗克长度的一次尝试——如果用传统实验方法(如粒子加速器)来测量这么微小的长度单位,可能要建造银河系那么大的仪器才能实现。

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