北京時(shí)間8月6日消息，據國外媒體報道，宇宙真的很愛(ài)惜自己的信息：宇宙不喜歡創(chuàng )造新的信息，它也不喜歡銷(xiāo)毀已有的信息。

　　事實(shí)上，用“喜歡”這個(gè)詞實(shí)在是太弱了。至少就我們目前所知——并且我們已經(jīng)非常非常努力地工作去進(jìn)行驗證，我們發(fā)現宇宙中的信息從來(lái)不會(huì )被創(chuàng )造出來(lái)，也從來(lái)不會(huì )被毀滅，用最簡(jiǎn)單的話(huà)來(lái)說(shuō)：宇宙中信息是守恒的。

　　黑洞除外。這是咋回事，我們來(lái)解釋一下。

　　首先，我們需要定義一下什么是信息，以及為什么信息應當被保存下來(lái)。物理學(xué)基于決定論：我們可以運用物理學(xué)原理去預測一個(gè)系統的未來(lái)變化，這是物理學(xué)的意義所在。不論這是盒子中的一個(gè)粒子，還是一次復雜的化學(xué)反應，抑或是整個(gè)宇宙，我們的物理學(xué)知識讓我們可以做出明確而可靠的預測，憑借我們對于當下的知識去預言未來(lái)。

　　同樣的方法也可以帶領(lǐng)我們回溯過(guò)往。如果我們了解一個(gè)系統，那么可以延伸至未來(lái)的物理學(xué)定律也同樣適用于過(guò)去，我們可以向前或者向后撥動(dòng)時(shí)鐘，觀(guān)察這個(gè)系統在過(guò)去曾經(jīng)如何發(fā)展，以及在未來(lái)將會(huì )如何發(fā)展。

　　正是這種可逆性讓我們得到了信息可以被保存的結論。如果我們完全了解一個(gè)系統——其中所包含的每一個(gè)粒子的位置和速度，所有粒子的自旋和電荷，以及所有其他情況，那么物理學(xué)定律將可以告訴我們這些粒子在過(guò)去和未來(lái)的演變情況。這也就表明，一個(gè)系統的原始信息是隨時(shí)間動(dòng)態(tài)存儲的，它們只是歲時(shí)間變化，而沒(méi)有被創(chuàng )造或者毀滅。

　　再見(jiàn)，黑洞

　　乍一看，黑洞似乎是對信息的威脅——物質(zhì)會(huì )落入黑洞，和它所攜帶的信息一起被消滅掉。但從一個(gè)外部觀(guān)察者的角度，比如我們的角度看上去，其實(shí)沒(méi)有任何東西落入了黑洞——它們只是越過(guò)了一個(gè)邊界。因此對于信息來(lái)說(shuō)這似乎并非什么大事，它沒(méi)有被毀滅，也沒(méi)有被創(chuàng )造。

　　但是黑洞似乎會(huì )“蒸發(fā)”，這可能會(huì )引發(fā)一些問(wèn)題。

　　英國物理學(xué)家史蒂芬·霍金在上世紀1970年代最先發(fā)現，黑洞并非完全是黑的。它們會(huì )發(fā)“光”，盡管非常非常微弱。這就是所謂的“霍金輻射”，但這種輻射基本全都是以熱量的形式。它就類(lèi)似于散熱，就像你身體的體溫散熱一樣。

　　這就意味著(zhù)黑洞輻射的數量和溫度只取決于黑洞本身的質(zhì)量，自轉和電荷。除此之外沒(méi)有任何其他因素。也就是說(shuō)，不管你往黑洞里丟什么，不管是一本書(shū)，一只貓還是一艘宇宙飛船，它發(fā)出的霍金輻射都將是一樣的。

　　這樣一來(lái)，情況就會(huì )出問(wèn)題。隨著(zhù)黑洞“蒸發(fā)”，它會(huì )損失能量，這意味著(zhù)它損失質(zhì)量，最終消失——黑洞會(huì )和它攜帶的信息一同消失?

　　也就是說(shuō)，如果信息無(wú)法跟隨霍金輻射一同從黑洞中逃離出來(lái)，而黑洞本身會(huì )逐漸消失，那么那些信息會(huì )發(fā)生什么?它們會(huì )消失嗎?這樣可就和前面說(shuō)到的宇宙信息守恒原則相違背了。于是，一個(gè)悖論產(chǎn)生了。怎么辦?

　　新的物理學(xué)

　　我們目前并沒(méi)有解決黑洞信息悖論的良方，但這并不妨礙聰明的科學(xué)家們設想一些可能的潛在方案。

　　比如說(shuō)，有人提出，這些信息或許并沒(méi)有消失。盡管這看上去簡(jiǎn)單，但這個(gè)方案幾乎意味著(zhù)重寫(xiě)全部物理學(xué)。到目前為止黑洞是唯一一個(gè)讓我們在信息守恒這一點(diǎn)上進(jìn)退兩難的對象，因此，就為了解決黑洞的信息問(wèn)題，真的值得我們重寫(xiě)整個(gè)物理學(xué)嗎?但是話(huà)又說(shuō)回來(lái)，在物理學(xué)史上，這也不是我們第一次把物理學(xué)整個(gè)推倒重來(lái)了，而且黑洞也確實(shí)是一個(gè)很有說(shuō)服力的對象。

　　也或許，霍金輻射要比我們目前了解的更加復雜深刻;或許黑洞中的信息真的以某種方式“滲入”了霍金輻射之中并逃離了黑洞;或許霍金最開(kāi)始進(jìn)行的分析太過(guò)于簡(jiǎn)單了;或許透過(guò)對霍金輻射細致的分析，我們可以從中找到線(xiàn)索，復現出產(chǎn)生它的書(shū)本，小貓和宇宙飛船，從而證明霍金輻射確實(shí)攜帶了其內部的信息。

　　這個(gè)想法很好，可以挽救整個(gè)物理學(xué)，讓黑洞信息問(wèn)題不再存在，可問(wèn)題是，似乎這種情況真實(shí)存在的可能性不太高。

　　當然還有其他很多很多的理論，比如說(shuō)落入黑洞的信息被傳輸到了另外一個(gè)時(shí)空等等。但不管如何，至少在目前為止，我們還沒(méi)有確切的回答。

　　不過(guò)，黑暗之中也有光明，最簡(jiǎn)單的一點(diǎn)：不管哪一個(gè)理論最終勝出，它幾乎都將導向全新的物理學(xué)，讓人類(lèi)獲得更加深入的物理學(xué)洞察。不管我們最終如何得以解決這個(gè)悖論問(wèn)題，人類(lèi)都將加深對于宇宙本質(zhì)的了解。
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