5.我是一个全息图吗？

    看看你的周围：墙壁、椅子、身体……所有这一切看上去都是真实存在的。然而，是否存在着这样一种可能性：我们在宇宙中看到的所有事物，包括你和我在内，都只不过是一个全息图呢？

    这听起来似乎很可笑，然而，已经有些证据表明，这可能是真实的，或许，我们多年前就知道这一点了。如果情况果真如此，那将彻底改变我们对现实的看法。

    这个想法已经在人们心中盘旋很久了，其最初源于史蒂芬·霍金于上世纪70年代提出的一个明显的悖论——黑洞信息悖论。霍金论证道，黑洞事实上并不是“全黑”的，其质量会以射线（霍金射线）的形式缓慢释放出来，致使黑洞不断蒸发直至消亡殆尽。因此，这就带来了一道难题，由于霍金射线并不传递有关黑洞内部的任何信息，当黑洞消亡时，坍塌成黑洞的星体的所有信息也随之消亡，这跟目前公认的信息守恒原则相悖。

    1972年，以色列耶路撒冷希伯来大学的雅各布·伯肯斯坦证明，黑洞的熵，即黑洞的信息量，与它的视界表面积成正比。视界是包围黑洞的一个理论表面，视界由无数临界点构成，物质或光线一旦越过这些临界点，坠入视界以内就再也无法返回。理论学家据此证明，发生在视界处的微观量子波动调制了黑洞内部的信息，因此，当黑洞蒸发时并不存在神秘的信息损失。后来，弦理论学家们也证实，坍塌成为黑洞的星体的信息会被调制到视界上凹凸不平的团块中，视界随后将信息印刷于慢慢远离黑洞的霍金辐射线上，如此一来，黑洞消亡时，也不会出现信息损失。

    这解决了霍金悖论，也提供了深刻的物理理解：前期星体的所有三维信息可完全调制到后期黑洞的二维视界中——就像信用卡和纸币上常见的三维全息图是在二维胶片上蚀刻而成，当光线在它上面发生折射时，就出现了三维图像一样。后来，美国斯坦福大学理论物理学家、弦论创始人之一李奥纳特·苏士侃和诺贝尔奖获得者赫拉德·特霍夫特将这一理解扩展到整个宇宙。他们认为，如果一个三维星球能将信息调制到黑洞的二维视界上，那么，整个宇宙可能都会适用这种情况。我们的日常生活可能只是发生在遥远地方的物理过程的全息投射。因为，毕竟，宇宙的视界为420亿光年，而宇宙大爆炸迄今仅仅137亿年，也就是说，宇宙视界之外的事物根本无法被人类看到。

    听起来这似乎有点疯狂，但我们已看到其或许是真实存在的迹象。长久以来，理论物理学家们一直认为，宇宙上的空间—时间是一个个微小的颗粒。既然一个二维表面无法存储足够的信息来完美地呈现一个三维物体，那么，这些颗粒将在全息图中变得更大。“身处全息宇宙中就好像身处三维电影中。”美国费米实验室粒子物理分部的物理学家克雷格·奥甘表示：“在更大的层面上，宇宙很光滑而且是三维的，但如果你走近一点看，它是平面的，上面布满凹凸不平的颗粒。”

    奥甘最近认真查看了位于德国汉诺威的一个相当灵敏的运动检测器GEO600（一台长达600米的探测器）上的读数，GEO600主要用于探测引力波——时空上的“涟漪”引力波由爱因斯坦在广义相对论中提出，指中子星和黑洞这样的超密度天体加速运动时给宇宙时空带来的扰动。引力波被认为是宇宙中最猛烈的事件，例如，两颗中子星碰撞时可能会产生引力波，这种引力波能从地球上观测到。

    尽管GEO600引力波探测器的灵敏度非常高，但迄今还没有发现引力波的“芳踪”。不过，2008年，图像上一个意想不到的抖动让科学家们抓耳挠腮，百思不得其解。后来，奥甘指出，它可能源于时空颗粒的“量子波动”。正常情况下，这些波动太小而无法被探测到。而现在，这些波动大到出现在GEO600的读数上，这就直接证明，宇宙真的是全息图。

    不过，伯肯斯坦对这一解释持谨慎态度，他说：“宇宙是一个巨大的全息图这一想法仅仅是一个假设，其证据也只是一些偶然出现的特殊情况。”奥甘表示，美国费米国家实验室正在建造的更好设备——“全息干涉仪”有可能提供新的证据，他希望该设备几年后能完成并投入使用。

    如果最新设备能够让科学家们如愿以偿，获得新的积极结果，这将挑战我们对于自身所处宇宙的假设。它或许能证明，宇宙中所发生的任何事情只是距离我们所处之地几十亿光年外的某个平滑表面上发生的某个事情的投射，尽管我们并不知道“某个事情”是什么或者“某个事情”如何自证其在世界中的存在。或许，最新发现可能对我们所处的宇宙以及庸碌的日常生活毫无影响，但真的如此吗？

    (中国科技网)