我們在線生活在一個擁有三維空間的世界中，但如果我們在線的三個維度，可以等效地表達在一個二維外表上呢？事實上，科學(xué)家們已經(jīng)證明，在數(shù)學(xué)上二維外表可以包含所有信息來代表我們在線的三維感知現(xiàn)實。這是否意味著我們在線實際上也許生活在二維外表上？宇宙會像全息圖嗎？
概念來源
要明白全息宇宙的概念，我們必須從兩件事結(jié)束：黑洞和斯蒂芬·霍金。霍金是過去50年來最著名的物理學(xué)家之一，不需要介紹相信大伙兒都熟悉。黑洞是一種引力很大的物體，即使是光也無法逃脫它。在黑洞臨近，有一種叫作事件視界的東西。 在那個事件視界之內(nèi)，空間正以超過光速的速度被黑洞吞噬。同時由于我們宇宙空間中的任何事物都無法超過光速，因此沒有任何事物可以逃脫它。
霍金表明，事件視界還會發(fā)生其他奇怪的情況。1981年，他提出這個事件視界也許正在突破物理學(xué)的基本規(guī)則之一，那就是信息守恒。他表明，落入黑洞的東西似乎永遠(yuǎn)從這個宇宙中消失了。也就是說，信息不守恒了，這就是信息悖論。
1997年，阿根廷物理學(xué)家胡安·馬爾德塞納用非常精確的數(shù)學(xué)表明，即使信息在黑洞內(nèi)丟失，它的完美復(fù)本仍保留在我們在線的宇宙中並且不會丟失。這個完美的復(fù)本在哪裏？它位于事件視界的外表。換句話說，信息保留在黑洞的二維外表上，類似于全息圖。
這就是全息原理，這是解決黑洞信息悖論的量子理論的一個特征，F(xiàn)在，這種將信息保留在外表上的概念已成爲(wèi)物理學(xué)的主流？茖W(xué)家最初是如何想出這樣瘋狂的概念的？通常，突破性理論源自其他傑出科學(xué)家先前的工作。在這種情況下，傑出的科學(xué)家不僅是英國物理學(xué)家斯蒂芬·霍金，還有以色列物理學(xué)家雅各布·貝肯斯坦。
1972年，貝肯斯坦推導(dǎo)出了一個方程，該方程顯示了任何空間可以擁有的最大熵。信息論表明，這個方程也適用于信息，它代表了可以在職何空間中保存的量子信息的總量。但是，你會注重到這個方程不包括體積，只包括外表積，這與我們在線認(rèn)爲(wèi)的直覺相悖。也就是說，任何給定體積中的熵或信息量與空間的外表積有關(guān)，而不是體積。
這個方程啓發(fā)了許多科學(xué)家，以尋找關(guān)于宇宙的更多真相。他們發(fā)現(xiàn)，從數(shù)學(xué)上講，霍金在黑洞中丟失了信息是正確的，但它並沒有從我們在線的宇宙中丟失。因此從我們在線的角度來看，基本上任何落入黑洞的東西，仍然在我們在線的宇宙中，只是被塗抹在事件視界的外表。這就是全息圖概念的來源，是3維對象的2維表達。他們推測，黑洞內(nèi)部的東西是事件視界外表的一種投影。
全息宇宙
你也許會問，這與我們在線的宇宙是一個全息圖有什麼關(guān)系，因爲(wèi)我們在線似乎並不生活在黑洞中？這些科學(xué)家從數(shù)學(xué)上推斷了這一全息原理，以表明我們在線的整個三維宇宙也可以完美地呈現(xiàn)在宇宙的二維外表上。在數(shù)學(xué)上，我們在線是塗抹在宇宙二維視界上的信息的投影，這個視界將環(huán)繞整個宇宙。這個視界終于在哪裏？它在數(shù)學(xué)上是無限遠(yuǎn)的，因此我們在線永遠(yuǎn)也達不到它。
這是否意味著我們在線生活在黑洞中？不，他們只是說任何3維空間都可以用2維外表表達。在黑洞的情況下，我們在線在那個外表的外頭看著它。就我們在線的宇宙而言，我們在線處于該外表的內(nèi)部。因此我們在線生活在二維全息圖中嗎？必須了解的是，2維外表的概念是一種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。即使它在數(shù)學(xué)上是堅如磐石的，也不比定它能成爲(wèi)現(xiàn)實的基本性質(zhì)。
