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我們周圍看到的宇宙真的是二維的嗎?這個想法可能看起來很可笑,但宇宙以前就已經顯示出它是一個非常奇怪的地方。在這種情況下,一個以黑洞為中心的奇怪悖論表明,人類對相對論和量子力學的理解存在差距。這個差距可能意味著我們確實生活在二維宇宙中。

像許多量一樣,宇宙中包含的資訊必須是守恆的。你不能破壞資訊。它一定會去某個地方。但是當你把資訊扔進黑洞時會發生什麼呢?比方說你把莎士比亞的全部作品扔進了一個黑洞。那些十四行詩和戲劇中包含的資訊一定要到某個地方去。我們可以認為這是包含在單詞中的資訊,但實際上,它指的是量子資訊。書中的每個粒子-以及它們的所有量子態-都有與之相關的資訊-品質、自旋、速度等等。從理論上講,如果你掌握了所有這些資訊,你就可以用完全相同的形式重新複製這本書。

但實際一旦莎士比亞著作進入黑洞,它就與宇宙的其他部分隔絕了。你可能認為這不是問題--資訊還在那裡,只是鎖在黑洞深處而已。但是在超長的時間尺度上,黑洞會蒸發。一個粒子和一個反粒子對可以正好在黑洞的視界邊界上形成。這樣的粒子-反粒子對的形成一直都在發生。慢慢地,這些粒子會耗盡黑洞的能量。在超長的時間尺度上,黑洞會通過這種“霍金輻射”蒸發,完全消失。

但這些在黑洞附近形成的粒子不會隨身攜帶任何來自黑洞的資訊,也不包含關於落入黑洞的原始物質的資訊。一旦黑洞蒸發,這就給我們留下了疑問--原來他吞進的所有資訊都到哪裡去了?目前,這個黑洞悖論仍然沒有解決。它可能會揭示一些關於宇宙的非常有趣的真相。對於這一悖論,有許多潛在的解決方案,從改變我們對時間的看法,到修改我們對重力的看法,再到形成另一個宇宙。

這一悖論的最新解決方案是,黑洞實際上是二維實體。這裡說的二維,不是我們的電視螢幕。相反,這裡的二維就像全息圖,三維資訊儲存在二維表面上。與平面圖片不同的是,如果你翻轉全息圖,你可以看到物體所有三個維度的資訊。當物質落入黑洞時,資訊不會丟失。相反,它被儲存在黑洞本身的表面積(或事件視界)中。這聽起來很奇怪,但有一些證據可能是真的。因為當物質落入黑洞時,它的表面積與落入黑洞的物質成比例增長。此外,黑洞的熵與其表面積成正比,這也與二維黑洞一致。

這可能意味著我們認為的三維黑洞可能是一種錯覺--它們實際上可能只是二維的--就像全息圖一樣。如果這是真的,那麼意味著像黑洞一樣,我們的整個宇宙也可能像一個全息圖。這意味著我們在三維中看到的每一點資訊,都被編碼在宇宙“表面”的某個地方,只有兩個維度。如果這是真的,這意味著控制量子重力和絃理論的方程變得更容易解決,因為我們把問題從三維簡化到二維。它還可能給我們提供一種統一引力和量子理論的方法。

但是,這是否意味著我們的宇宙實際上是二維的,或者我們可以(從數學上)將其視為二維的呢?回到黑洞例子,黑洞的第三維可能還在那裡。但當物質落入黑洞時,原始材料仍然存在於三維空間,但其資訊存在於二維空間--同時創造了二維和三維的二元性。因此,即使現實宇宙真的只是二維的,來自第三維的資訊仍然在那裡,它可能以我們感知的方式表現真實。構成我們的資訊,以及我們周圍的一切。

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