■ 馬庫(kù)斯·喬恩
□ 嚴(yán)小平
看看你的周圍。墻壁、你坐的椅子、你自己的身體——它們似乎全都是真實(shí)的、立體的。然而,有這樣一種可能性:我們?cè)谟钪嬷锌吹降囊磺小阄摇赡苤徊贿^是一幅全息圖罷了。(全息圖是以激光為光源,用全景照相機(jī)將被攝體記錄在高分辨率的全息膠片上構(gòu)成的圖,它以干涉條紋形式存在。全息圖是一種三維圖像,它與傳統(tǒng)的照片有很大的區(qū)別:傳統(tǒng)的照片呈現(xiàn)的是真實(shí)的物理圖像,而全息圖則包含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對(duì)比度等信息。)
這聽起來有些可笑,但已有證據(jù)表明,這可能是真的,幾年之內(nèi)我們或許就能確切地了解這一事實(shí)。如果結(jié)果證明確實(shí)如此,我們有關(guān)現(xiàn)實(shí)的常識(shí)觀念就將被徹底顛覆。
這種觀點(diǎn)已經(jīng)存在很長(zhǎng)時(shí)間了,它起源于20世紀(jì)70年代史蒂芬·霍金著作中提出的一個(gè)明顯的悖論?;艚鸢l(fā)現(xiàn),黑洞在緩慢地釋放它們的物質(zhì),這一現(xiàn)象被稱為霍金輻射。這種霍金輻射似乎不攜帶信息,但一旦黑洞蒸發(fā),就出現(xiàn)了“初始恒星信息如何出現(xiàn)”的問題。信息不可能被消滅,這是物理學(xué)的基石。
1972年,以色列耶路撒冷希伯來大學(xué)的雅各·貝肯斯坦通過研究證明,一個(gè)黑洞的信息量是和它視界的二維表面區(qū)域成比例的。視界指黑洞周圍的一個(gè)假想表面,該表面的逃逸速度等于光速。在視界里面,逃逸速度大于光速,因此掉進(jìn)此點(diǎn)的光或物質(zhì)就會(huì)有去無回,無法穿過該表面逃入外面的宇宙。后來,弦論設(shè)法顯示了初始恒星的信息,包括如何在視界上的微小胞塊里編碼,然后再在離開黑洞的霍金輻射上面刻上這些信息的印記。
這個(gè)悖論是解決了,但理論物理學(xué)家倫納德·蘇士坎和赫拉德·特霍夫特決定把這個(gè)想法推進(jìn)一步:如果三維恒星可以在黑洞的二維視界上編碼,那么,這一方法也許同樣適用于整個(gè)宇宙。畢竟,宇宙擁有420億光年寬的范圍,那是自宇宙大爆炸以來光都還沒能到達(dá)的一個(gè)點(diǎn)。蘇士坎和特霍夫特提出,這個(gè)二維表面可能將我們?nèi)粘K姷恼麄€(gè)三維宇宙編碼,很像投射到你信用卡上的三維全息圖像。
這聽起來很瘋狂,但我們已經(jīng)看見真相的跡象。理論物理學(xué)家一直懷疑時(shí)空是像素化(或顆粒狀)的,因?yàn)橐粋€(gè)二維表面不可能儲(chǔ)存豐富的信息去完美地表現(xiàn)一個(gè)三維物體,這些像素點(diǎn)在一幅全息圖中會(huì)更大?!吧硖庍@個(gè)(全息的)宇宙,就像身處一部三維電影里一樣,”巴達(dá)維亞費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的克雷格·霍根說,“總體看上去,它是平滑的、立體的,但如果你靠近屏幕,就能看出它是扁平的、呈顆粒狀的?!?/p>
最近,霍根看到了有關(guān)運(yùn)動(dòng)探測(cè)儀的讀數(shù),這是德國(guó)漢諾威市的一臺(tái)靈敏的運(yùn)動(dòng)探測(cè)儀,用于探測(cè)引力波——時(shí)空結(jié)構(gòu)中的波動(dòng)。引力波尚待GEO 600探測(cè)器去發(fā)現(xiàn),但在2008年,一個(gè)意想不到的振動(dòng)使研究小組的人員大傷腦筋,直到霍根提出,這可能是由于時(shí)空的顆粒“量子漲落”引起的,人們才解開心中的謎團(tuán)?;舾f,按理說,這樣的振動(dòng)應(yīng)該微弱得難以探測(cè),但事實(shí)上,振動(dòng)大到可以影響GEO 600的讀數(shù)。這正是宇宙確實(shí)是一幅全息圖的試驗(yàn)性證據(jù)。
貝肯斯坦要謹(jǐn)慎一些,他說:“全息的想法僅僅是某些特例所支持的一種假設(shè)?!备玫淖C據(jù)可能要由費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室建造的專用儀器提供,霍根期盼這臺(tái)儀器能在一二年內(nèi)建成投入運(yùn)行。
一種積極的研究結(jié)果將挑戰(zhàn)我們所有有關(guān)我們所居住的這個(gè)星球的每一個(gè)假設(shè)。它將顯示,一切事物都是一個(gè)平面上的某個(gè)事物的投射,而這個(gè)事物存在于距離我們數(shù)十億光年的平面上。到目前為止,我們尚不清楚“某個(gè)事物”是什么。也許它與我們生活的方式毫無區(qū)別,但不知怎的,我有點(diǎn)兒懷疑。