宇宙腦洞：一個物理學上的基本原理，我們的真實世界有兩個版本？

雖然沒有誰見過黑洞，但已經通過實驗證實黑洞確實存在於宇宙中。關於黑洞，有兩個截然不同的理論，一邊是著名的物理學家史蒂芬霍金，另一邊是萊納薩斯金，弦論的建立者之一，那可是物理學界當中出了名困難的分支。史蒂芬霍金主張黑洞會摧毀所吞噬的一切，並且不留痕迹。萊納薩斯金則強烈反對這種看法，他花了十年的時間很努力地想找出霍金在概念上的錯誤。霍金還認為黑洞會輻射出他們所吞噬的物質。

為了證明自己的理論是正確的，萊納薩斯金開始用一種新的角度來審視這個問題，那成為死與生的悖論，這是個宇宙的思考實驗。假設Bob在太空船里環繞著黑洞飛行，Alice決定要跳進黑洞里，A會看到什麼？Alice又會看到什麼？Bob會看到Alice掉進黑洞，Alice越來越接近事件視界，但速度會變慢，因為黑洞的重力會嚴重地扭曲事件視界附近的時空。愛因斯坦的相對論預測，Bob會看到Alice的速度越來越慢，到最後就會停下來。所以從Bob的觀點看，Alice到最後完全靜止，臉上帶著微笑，這就是故事的結局，Alice永遠都無法掉進黑洞里。

但另一方面，Alice對經過的描述則完全不同，她乾脆利落地掉進黑洞，完全沒有感覺到痛苦與碰撞，只有在Alice接近內部時才會開始感覺到不舒服，從那一點起，她會開始感到自己越來越被扭曲。

對同一事件的這兩種描述顯然是相互矛盾的。描述一，Alice在事件視界處。描述二，Alice通過了事件視界。在一個版本中，Alice死了；在另一個版本中，Alice被凍結在時空里，但是還活著。不過萊納薩斯金突然了解到如何能解決這個悖論，並贏得這場黑洞之戰。

萊納薩斯金開始想到某些在發展弦論時所用到的概念，可以解決這個問題。這個悖論，是弦論所探討的課題之一，就是基本粒子不僅是我們所看到的表象。例如你看到一個螺旋槳，它在高速旋轉時，你只能看到中央的旋翼葉軸，看起來就只有一個簡單的粒子。但如果你有高速的相機能捕捉到它旋轉的畫面，你會發現它不只是你所了解的那樣，它有葉片，而且葉片會讓它看起來大一點。

在弦論中，基本粒子在振動之上還有振動，就好像是螺旋槳，在葉片的末端還有更多螺旋槳，而那些螺旋槳末端又有更多螺旋槳，無窮無盡，每一個螺旋槳的轉速都比之前的快。當用高速相機拍攝時，就會看到畫面中出現越來越多的結構。

萊納薩斯金了解到黑洞就像是極高速的相機，物體在接近事件視界時，它顯然會降低該物體的速度。現在就來換一個實驗，同樣是Bob，Alice，還有一個黑洞。不過這次，Alice駕駛者一架飛機，動力是一個弦論螺旋槳。對Alice來說，改變不大，她坐在駕駛艙里，並且飛過了事件視界，自始自終，Alice只看到螺旋槳中央的旋翼葉軸，而且在黑洞的中心，也遭遇到同樣的厄運。

這兩種景象看起來就不在那麼矛盾，Alice若不是在黑洞的中心被壓扁，就是在通過事件視界時被壓扁，萊納薩斯金將這種審視事物的新方法稱為全像原理。

萊納薩斯金的黑洞原理就是在其中心的三維度物體的二維度呈現，解決了訊息遺失的問題。每個掉進黑洞的物體都會把痕迹留在中心部分，以及在事件視界處微微發亮的全像圖上。黑洞從時間視界發出霍金輻射時，那霍金輻射就會連接到掉入的物體，訊息並沒有遺失。

2004年，在都柏林舉行的一場科學會議上，霍金承認輸了，黑洞並沒有摧毀訊息。萊納薩斯金贏了這場黑洞之戰，但他所做的可不僅於此，因為這個理論不僅適用於黑洞，它迫使我們用全新的方式來審視現實世界。就像有兩種版本來形容你我以及這個房間里的一切，其中之一就是，一般所認知的三維度現實世界，而另一個就有點像是這房間牆壁上的全像圖，看起來是完全的混亂，但其中仍有著完全相同的訊息。這個概念現在已不是概念了，而是物理學的基本原理，訊息是儲存在某種全像影片上，地點是宇宙的邊緣。

在某種意義上，三度空間只是真實世界的一個版本，另一個版本存在於數十億光年之外的全像影片上，它在宇宙的邊緣。這兩種現實為何會同時存在，是目前物理學界必須解開的最大謎團，從這一些所衍生出來的最大挑戰之一，就是了解空間本身，為何三維度的空間會把所有的訊息都儲存成二維度的全像圖？

黑洞帶來了這些挑戰，並讓這些挑戰變得更難以克服，因為黑洞實際上是一般空間無法存在的地方，所以如果問空間是如何出現的，目前還沒有人知道。

黑洞在過的將近一個世紀當中一直吸引著人們，我們把它們想成時光機，是前往平行宇宙的捷徑，以及有一天會吞噬地球的怪物，這些想法有一天也許都會獲得證實。但此時此地，黑洞已經對我們有了深遠的影響。它們微微發光的全像表面似乎在告訴我們，我們所認為在這裡的一切，都會反射到那裡去，到我們神秘的宇宙的邊緣！

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！