物理学第四禁忌：爱因斯坦又错了，宇宙禁止删除信息？

一个简单的科学事实是：量子力学有一条铁律，宇宙中的“信息”永远不会被摧毁。但爱因斯坦的广义相对论预言，黑洞必须摧毁一切信息。

欢迎来到《物理学100大禁忌》系列。

今天，我们讲物理学第四禁忌。这不再是一个“悖论”，这是一场“战争”。是物理学两大支柱——广义相对论（关于宏观引力）和量子力学（关于微观现实）——在一片终极战场上的殊死搏斗。

这片战场，就是黑洞的“事件视界”。这就是——信息禁忌。

这场战争，源于物理学最根本的“信仰冲突”。

信仰一：爱因斯坦的“黑洞无毛”

广义相对论告诉我们，黑洞是一个“极简”的天体。它吞噬一切，无论是一颗恒星、一艘飞船，还是你本人，最终只剩下三个数字：质量、电荷、自旋。

你所有的“信息”——你的DNA、你的记忆、你独特的原子排列——都被“抹平”了。黑洞不“长毛”（No-Hair Theorem），它不记得自己吃过什么。你的信息，被“删除”了。

信仰二：量子力学的“信息守恒”

量子力学告诉我们，信息永不丢失。这是比能量守恒更底层的定律。

你可以烧掉一本书，但理论上，只要你收集到所有的烟雾、灰烬和热辐射，你就能100%复原这本书的全部内容。宇宙是一个完美的“记账员”，它从不“失忆”。

现在，“禁忌”被触发了。

问题一：当你掉进黑洞时，你的“信息”去哪了？

爱因斯坦说：“被删了。”

量子力学说：“必须在！”

就在双方僵持不下时，史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）在1974年投下了一颗“炸弹”。

霍金证明：黑洞根本不是“只进不出”的。它会“蒸发”！

它会向外辐射一种极其微弱的能量，称为“霍金辐射”。

问题二：霍金辐射里，有你掉进去的“信息”吗？

霍金的计算结果是：没有。

这种辐射是纯粹的、随机的“热量”。它不包含任何关于“黑洞吃过什么”的有用信息。

这就是终极危机：

1. 黑洞吞噬了你（你的信息）。
2. 黑洞通过“霍金辐射”把自己“蒸发”干净了。
3. 它“吐”出来的东西，不包含你的信息。

你的信息，就此从宇宙中被彻底抹除。

这就是“黑洞信息悖论”。

这不是一个思想游戏。这是物理学大厦的“地基”在公然违抗物理学大厦的“钢梁”。

如果信息真的丢失了，那么量子力学就是错的，宇宙的“因果律”将崩溃，整个物理学将土崩瓦解。

你以为你在问“黑洞里有什么？”，不，你是在问“宇宙会得‘老年痴呆症’吗？”

这根本不是什么理论猜想。这就是过去50年里，物理学最前沿的“战场”。

宇宙必须做出选择。

它要么“违背”爱因斯坦的引力（时空是平滑的），要么“违背”量子力学的守恒（信息不丢失）。

所以，物理学第四禁忌“信息悖论”的真相是：

宇宙禁止“删除”现实。

为了“拯救”信息，物理学被迫发明了它最诡异的武器。

武器一：全息原理 (The Holographic Principle)

由杰拉德·特·胡夫特和伦纳德·萨斯坎德提出。

这个理论认为：你的信息，根本就没掉“进去”。

在你接触黑洞“事件视界”的那一刻，你所有的“三维”信息，就像一张“全息照片”一样，被“编码”在了那个“二维”的视界表面上。

你被“压扁”并“涂抹”在了黑洞的表面。

当黑洞蒸发时，“霍金辐射”会像读CD一样，带走这些储存在表面的信息，再把你“释放”回宇宙中（虽然你已经被彻底“打乱重组”了）。

武器二：火墙悖论 (The Firewall Paradox)

这是“全息原理”带来的新问题。如果信息在视界表面，那么视界就不是爱因斯坦所说的“平滑时空”，而是一堵由高能粒子组成的“火焰墙”。任何掉进去的物体都会在接触瞬间被“烧成灰烬”。

这场战争至今没有平息。

但所有的“和平方案”都指向一个结论，一个连霍金本人最终都（不情愿地）承认的结论：

信息，必须被“拯救”。

你，就是你的“信息”。

第四禁忌告诉我们：你这个“独一无二的模式”，是宇宙级的“非卖品”。

宇宙会不惜一切代价（哪怕是在地狱的门口点起“火墙”），来“备份”你存在的过证据。

我们刚刚触碰了关于“信息毁灭”的禁忌。

搞懂了宇宙如何“保存”过去，我们该去面对那个最著名的“篡改”禁忌了。

如果说“信息悖论”是关于“过去”的痕迹（what you were），那么第三大禁忌，就是关于“未来”的（what you will do）。

这是一个宇宙最不希望你去尝试的动作。

那为什么，宇宙会拼尽全力，阻止你回到过去......去“杀死”你的爷爷？

参考文献：

• Hawking, S. W. (1976). Breakdown of predictability in gravitational collapse.Physical Review D.
• Susskind, L. (1995). The World as a Hologram.Journal of Mathematical Physics.
• Almheiri, A., Marolf, D., Polchinski, J., & Sully, J. (2013). Black Holes: Complementarity or Firewalls?Journal of High Energy Physics.
• Hawking, S. W. (2005). Information loss in black holes. Physical Review D