四川
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：
- 黑洞吞噬了你（你的信息）。
- 黑洞通过“霍金辐射”把自己“蒸发”干净了。
- 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
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
