黑洞的全息秘密

　　这张计算机模拟图像显示了一个星系核心的超大质量黑洞。中间的黑色区域代表黑洞的视界，在那里没有光能够逃脱大质量物体的引力。黑洞强大的引力扭曲了它周围的空间，就像一面游乐园的镜子。当恒星掠过黑洞时，背景恒星发出的光被拉长和模糊。鸣谢:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局和D. Coe、J. Anderson和R. van der Marel (STScI)

　　据《今日宇宙》（保罗·m·萨特）：听起来很奇怪，黑洞似乎是全息图。

　　在20世纪80年代，物理学家Jacob Bekenstein能够精确地计算出黑洞增长了多少。如果你给黑洞增加一个比特的信息，它的表面积会增加一个普朗克单位。

　　普朗克长度是可测量的最小距离，大约10-35米，它很重要，因为它正好在我们对物理学的理解完全崩溃的范围内。具体来说，在这个尺度上，我们相信我们需要一个引力的量子理论来理解正在发生的事情。普朗克面积是这个长度的平方，黑洞就是通过这个数量增长的。它可能是宇宙中任何一个数字，但它是这个特定的数字。

　　当我们向黑洞添加信息时，它会以独特的量子引力方式做出反应，这不同于宇宙中的任何其他系统。

　　似乎进入黑洞的信息与其说与其体积有关，不如说与其表面有关。它的二维表面。无论我们向视界注入什么信息，它似乎都停留在那里，直接对这些信息做出反应。似乎我们正在对所有的三维信息进行编码，这些信息是关于在它们的二维表面上什么构建了什么以及什么掉进了黑洞。

　　黑洞和全息图到底有什么关系？为什么宇宙中唯一可以到达的量子力学和引力相遇的地方——也就是黑洞视界——其表面比体积对信息的反应更大，这违反了直觉？大自然试图教给我们一些东西，但我们只能在微弱的低语中领悟其中的道理。

　　所以让我们牵着大自然的手，看看这条路通向何方。如果黑洞是全息图，黑洞是量子引力的显现，那么也许我们开始模糊地看到，透过像伽利略第一次在天空上训练他的自制光学系统时那样朦胧和移动的玻璃，引力的量子理论在本质上必须是全息的，并且全息不仅对我们如何看待神秘的数学物理，而且对现实本身的范围有巨大的影响。

　　这是全息原理背后的推理路线，一个包含不超过三个词的陈述，完全彻底地摧毁了我们对空间、时间、物质和能量的理解:我们生活在全息图中。

　　下一次，也许是最后一次引力革命即将来临。它始于对黑洞是宇宙中最大熵区域的观察，黑洞对信息内容的消耗导致其表面积而不是体积成比例增长。它以对重力的全新理解而结束。