來自黑洞的信息

如果你經常使用電腦，你一定知道，要是你想把一個文件刪除，你只需要把它拖到“回收站”里，然后在“回收站”的圖標上點擊鼠標的右鍵，選擇“清空回收站”，這時一個窗口會彈出來，詢問你是否刪除。選擇“確定”，里面的文件就永遠“拜拜”了。

浩瀚的宇宙中也有類似的“回收站”，這就是被人們稱為“黑洞”的天體，它們是超大恒星演變而來的。它們靜靜地潛伏在幽暗的太空里，將一不留神踏入禁區的天體一口咬住，撕得粉碎，吞進肚子。

在一般情況下，從回收站中刪去的文件都不會再復原了，文件的創建時間、大小、格式等有關信息當然也都不存在了，那么被黑洞扯進去的物質，它們原來的信息還存在嗎?

恐怖的地獄？

有人給黑洞勾勒出這樣一幅恐怖的畫像：進入黑洞的所有物質的信息都會煙消云散、神秘丟失。黑洞簡直就是一個全自動的“回收站”，對宇宙中的小天體不斷地進行著“刪除”操作，除了這些天體的能量還像硬盤空間一樣保留外，其他信息都無影無蹤了。

這幅畫像的作者正是英國天文學家霍金，他被人們稱為“當代愛因斯坦”。在上世紀70年代，霍金提出了“黑洞蒸發”的觀點。他認為，在黑洞視界（視界就是黑洞“勢力范圍”的邊界，物質一旦進入視界就無法逃逸出去）外面，正反粒子會成對出現，然后一個粒子被黑洞吸收，另一個則被遠遠拋到外面。粒子對誕生所需要的能量就來自于黑洞，所以，黑洞“制造”了兩個粒子，但僅僅“吞食”了一個，它損失了相當于一個粒子的能量。黑洞就是這樣緩慢地“蒸發”著，這種現象又叫“霍金輻射”。

但是霍金同時認為，黑洞蒸發并不會釋放任何信息，這個過程是隨機發生的，釋放出的粒子雜亂無章。當黑洞將一頭大象吞入腹中以后，吐出來的可能只是一些零散的肉沫或骨渣，甚至是灰燼，從這些殘渣當中，根本不可能再得到有關大象的任何信息。黑洞好似一個陰森的焚化場！

“霍金輻射”盡管指明了黑洞未來的命運，但是它卻給人們帶來了新的難題，讓無數科學家們都感到頭痛。當黑洞完全蒸發完畢以后，里面的信息自然也就莫名奇妙地消失了。

這個結論嚴重違背了人們傳統的觀念，那就是：實物粒子的信息是無法被摧毀的，它只能從一個地方轉移到另一個地方——比如通過電磁波或其他的方式傳遞；或者糾纏在一起，隱藏為更為復雜的形態——好比一些秘密的文字可以編譯成密碼，通過解碼還可以將信息還原。

這個疑問被稱為“黑洞信息悖論”，科學家們爭來爭去也沒有合理的解釋。是霍金的理論有問題，還是我們的傳統觀念是錯誤的?

黑洞是個整容院？

一開始，霍金對他的觀點深信不疑，因為他的理論連同熱力學、相對論以及大爆炸理論，是一個完美的統一體。所以盡管有一些科學家提出疑問，霍金卻堅持自己的理論無可挑剔，這讓持懷疑態度的科學家們非常不高興。他們爭辯說，黑洞向外發出的輻射并不是隨機的，而是黑洞經過“精心處理”以后的結果，其中就含有黑洞內部的信息。

1997年，美國加州理工學院的普瑞斯基爾教授與霍金打了一個賭，霍金認為黑洞永遠不會釋放信息，而普瑞斯基爾的觀點相反。他們約定，輸的一方要送給贏的一方一套百科全書，寓意是從百科全書中可以獲取“信息”。到了2004年夏天，霍金終于不再固執己見，他承認黑洞是可以釋放信息的。進入黑洞的信息電和傳統意義上的信息一樣，既能從黑洞中馬上傳遞出來，也可以隱藏在黑洞的內部，處于一種糾纏的狀態，呆上一段時間以后再釋放出來。

霍金解釋道：“假如你跳入黑洞，你的質量和能量將會回到我們的宇宙，但是是以一種徹底分化與瓦解的形式出現的。它含有的信息正如你原來所擁有的那樣，但是它已經不再能加以辨別。”黑洞終于擺脫了陰森恐怖的形象，現在的它倒好像一個整容院，如果你能進去再出來，那么你還是你，只不過已經是面目全非，再也認不出來了。

賭輸了的霍金先生老老實實送給了普瑞斯基爾教授一套百科全書，暫時給這個爭論畫上了一個休止符，那么，這是否就是黑洞信息悖論的終極解釋呢？

平行宇宙之門？

2007年，僅僅在霍金提出新觀點三年以后，兩位科學家用嚴格的實驗對這一問題再次進行了論證，實驗的結果出乎所有人的意料。

霍金的觀點是，進入黑洞的信息既可以馬上釋放，又可以改頭換面隱藏起來。但是這兩位科學家通過實驗發現，進入黑洞內的信息根本不會老老實實地躲起來，它們只有一種可能：被傳遞出去，從這里消失，然后在另一個地方馬上又冒出來。那么，如果進入黑洞的信息必須被轉移，它們又去向何方了呢?是一邊被黑洞吸收，一邊被完好地釋放出來嗎?科學家承認存在這種可能性，但又同時指出，黑洞有可能是將大量的信息一股腦地傾瀉出來。無數信息擠壓在一起，就像一塊巨大的壓縮餅干，人們要想把單獨的、可利用的信息從里面提取出來，以現在的手段幾乎是不可能的。

還有一種解釋是，進入黑洞的信息有可能被迅速地轉移到了另一個宇宙空間，一個被人們稱為“平行宇宙”的地方。“平行宇宙”理論認為，在我們生活的這個宇宙之外，有可能同時存在著一個、甚至很多個一模一樣的宇宙，里面也有完全相似的天體系統和生命家園，在那里也許就在此刻，一個一般無二的“你”也在拿著本《大科技·科學之謎》，津津有味地讀著。

霍金在承認黑洞可能釋放信息的時候，曾經否認了平行宇宙存在的可能性，這一度讓全世界的科幻迷們大失所望。然而今天，這個充滿浪漫色彩的設想又重新跨出想象的層面，走到了科學的前臺。實驗結果告訴人們，經典量子力學和霍金的理論可能都是不完善的，一種新的理論系統必須被建立起來。也許未來的天文物理研究還會給我們帶來更加激動人心的發現，而黑洞信息之謎最終也會有一個完美的答案。

（選自《科學之謎》）