天問：我是宇宙的全息圖嗎？

■ 馬庫斯·喬恩

□ 嚴(yán)小平

看看你的周圍。墻壁、你坐的椅子、你自己的身體——它們似乎全都是真實的、立體的。然而，有這樣一種可能性：我們在宇宙中看到的一切——包括你我——可能只不過是一幅全息圖罷了。（全息圖是以激光為光源，用全景照相機將被攝體記錄在高分辨率的全息膠片上構(gòu)成的圖，它以干涉條紋形式存在。全息圖是一種三維圖像，它與傳統(tǒng)的照片有很大的區(qū)別：傳統(tǒng)的照片呈現(xiàn)的是真實的物理圖像，而全息圖則包含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對比度等信息。）

這聽起來有些可笑，但已有證據(jù)表明，這可能是真的，幾年之內(nèi)我們或許就能確切地了解這一事實。如果結(jié)果證明確實如此，我們有關(guān)現(xiàn)實的常識觀念就將被徹底顛覆。

這種觀點已經(jīng)存在很長時間了，它起源于20世紀(jì)70年代史蒂芬·霍金著作中提出的一個明顯的悖論。霍金發(fā)現(xiàn)，黑洞在緩慢地釋放它們的物質(zhì)，這一現(xiàn)象被稱為霍金輻射。這種霍金輻射似乎不攜帶信息，但一旦黑洞蒸發(fā)，就出現(xiàn)了“初始恒星信息如何出現(xiàn)”的問題。信息不可能被消滅，這是物理學(xué)的基石。

1972年，以色列耶路撒冷希伯來大學(xué)的雅各·貝肯斯坦通過研究證明，一個黑洞的信息量是和它視界的二維表面區(qū)域成比例的。視界指黑洞周圍的一個假想表面，該表面的逃逸速度等于光速。在視界里面，逃逸速度大于光速，因此掉進此點的光或物質(zhì)就會有去無回，無法穿過該表面逃入外面的宇宙。后來，弦論設(shè)法顯示了初始恒星的信息，包括如何在視界上的微小胞塊里編碼，然后再在離開黑洞的霍金輻射上面刻上這些信息的印記。

這個悖論是解決了，但理論物理學(xué)家倫納德·蘇士坎和赫拉德·特霍夫特決定把這個想法推進一步：如果三維恒星可以在黑洞的二維視界上編碼，那么，這一方法也許同樣適用于整個宇宙。畢竟，宇宙擁有420億光年寬的范圍，那是自宇宙大爆炸以來光都還沒能到達(dá)的一個點。蘇士坎和特霍夫特提出，這個二維表面可能將我們?nèi)粘Ｋ姷恼麄€三維宇宙編碼，很像投射到你信用卡上的三維全息圖像。

這聽起來很瘋狂，但我們已經(jīng)看見真相的跡象。理論物理學(xué)家一直懷疑時空是像素化（或顆粒狀）的，因為一個二維表面不可能儲存豐富的信息去完美地表現(xiàn)一個三維物體，這些像素點在一幅全息圖中會更大?！吧硖庍@個（全息的）宇宙，就像身處一部三維電影里一樣，”巴達(dá)維亞費米實驗室的克雷格·霍根說，“總體看上去，它是平滑的、立體的，但如果你靠近屏幕，就能看出它是扁平的、呈顆粒狀的?！?/p>

最近，霍根看到了有關(guān)運動探測儀的讀數(shù)，這是德國漢諾威市的一臺靈敏的運動探測儀，用于探測引力波——時空結(jié)構(gòu)中的波動。引力波尚待GEO 600探測器去發(fā)現(xiàn)，但在2008年，一個意想不到的振動使研究小組的人員大傷腦筋，直到霍根提出，這可能是由于時空的顆粒“量子漲落”引起的，人們才解開心中的謎團。霍根說，按理說，這樣的振動應(yīng)該微弱得難以探測，但事實上，振動大到可以影響GEO 600的讀數(shù)。這正是宇宙確實是一幅全息圖的試驗性證據(jù)。

貝肯斯坦要謹(jǐn)慎一些，他說：“全息的想法僅僅是某些特例所支持的一種假設(shè)。”更好的證據(jù)可能要由費米實驗室建造的專用儀器提供，霍根期盼這臺儀器能在一二年內(nèi)建成投入運行。

一種積極的研究結(jié)果將挑戰(zhàn)我們所有有關(guān)我們所居住的這個星球的每一個假設(shè)。它將顯示，一切事物都是一個平面上的某個事物的投射，而這個事物存在于距離我們數(shù)十億光年的平面上。到目前為止，我們尚不清楚“某個事物”是什么。也許它與我們生活的方式毫無區(qū)別，但不知怎的，我有點兒懷疑。