天问：我是宇宙的全息图吗？

■ 马库斯·乔恩

□ 严小平

看看你的周围。墙壁、你坐的椅子、你自己的身体——它们似乎全都是真实的、立体的。然而，有这样一种可能性：我们在宇宙中看到的一切——包括你我——可能只不过是一幅全息图罢了。（全息图是以激光为光源，用全景照相机将被摄体记录在高分辨率的全息胶片上构成的图，它以干涉条纹形式存在。全息图是一种三维图像，它与传统的照片有很大的区别：传统的照片呈现的是真实的物理图像，而全息图则包含了被记录物体的尺寸、形状、亮度和对比度等信息。）

这听起来有些可笑，但已有证据表明，这可能是真的，几年之内我们或许就能确切地了解这一事实。如果结果证明确实如此，我们有关现实的常识观念就将被彻底颠覆。

这种观点已经存在很长时间了，它起源于20世纪70年代史蒂芬·霍金著作中提出的一个明显的悖论。霍金发现，黑洞在缓慢地释放它们的物质，这一现象被称为霍金辐射。这种霍金辐射似乎不携带信息，但一旦黑洞蒸发，就出现了“初始恒星信息如何出现”的问题。信息不可能被消灭，这是物理学的基石。

1972年，以色列耶路撒冷希伯来大学的雅各·贝肯斯坦通过研究证明，一个黑洞的信息量是和它视界的二维表面区域成比例的。视界指黑洞周围的一个假想表面，该表面的逃逸速度等于光速。在视界里面，逃逸速度大于光速，因此掉进此点的光或物质就会有去无回，无法穿过该表面逃入外面的宇宙。后来，弦论设法显示了初始恒星的信息，包括如何在视界上的微小胞块里编码，然后再在离开黑洞的霍金辐射上面刻上这些信息的印记。

这个悖论是解决了，但理论物理学家伦纳德·苏士坎和赫拉德·特霍夫特决定把这个想法推进一步：如果三维恒星可以在黑洞的二维视界上编码，那么，这一方法也许同样适用于整个宇宙。毕竟，宇宙拥有420亿光年宽的范围，那是自宇宙大爆炸以来光都还没能到达的一个点。苏士坎和特霍夫特提出，这个二维表面可能将我们日常所见的整个三维宇宙编码，很像投射到你信用卡上的三维全息图像。

这听起来很疯狂，但我们已经看见真相的迹象。理论物理学家一直怀疑时空是像素化（或颗粒状）的，因为一个二维表面不可能储存丰富的信息去完美地表现一个三维物体，这些像素点在一幅全息图中会更大。“身处这个（全息的）宇宙，就像身处一部三维电影里一样，”巴达维亚费米实验室的克雷格·霍根说，“总体看上去，它是平滑的、立体的，但如果你靠近屏幕，就能看出它是扁平的、呈颗粒状的。”

最近，霍根看到了有关运动探测仪的读数，这是德国汉诺威市的一台灵敏的运动探测仪，用于探测引力波——时空结构中的波动。引力波尚待GEO 600探测器去发现，但在2008年，一个意想不到的振动使研究小组的人员大伤脑筋，直到霍根提出，这可能是由于时空的颗粒“量子涨落”引起的，人们才解开心中的谜团。霍根说，按理说，这样的振动应该微弱得难以探测，但事实上，振动大到可以影响GEO 600的读数。这正是宇宙确实是一幅全息图的试验性证据。

贝肯斯坦要谨慎一些，他说：“全息的想法仅仅是某些特例所支持的一种假设。”更好的证据可能要由费米实验室建造的专用仪器提供，霍根期盼这台仪器能在一二年内建成投入运行。

一种积极的研究结果将挑战我们所有有关我们所居住的这个星球的每一个假设。它将显示，一切事物都是一个平面上的某个事物的投射，而这个事物存在于距离我们数十亿光年的平面上。到目前为止，我们尚不清楚“某个事物”是什么。也许它与我们生活的方式毫无区别，但不知怎的，我有点儿怀疑。