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发布时间0：2023-06-07 15:01:06
信息是守恒的吗？如果我们将黑洞加上一起思考，问题就变得复杂了
2021-09-10 05:12:04
来源：网络整理
作者：管理员
宇宙广阔、稀疏而宁静，看起来杂乱无章，实际上运行有序。那么这种有序是如何维持的呢？如果非要用一个词来解答这个问题，那么这个词应该就是“均衡”了。是的，均衡而不变而一切事物变得井然有序。从物理学中我们得知，这个世界表面上千变万化，而本质上却是一成不变的。比如质量是守恒的，一个物体无论形态发生何种变化，结构发生何种改变，哪怕是有固态升华为气态，其质量是不会发生变化的。不仅质量如此，能量也是如此，能量是不会消失的，当然也不可被创造，它只会由一种形式转化为另一种形式。
在质量和能量之外，信息也是守恒的，信息不会被销毁，不论存储信息的形式发生何种改变。举个例子来说吧，我们有一张纸，纸上记载着某些信息，无论我们将这张纸如何折叠，其所记载的信息是不会变化的，就算我们将纸张撕为碎片，其信息只会被分割，而不会变化消失。即使我们将这张纸烧为灰烬，那么由此而产生的烟和留下的尘灰仍然承载着这些信息，从微观的角度来说，两张记载着不同信息的纸张烧毁后所产生的烟尘和温度都是有区别的，而如果我们掌握某种方法就可以通过这些烟尘和温度反推出原有的信息。
因为从微观的角度来看，信息的本质就是粒子的组成方式、原子的结构等等，而这些都是无法被破坏和改变的。这看起来没有什么问题，但是如果我们将宇宙中一种独特的存在加入进来，问题就变得复杂了，这种东西就是我们非常熟悉的黑洞。黑洞是宇宙中一种独特又普通的天体，它是恒星的墓碑，对于黑洞，我们最清晰的认识就是其能够吞噬一切，没错，黑洞可吸收一切，凡是进入黑洞视界之内的物质便无法再逃逸而出。当然，已故理论物理学家霍金的学说表明，进入黑洞的物质在很久很久以后还是会以一种特殊的方式出来的，这种方式被称为霍金辐射。
而我们要说的是，将黑洞加上一起思考之后，你会发现信息守恒定律似乎不能成立了。这种情况被科学家们称之为黑洞信息悖论。为什么信息守恒定律不能成立了呢？我们刚才说过了，承载信息的外在形态无论发生何种变化，信息都不会消失，即使是一堆灰烬和烟尘，其中也蕴含着原有的信息。但是信息一旦进入黑洞，在经历了漫长的岁月之后才以霍金辐射的形式逃逸而出，那么一切就全都变了。因为所有的霍金辐射都是一模一样的，也就是说以霍金辐射逃逸而出的东西并不包含信息，至少不包含原有的信息。
我们无法从霍金辐射反推出原有的信息是什么，这与科学水平无关。黑洞信息悖论困扰着科学家们，而霍金本人倒是对这个问题有一些自己的论点，他认为，进入黑洞的信息最终还是会回到宇宙中来，具体如何回来，他并未作出解释。我们很愿意相信霍金的论点是正确的。因为如果这个论点是错误的，那么信息守恒将会受到挑战，而这将会动摇物理学的基础。宇宙过于庞大，人类有时感到自己寻获了某些宇宙的规律，但是总是会通过悖论发现这些规律实际上是认知不全的结果，之后便会向宇宙的本源理论迈进一小步。当然，也有很多悖论最终被证实是错误的。黑洞信息悖论最终会被证明还是证伪，你怎么看呢？
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