怎麼用很簡單的語言解釋全息原理？

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關於: "一個系統原則上可以由它的邊界上的一些自由度完全描述"

引力的全息原理如果在承認某些黑洞熱力學結論的前提下並不難以理解，引力的全息原理是說任意一個面積為A的區域的熵，有如下關係 $S leqslant A/4$ . 即熵完全由邊界上的自由度來刻畫，對於一個局域的理論這是不可能的，因為局域的理論熵和體積成正比。所以和面積成正比這件事說明引力需要用非局域的理論來描述。

下面來說明這個原理，黑洞作為一個系統，人們發現它具有熱力學特徵，即可以具有傳統的熱力學四定理。對於kerr黑洞

第一定律是 $dM=frac{k}{8pi} dA+Omega dJ$ , J是角動量。其實角動量，或者電勢等均可以看作是熱力學裡面的廣義功。這個定律真正被賦予意義是在霍金髮現黑洞具有熱輻射之後，霍金髮現黑洞的溫度是 $k/2pi$ . 那麼根據dM=TdS, S=A/4.

同時，黑洞的存在會帶來一個矛盾，如果考慮一堆粒子進入了黑洞之中，開始粒子具有熵，進入黑洞之後豈不是說明熵變小了。為了解決這一矛盾，人們提出了廣義的第二定律，意思是說黑洞本身也具有熵，而物體掉入黑洞之後增加了黑洞的熵，考慮黑洞和物體的總熵依然是增加的。

那麼根據熵增加原理，假設開始存在一個面積為A但不是黑洞的區域，如果保持面積不變，給它輸入相應多的物質，那麼最終這部分區域由於能量足夠大會變成成一個黑洞。注意在這個過程中，總熵應該是增加的，而最後只有黑洞，它的熵是A/4。所以一開始的區域內，熵必然要小於這個值，即 $S leqslant A/4$ 。這樣就說明了引力中的全息原理。

之前知乎有類似問題，請參考俺的倆答案：

如何理解「我們的宇宙有可能是遙遠宇宙的全息投影」？ - 知乎

什麽是黑洞信息悖論（black hole information paradox）？

得票第一的大哥我服了。。。

全息原理就是說熵與視界表面積成正比，熵就代表信息量，視界表面積就代表一個系統的邊界面積。即是說，一個系統的所有信息量都反映在邊界處。比如，3維世界的所有信息量只能被放到二維中去研究。在理論物理中，由於黑洞中心是個奇點，物理公式無效，往往用一個視界來包裹它，接著只要研究視界的表面積就能研究黑洞了，跳過了黑洞內部的研究，對研究黑洞本身帶來了極大地便利性

霍金理論認為：黑洞吸引物質，摧毀物質，無法溯源。
但是有人提出了弦理論,並認為----宇宙中，信息是守恆的。黑洞沒有摧毀信息，而是以全息的方式將信息保存下來。
黑洞事件界限是一個三維物體的，二維描述它的中心。落入黑洞的所有物體，在質量中心留下記號。在事件界限留下閃微光的全息圖像。當黑洞從界限發出霍金輻射，輻射和落進去的東西相聯繫，信息並未丟失。

你覺得用2維的表面可以表示出3維物體的所有信息么？
我們目前的可觀測宇宙，很可能是一個多維的真實實體，在低維尺度上的一個投影！
這就是全息原理。

我們上熱統課的時候，可愛的老師開了一個黑洞熱力學的講座。裡面提及了這東西

記得不太清，

意思是說，一個系統的信息，本來你需要體內每一點的信息，但是根據全息原理，你可以通過它的表面計算得到。

有點像高數里的公式，體積分=面積分

不過老師說這個比喻很不恰當，一個是數學技巧，一個是物理思維的跨越》。。（我還是覺得差不多）

全息照片就好像是一個窗口，你從不同角度看過去是相應角度這個物體應該呈現的樣子。效果和3D電影類似，原理不同。

全息照片在理論上存儲的是這個物體表面每個點向空間發射的光信息，因此可以將不同角度的樣子還原出來。