信息是宇宙的本源嗎？

在談論本源問題時，信息和載體之間的關係會變得異常模糊，界限不清。也許應該換一種問法，是否存在任何不攜帶任何信息的載體？以及是否存在完全獨立於能量、物質、空間和時間的信息？

我個人願意相信，上述兩個問題的答案都是否。即任何所謂的載體都必然含有某種信息，其次信息無法獨立於時空能量和物質而獨自存在著，換言之，我認為信息是本源的屬性之一，如果一定要談論本源的話。拋開純粹的哲學思考，回到我們身處的真實宇宙世界中來，那麼關於信息，當前有一個相當激動人心的悖論。

黑洞會摧毀落入其中的物質的所有信息嗎？最初，提出黑洞輻射的霍金認為會，因為霍金當初認為，由於黑洞輻射的隨機性，它們將無法攜帶有效信息。但隨後一些量子物理學家發現，如果黑洞會摧毀落入其中物質的所有信息，那麼黑洞將會變得極其常見，隨著黑洞越來越小，其信息密度會越來越高，這會導致任何物質碰撞產生出一個黑洞的概率將上升到幾乎無窮大，而這樣的事並沒有在我們周圍發生。

圖示：在黑洞事件視界附近的虛空中不斷衍生著虛粒子對，本該隨生隨滅的虛粒子對，現在受到黑洞的影響，一者墜入黑洞之中，一者遠離黑洞，由此產生的效果就是黑洞會經由此途徑釋放出能量，伴隨著能量的釋放（黑洞輻射或霍金輻射），黑洞會變小最終消失，這一過程被稱為黑洞蒸發。而這一過程，看起來在理論上完全不可逆轉，因此這也就意味著信息的徹底毀滅。

但是如果認為，霍金輻射中逃逸的虛粒子能夠攜帶走信息，這就需要墜入黑洞中的那個虛粒子擁有極高的能量，這被通俗的稱為黑洞火牆。或者要求信息的傳播速度可以超越光速，因此能從黑洞中逃逸出來。但不管是黑洞火牆還是超光速進行信息傳遞，都嚴重違背愛因斯坦的廣義相對論，除非在實驗中得到證實，否則人們不能用這麼簡單的辦法就認為自己解決了問題。而目前，我們沒有任何手段去觀察黑洞火牆或者超光速信息傳播。

2014年，法國馬賽大學的卡洛·羅威利(Carlo Rovelli)和荷蘭內梅亨大學的弗朗西斯卡·維多圖（Francesca Vidotto），嘗試用量子引力效應解決這個問題。他們認為量子引力效應的存在，阻止了物質真的坍塌形成奇點，而只是到達最大的壓縮狀態。物質的能量密度到達普朗克規模（10^-99立方厘米）時，就達到了物理學上可能的最小體積。注意是物理學上不是數學上。

如果事實的確如此，那麼隨著黑洞的蒸發和收縮，它就會逼近普朗克點，而在這時將不再存在黑洞視界，所有圍困在黑洞里的信息將全部逃逸，這時候不需要超越光速就能離開黑洞了。那麼 ，在這種情況下，信息悖論就迎刃而解，所有的信息將重新釋放回宇宙。

維多圖認為，「黑洞有一個巨大的殘餘物——普朗克恆星——這使得我們能夠理解黑洞的蒸發以及它生命的最終階段。因對黑洞理解不夠透徹而導致的信息悖論，此時也將不復存在。」

附註：1900年，物理學家馬克斯·普朗克發現，能量可以分為不可再分割的單位，並將其命名為「量子」。除能量之外，也由此衍生出普朗克時間（最小時間間隔1E-43秒），普朗克長度（最小長度1.6x1E-33厘米，大約為質子/1022），以及本文提到的普朗克體積。

圖示：青年普朗克

你的讚賞是我堅持原創的動力

讚賞共 0 人讚賞
推薦閱讀：