武夷山分享 http://blog.sciencenet.cn/u/Wuyishan 中国科学技术发展战略研究院研究员;南京大学信息管理系博导

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新增信息从哪儿冒出来的? 精选

已有 4346 次阅读 2011-7-2 07:12 |个人分类:科普小兵|系统分类:观点评述

新增信息从哪儿冒出来的?

武夷山

20071016日出版的《新科学家》杂志发表了天文学出身的科学作家Marcus Chown的报道,题目是It’s all down to a roll of the dice(一切都归结于掷色子)。文章介绍说:

 

美国俄勒冈大学物理系教授Stephen Hsu认为,大爆炸开始之前,“宇宙”只能容纳106比特的信息。现在,宇宙含有约10 86比特的信息,那么,这些新增信息是从哪儿冒出来的?

他认为,这些信息来自量子随机性 (quantum randomness)

 

博主:2010年,Stephen HsuArxiv发表了The black hole information paradox and macroscopic superpositions(黑洞信息悖论和宏观叠加问题),全文见http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1003/1003.5382v1.pdf。可见,他对此类问题有持久的兴趣。

 

在网上找到一篇对Hsu教授学术思想报道的中译文,附在下面(http://treasure.1x1y.com.cn/useracticles/20100905/20100905012854636-11478.html):

 永恒的黑洞--宇宙最终的保险箱

如果你想把一样东西永远藏起来,你会放在哪里? 藏在黑洞里似乎比较安全,但英国科学家斯蒂芬.霍金的一个著名的论断指出黑洞会放出辐射(即霍金辐射),而且如今大多数的物理学家认为这种辐射包含有关其内容物的信息。 现在,可能有一种方法可以制造出一个永恒的黑洞,作为宇宙最终的上了锁的箱子

完成这个不太可能实现的目标的秘诀,是着眼于另一个更奥妙的天体—-白洞得到的。 白洞是时间呈现反转的黑洞,向外喷射而不是吸收物质(能量)。黑洞可能形成于一颗恒星的坍塌,而白洞则会爆炸使一颗新的恒星诞生。 人们从未观测到过白洞,然而广义相对论认为白洞原则上是存在的。

俄勒冈大学尤金分校的斯蒂芬.许想要计算出白洞是否会像黑洞一样放出辐射。 他想出一个特别的方式:将一个白洞放置于一个超真空环境中,并推算,当它喷出内容物时,会放出一种与黑洞中的霍金辐射完全一样的辐射冲击波。

异常困难

许意识到,若是将这个过程反过来,就相当于让一个黑洞在无霍金辐射情况下在超真空中形成并存在。 它变成了一个没有辐射的黑洞,这是非常不可思议的。许说。

问题是,若是将整个过程反过来制造这个永恒的黑洞,就需要在黑洞形成时递送一个制作精密的辐射冲击波。 这个辐射必须正好适合于干涉霍金辐射,不让它释放出来”,许说。

也许在一个高度发达的文明社会,物理学家能够制造出一个不会蒸发的黑洞,”他告诉《新科学家》杂志。 这是异常困难的,但从数学角度来看,是可以做到的。

编码信息

如果黑洞真能建成,它将成为存储敏感信息最理想的场所。

人们认为,通常的黑洞会通过霍金辐射逐渐释放掉内容物。 大多数理论家得出的结论是,黑洞的蒸发类似于烧掉一本书,加州大学圣巴巴拉分校的马丁.艾因霍恩说。 书上所有的信息都被编码为辐射释放这种特别的性质。 从原理上来说,再现原书是可能的---如果你能收集到释放的所有辐射,而且了解重力的量子属性。

但就永恒黑洞来说,“就好像你只是把信息放进一只盒子里,到最后,你仍然拥有这个盒子”,许说。

  

 

 



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