★我們所處的三維世界有可能是宇宙的終極幻像嗎？

1丁：文章很長，不容易理解，有一部類似信息的電影叫“啟動原始碼Source Code”以一個足智多謀的故事傳達我們的「獨立大腦」如何--在不同的時間框架--憑空(解碼)架構出我們的整個世界，這世界包括「我的存在實體」 。感興趣的讀者可以查看.. 作為本文一個做资料豐富的參考，這部影片獲得廣泛好評，爛番茄有90%好評，IMDB打分為8.0分,錯過就可惜了！　

我們所處的三維世界有可能是宇宙的終極幻像嗎？Marcus Chown稱一台德國探測器捕捉信息的分析結果暗示：人類的存在都只不過是投影。
　　

　　駕駛在德國漢諾威巿南部的鄉村，容易錯過的景點莫過於引力波探測計劃GEO600所在地。它的外貌並不起眼：角落裡建著一棟配套的方形臨時建築，兩條 覆蓋著波紋鋼的溝渠以適當的角度向外延長，溝渠裡則安裝著長達600米的探測器。引力波由超新星爆發、黑洞相撞等產生，使空間和時間變形，當通過地球時擠 壓和膨脹物質。

不過，引力波的影響力很弱，在Geo600實驗室，引力波只能令探測器的臂部搖動相當於原子核直徑的一萬分之一，但改裝後可以探測到如此細 微的變化。

【關於GEO600引力波探測器：探尋宇宙漣漪　】
　
黑洞與中子星相碰撞釋放出引力波的模擬圖　　　　

德國GEO600探測器
　　在過去的7年間，這項德國計劃一直在尋找引力波，一種由像中子星和黑洞這樣超密度天體的引起時空波動。雖然目前為止還未有發現任何引力波，但它可能已在無意中獲得了半世紀以來物理學中最重要的發現。

　　幾個月來，GEO600的研究人員一直對這個巨型探測器中揮之不去的噪音困擾不已，直到某天，一位研究員靈光閃現，才對噪音的存在作出了合理的解釋。 事實上，在這位研究人員在知道他們測得噪音之前就已經預測了它的存在。

而根據一位工作在伊利諾斯州巴達維亞的費米實驗室粒子物理分部的物理學家Craig Hogan的推測，其實GEO600的研究人員已經無意中發現時空的極限，處於這一極限的時間和空間的行為更像粒子，而非愛因斯坦所描述的處於平滑的連續狀態，好比一幅報紙圖片放大到一定倍數時你就會發現它是由像素點組成。「看起來好像探測器正遭受微觀量子振動的襲擊」Hogan解釋道。

　　如果這都讓你無動於衷的話，那麼已被任命為費米實驗中心粒子天體物理學主任的Hogan的這句話應該會讓你大吃一驚：「假如GEO600得到的結果和我的推測吻合，那麼可以判斷，我們都生活在一幅巨大的宇宙全息圖中。」
　　

　　這一觀點聽起來荒謬，但卻是我們對某些事物理解的自然延伸，這些事物中包括黑洞以及擁有堅實理論基礎的事件。同時，這一觀點也給物理學家努力研究宇宙在最基本的層次上的運動狀態時提供了十分有用的幫助。

　　信用卡和紙幣上的全息圖印刻在平面的塑膠膜上，當光線從全息圖上反射時便會產生立體圖像。上世紀九十年代，物理學家Leonard Susskind和諾貝爾獎獲得者Gerard't Hooft共同提出：全息原理或許能應用於整個宇宙，我們的日常生活體驗可能就是一幅來自遙遠地區二維平面反射的全息投影圖。(1ding: 二維??..个人見解是5維的高我透過4維~ 即夢境層級的星界平面-模板藍圖 astral plane/blueprint template~的全息投影圖,即是我們的日常生活體驗,見下圖)

　　GEO600的激光是否已經證明

時空的基本模糊性？

　　全息原理讓人難以接受。難以想像的是宇宙另一邊正發生的事情控制著你起床、刷牙和閱讀這篇文章等行為。雖然理論家有足夠的理由相信在很多方面全息原理的存在是真實可信的，但沒有人知道人類生活在全息圖中這一假設到底意味著什麼?(意味著..【宇宙法則】07.投射法則 ?)

　　
　　Susskind和Hooft這一非凡觀點的靈感來源於以色列耶路撒冷希伯萊大學的Jacob Bekenstein和劍橋大學的Stephen Hawking，後兩者對黑洞的研究具有開創性的貢獻。七十年代中期，Hawking證明黑洞並非完全「黑不見底」，而是緩慢地釋放出輻射，如此導致的結果是黑洞最終蒸發消失。然而，謎題隨之出現：稱之為霍金輻射的熱輻射本身並不攜帶黑洞內部的任何信息，當黑洞消失之後，坍塌為黑洞的恆星的全部信息也隨之消失，如此推導的結果與信息永不消失這一被廣泛接受的原理相悖。

對於解決這個「黑洞信息悖論」，Bekenstein的研究提供了重要的線索，他發現黑洞熵值，也就是黑洞的信息容量，正比於其「視界」表面積，視界是黑洞在理論上的外表面，它籠罩著洞口，標出了界限，任何踰越這道界限的物質和光都無法從中逃脫。【關於「黑洞信息悖論」：亦稱「霍金悖論」，參見百度百科或金山詞典。】
　　

　　理論家由此證明微觀量子在視界的波動會編碼黑洞內部的信息，故當黑洞蒸發消失時信息並沒有離奇失蹤。
　　重要的是，此結論深化了對物理學的理解：坍塌為黑洞的恆星的三維信息能夠完整地被編碼在黑洞的二維視界上，這與將物體的立體圖像編碼在二維的全息圖上並無不同。Susskind和Hooft進一步解釋到：宇宙作為一個整體，同樣有其視界，來自視界另一面的光線在宇宙137億年的壽命期間內是無法到達地球的。
　　另外，多個弦論學家，尤其是來自普林斯頓高等研究院的Juan Maldacena的工作已經證明，以上的研究方向是正確的，並證明了物理規律在設想的形似普林格薯片的五維宇宙中與在四維空間中毫無二致。
　　　

　　根據Hogan的推斷，我們對時空的認識會因此得到根本性的改變。理論物理學家長期以來都認為量子效應會在最小的 尺度上引起時空的嚴重扭曲，在這個倍率上，時空的基本結構趨向粒子，並且是由類似像素、但是比質子還小一千億億倍的微小單元構成的。這個單元的長度稱作普 郎克長度，為1×10-35米，如此微小的長度在任何實驗條件下都無法實現，以至於沒人可以想像能夠親眼看到組成時空的粒子。
　　「看似量子的劇烈運動會衍生橫向的振動，難以置信的是實驗捕獲了由這些振動引起的噪音。」

　　直到Hogan意識到全息原理會給世界帶來翻天覆地的變化時他才確認自己的推斷是正確的。如果時間和空間都是由粒子構成的全息圖，那麼你可以把宇宙想成一個球體，它的外表面覆蓋著普朗克長度見方的正方形，每一片正方形都包含一比特的信息。根據全息原理，宇宙外表面包含的信息數量必須與宇宙內部所容納的比特數相符

。
　　然而考慮到球形宇宙的體積大大地大於它的外表面，要實現這一點可能嗎？Hogan意識到要實現宇宙內外比特數一致，則組成宇宙內部物質的粒子直徑必須較普朗克長度長，Hogan用另一種說法解釋到：一個全息的宇宙是一個模糊的宇宙。
　　
對於任何致力於證明時空最小單元的人這都是個利好消息。「雖然與設想的情況相反，但它使在現有的實驗條件下觀測量子的微小結構成為可能。如果你生活在 全息圖中，你就能通過測量宇宙的模糊程度來得知這一點。」Hogan如是說。所以既然普朗克長度小到無法實驗測量，那麼就測量其大到近10-16米的全息 投影。
　　當Hogan初次意識到這一點時，他還在猶豫是否存在這樣的實驗能夠探測到時空的全息模糊性，然後GEO600進入了我們的視線。

　　類似於GEO600這樣的引力波探測器從本質上講都是非常靈敏的標尺。它的工作原理如下：當引力波通過GEO600時，它就會引起空間在一個方向伸展 和另一個方向收縮的交替運動，為檢測空間運動的存在，GEO600會發射單一的激光束並使之透過稱為分束器的半鍍銀鏡，此後激光被分為兩束，分別進入裝置 中600米長的互相垂直的兩臂，激光經多次反射後回到分束器並生成干涉圖，干涉圖上亮區表示光波相互疊，暗區表示光波相互抵消，亮區和暗區的任何移動則表 明兩臂的長度已經發生了改變。
　　「實驗的關鍵在於，標尺對遠小於質子直徑長度的變化非常靈敏。」Hogan說。
　　
　　那麼引力波探測器有可能探測到粒子狀時空全息投影嗎？
　　Hogan認為全世界五個引力波探測器中，英德合作的GEO600應該是最能滿足他的要求。他預測到，如果實驗的分束器受到時空量子波動的衝擊，那麼檢測的結果就會顯示出來（《物理評論D》, vol 77, p104031）。「無規則振動產生的噪音會混合在激光信號中。」
　　Hogan曾在六月份將自己的預測發送給GEO600的研究團隊。「不可思議，我發現實驗裝置那時檢測到莫名的噪音。」Hogan說。工作在德國波茨坦市馬克斯.普郎克重力物理學研究院和漢諾威大學的GEO600項目負責人Karsten Danzmann承認，額外噪音的頻率在300到1500赫茲之間，已經困擾了項目團隊有好長一段時間。

　　Karsten Danzmann回覆了Hogan的來信，並給他發送了一幅噪音的波譜圖。「跟我的預測如出一轍，就好像是分束器在作額外的振動。」Hogan說。
　　然而，即便是Hogan也不能斷定GEO600已經發現證據證明我們生活在一個全息的宇宙，現在還為時尚早。Hogan認為：「噪音源可能平凡無奇。」
　　
　　引力波探測器極其靈敏，所以操作人員必須倍加細緻才能排除噪音的干擾。他們必須考慮到頭頂云層的流動、遠處車輛的往來、地殼的震動和其它各式各樣可能 遮蔽真正信號的干擾源。「日常的靈敏度改進操作往往不可避免地產生噪音，我們的工作還包括鑑別噪音來源、消除其影響，然後繼續跟蹤另一噪音源。」 Danzmann說。由於目前為止沒有明確的噪音源能解釋GEO600的噪音，故Danzmann還談到：「我認為當前情況並不樂觀，但不是真正令人擔 憂。」

　　GEO600團隊曾一度以為Hogan在意的噪音是由於分束器上的溫度波動，然而計算結果表明溫度波動產生的噪音頂多佔三分之一。
　　Danzmann提到會對GEO600進行若干項有計劃的升級以提高其靈敏度，並消除幾種可能的噪音源，他說「如果在採取這些措施之後，情況仍得不到 改善，那我們就不得不重新思考了。」對於引力波研究者來說，如果GEO600確實發現了源於時空量子波動的全息噪音，那麼不得不說這是一把雙刃劍：一方 面，噪音會阻礙團隊對引力波的探測，另一方面，它又代表著一項更加重大的發現。

　　如此情形並非史無前例。研究者們曾為尋找質子衰變時放出的輻射建造巨型探測器，結果探測器卻沒有找到這樣的輻射。，但它們發現了中微子會在不同形態之間相互轉換，應該說此發現尤為重要些，因為我們可以從中得知宇宙為何是由物質而非反物質組成(《新科學家》, 2008年4月12日, p26)。
　　如果一台設備是建來探測天體物理學中引力波源那樣大的事物，但一個不留神卻發現小的不能再小的時空粒子，那可真是適得其反。「身為一名基礎物理學家，在我看來，發現全息噪音要有趣得多。」
　　
　　儘管Hogan的判斷正確，而且全息噪音的確會影響GEO600對引力波檢測的靈敏度，但Danzmann還是樂觀的，他說：「即便是噪音限制了 GEO600在某些頻率段的靈敏度，但相對於能夠首次發現時空的粒子性，這只是微小的代價。我們應當高興，畢竟在很長一段時間內這都會是極其重要的發現之 一。」

　　然而Danzmann對Hogan的想法依然持謹慎態度，並認為相關理論工作有待跟進，他說：「這頂多只是個新鮮有趣的想法，還構不上真正的理論」。Danzmann和很多人都認為現在做出確切的說明還為時尚早，「至少早了一年，讓我們走著瞧。」Danzmann說。

　　謎題存在的時間越久，人們的建造專屬設備詳細調查全息噪音的動機就越強烈。來自西雅圖華盛頓大學的John Cramer認為，Hogan的預測能跟GEO600項目實驗聯繫起來是一件「僥倖」事件，他說：「事情再清楚不過了，如果他們有意識地專注於全息噪音的測繪、特徵性質的研究和相關的實驗現象，那麼實驗結果會好得多。」

　　根據Hogan所說，有一種可能是利用一種叫原子干涉儀的設備來探測全息噪音，其原理與激光探測器相同，但使用的光束由超冷原子製成，而非激光。因為原子**長遠小於光**長，所以比起引力波探測器，原子干涉儀的體積明顯縮小，價格也更便宜。
　
　　那麼如果全息噪音確實被發現了又意味著什麼？Cramer把它比喻成1964年新澤西州貝爾實驗室天線接收的未知噪音，此噪音結果被證明是大爆炸後的餘暉：宇宙微波背景輻射，他說：「這一發現不僅使Arno Penzias 和Robert Wilson獲得諾貝爾獎，而且證實了大爆炸的存在，從此開闢了一片新的宇宙學領域。」

　　Hogan說得更具體：「忘記《微量情愫》（Quantum of Solace，即「007量子危機」）吧，我們可以直接觀察到時間量子，也就是可能的最小時間間隔，其定義為一顆光子以光速行進過普朗克長度的距離所花的時間。」

　　更為重要的是，全息原理的確立對嘗試統一量子力學和愛因斯坦引力理論的研究者有很大的幫助。現在研究量子引力學最 流行的方向是弦理論，研究者希望通過弦理論來描述宇宙在最基本的層次上的事件。不僅如此，Cramer還說到：「全息時空可被應用於與弦理論有密切聯繫的 重力量子化過程中，結果是，量子引力學裡某些理論可能被證明是錯誤的，而另一些理論則得到加強。」

　　Hogan認為全息原理一旦得以確認，就會排除所有與全息原理相悖的研究量子引力的方向，反過來說，對於那些與之相容的方向，包括一些基於弦理論的方 向和名為「矩陣理論」的方向，這也是一個催進。「最終，我們會從量子理論中揭開時空的真空面目。」隨著研究的繼續，我們再難有更驚人的發現了。」。　　

★霍金的黑洞信息悖論---信息守恆的背後故事（2004-10-25 新華網+中科院科普網）
　　2004年7月21日，英國科學家霍金宣稱他已經解決了黑洞信息悖論(又稱黑洞信息佯謬)，這立即成為轟動一時的頭條新聞。然而近三個月以來，知名科學家紛紛對他的新論表示懷疑，物理學界對於霍金新論的反應可以用一句話來概括：「請告訴我們具體的證明方法」。

　　在都柏林舉行的第17次廣義相對論研討會上，儘管霍金提交了描述這一新理論的提綱，但以數學方法研究物理問題著稱於世的他，至今並未發表論文闡釋其理論的具體數學推演步驟。　　

　　神奇的黑洞　　　　　　　　　　　　　　迄今發現的最大最古老的黑洞
　　

　　黑洞信息悖論是他本人於1976年發現的。所謂黑洞，是時空的一個區域，這個區域內的引力非常強大，以至於任何東西，甚至光都不能從中逃逸出來。長期 以來，科學家們認為黑洞會吞噬一切。但1974年，霍金提出，黑洞一旦形成，就會「蒸發」輻射出能量，同時損失質量，這種輻射亦稱為「霍金輻射」（見左 圖）。
　　
　　霍金這一理論是黑洞研究中的一個重大進展。但與此同時，他又製造出了一個新的難題。霍金在1976年的另一篇論文中對此做出闡述：黑洞輻射並不含有任 何黑洞內部的信息，在黑洞損失殆盡之後，所有信息都會丟失。而根據量子力學的定律，信息是不可能被徹底抹掉的，霍金的說法產生了矛盾，這就是「黑洞信息悖 論」。

　　當時霍金辯稱，黑洞的引力場過於強大，量子力學的定律並不適用，但他這種解釋並不令學術界感到信服。哈佛大學物理學家施特勒明格就直言「我並不相信霍金1976年的理論，儘管我不知道他的計算到底錯在哪裡」。
　　大約10年前，物理學家發現了用弦理論分析黑洞的方法，這種方法得到科學界的普遍認可。分析結果顯示，弦理論同霍金的理論產生了衝突。不幸地是，弦理 論也並未表明霍金1976年的推演錯在哪裡。那麼結果自然是：要麼霍金錯(但物理學家認為他的論證簡潔而優美)，要麼弦理論的假設之一是錯誤的(該理論本 應是對世界本源的一個巨大發現)。
　　
　 　和1976年的分析方法不一樣，霍金新理論所使用的方法是基於普林斯頓大學理論家馬德西納的最新研究成果。簡言之，霍金認為，假如經過很長的時間段，黑 洞完全蒸發時，幺正性(量子物理學的最基本屬性)和信息都能被令人滿意地保存住。僅僅在中間階段，那時黑洞仍在蒸發，將出現信息丟失的情況。但是這一分析 並未詳細表明信息如何出現，也未表明他是怎樣調和1976年理論與較近時弦理論計算結果間的矛盾。
　　
　　這令許多物理學家丈二和尚摸不著頭腦。耶路撒冷希伯來大學的貝肯施泰因教授說，「我當時雖在都柏林與會，但根本不知所云，我的同行們也有同感」。加州 理工大學索恩教授稱，這「可能需要專家們費時數年才能達成一致看法」。有一些專家對霍金尚未發表論文就急下斷言的態度表示不滿，但也有一些人對霍金現在終 於贊同弦理論家堅持了10年的理論而感到暗自得意——儘管霍金的本意並非如此。像貝肯施泰因這樣的一些人認為，早在霍金新論出現之前，信息悖論就已經被解 決了。

　　但其他人則認為，即使是由霍金和線性理論一起來論證，也未必就已萬事大吉。哈佛大學物理學家瓦法認為，若要清楚地解決這一悖論還有許多研究要做：「黑洞幺正性問題牽涉這麼多方面，很難相信一篇論文就能全部解決——不管這篇論文的作者是誰！」

　　我國黑洞研究專家，北京師範大學的趙崢教授。趙教授說，目前霍金關於黑洞的最新研究成果只有媒體消息，學術論文還沒有發表，所以這一新的理論還有待證 實。1974年霍金證明黑洞有溫度、有輻射。霍金輻射的發現使黑洞和霍金本人都變得家喻戶曉；霍金提出的「黑洞熱輻射」理論是20世紀最傑出的理論物理成 就之一，但當時這一理論的一些觀點受到了量子物理學者的質疑。此次霍金提出的新觀點───黑洞在某一時間，將會把它吞掉的信息釋放出來，從表面上看彌補了 他以前理論的缺陷，但是這也不足以肯定這一理論就是正確的。趙教授解釋，物質所包含的信息並不像質量或能量一樣具有守恆的性質，因此霍金此前的信息消失理 論並不是完全無法接受的。　　

★宇宙是意識的反映？宇宙只是幻象！

一個世紀以來，物理學家們一直在思考這個問題：支配著無限小的規律似乎難以理解。然而，如果我們承認量子現實只是一種錯覺的話，那麼一切就清楚了！這一認識將掀起一場全面的革命。
　　「我們應該修改物理學教材了！」2005年8月，在德國康斯坦茨湖畔一所大學的最高建築的頂樓，美國物理學家克里斯托弗·福熙（Christopher Fuch）用這樣一個大膽的提議作為其組織的系列研討會的開場白。

康斯坦茨大學出資邀請了50多位美國、加拿大、英國以及意大利、法國和澳大利亞的 物理學家和哲學家來參加這一為期一週的會議。他們都是微觀物質運動規律研究領域的頂尖專家。其中的一些學者極具威望，但他們也毫不猶豫的推翻了自己曾經持 有的觀點。作為門外漢，我們無法深入理解研討會期間專家們徹夜爭論的深奧的數學問題。不過，他們討論都是圍繞著這樣一個觀點展開的：物理學為我們描繪的世界不是真實的物質世界，只是一個巨大的幻象！

 　　這讓我們一下子墜入了雲霧之中。在我們一貫的觀念中，物理學的目的，正如字典裡所清晰定義的那樣，不就是「研究物質的屬性」嗎？物理學家們的確是通過 對如同康斯坦茨湖畔的石頭一般真實存在的物體的考察和研究，才得以提出了現有的物理學理論。那麼憑什麼說物理學描繪的只是一個幻象呢？很簡單，這是因為物 理學家們在抽絲剝繭般梳理「客觀現實」這塊織物的「纖維」時，令其支離破碎了。而物理學的本義，也因此突然變得支離破碎了。
　　
　　這種觀點最早是在20世紀初提出的，當時物理學家們剛剛能夠深入探尋我們這個物質世界的奧妙。他們為自己的發現感到驚奇。

在此之前，人們已經習慣性的 認為，物體要麼是波動，就像海面上蕩漾的波浪；要麼是在時空中運動著的粒子，就像綠色球檯上滾動著的檯球。

然而，物理學家們進行了更加深入的考察，他們發 現光、原子或電子的運動似乎並非如此。比如，在某些條件下，通常被看作波動的光卻會像粒子一樣的運動；同樣，通常被當作粒子的電子有時則會像波一樣運動！
　　
⊙還物理學一個真相　　
　　短短幾年間，物理學家們在創造概念方面作出了史無前例的努力，他們以純經驗論的方式漸漸構造起了一個數學大廈，用以描繪那種種「令人難以置信」的物質 運動。就這樣，量子力學在1925年正式誕生了，從此不可動搖。但是，要承認量子力學，就意味著必須拋棄海浪和檯球，而承認物體——包括電子、原子、分子 以至石頭——都是由一個極其複雜的代數概念（即「希爾伯特Hilbert空間的態矢量」）組成的。

這也意味著還必須接受一套支配物體演化的新規則，使物體 之間能以超越空間和時間的方式發生聯繫，並同時具有幾種不同的態，而當人們對它們進行觀察時又會根據某些非常精確的概率法則任意縮減為一個單一態。

(真相是：當你超越了四維，隨之而來的一切不斷地自我修改。它們非線性，不可數，是不斷改變的能量的混合。你會看到其中的模式。未來500年的物理 )

物理學 家們不得不接受這些如此「離奇」的概念。因為，據說，這個奇異的量子世界正是我們所處的世界，這一理論從來沒有受到懷疑；而且這一理論確實也曾成功的預言 了各種化學元素的屬性、激光和電子芯片的特性、DNA的穩定性甚至核反應的「爆炸性」。儘管康斯坦茨湖中的鵝卵石看起來似乎並未表現出這些奇異的特性（這 些特性只在微觀系統能夠觀察到），但量子力學的使命的確就是描述圍繞在我們身邊以及構成我們的物質的內部運動。
　　而在這裡，我們顯然看到了一個大問題！量子力學作為物理學領域中描述物質最深刻的理論，為什麼它距離我們的傳統觀念如此遙遠？為什麼這一學說最基本的理論都如此難以理解？現實真的是如此超出我們的想像嗎？

30年來，每年都要舉行一些大型的國際學術研討會，目的是通過對目前掌握的十幾條線索進行分析，再現能與當代物理學研究數據相一致的真實世界的面貌。然而問題的關鍵在於，每一種對於世界的「現實的」詮釋看上去都那麼超現實 最著名的一種詮釋是1957年美國物理學家休·艾福雷特（Hugh Everett）提出的：針對「為什麼量子物體能同時具備多態，但在人們對其加以測量時又縮減為單一態」

這一問題，艾福雷特解釋說，其他所有的態確實存在，只不過它們存在於平行世界中。而在克里斯托弗·福熙看來，這些研究工作都誤入了歧途：「我們的任務並不是要為了證明量子理論的意義，而去額外的製造更多的結構、更多的定義和更多像科幻一般的假設。我們的任務恰恰是要將這一切統統拋棄、重新從零開始。然而，要做到這一點，我認為就必須把目光投向量子信息學理論的著作、技術和含義。」
　　
⊙一片肥沃的土壤
　　信息：是的！信息在這裡意味著什麼？這個概念難以準確定義，但大家從直覺上都知道它到底是怎麼一回事：在信息學上，信息就是對能夠被按照0和1二進制數進行編碼的事件的認知要素。乍一看來，它與量子力學好像沒什麼關係。不過，在20世紀80年代中期，物理學家們發現，量子法則使人們可以用一種全新的方式處理信息。 量子法則實現了兩個物體之間的長程關聯，這實際上可以被看成一種新的聯繫渠道，使得人們能夠實現信息在兩地之間的遙距傳輸、保障機密信息的安全或同時進行 大規模的並行計算。在這些美好前景的吸引下，理論學家和實驗學家們便創立了一套新的語言，開拓了物理學的一片充滿了活力的新領域——「量子信息學」。
　
（上圖：中科大研製成功世界上第一台模擬量子計算機）
　　
　　然而驚喜並不止這些。從20世紀80年代末開始，出現了這樣一種思考：既然我們可以用量子力學來處理信息，那麼可不可以反過來，用信息去理解量子力學呢？可不可以不把量子信息學當作量子力學理論的一種運用，而將其視為這一理論的基礎呢？這正是科學家們在康斯坦茨大學會議上爭論的核心問題：量子力學所揭示的到底是物體本身...還是我們所知的'關於'物體的信息？也許「希爾伯特空間態矢量」所表現的並非光子、分子或石頭這些物體本身，而是我們所擁有的關於這些物體的信息。如果確實如此，那不蒂於對物理學理論的一個徹底顛覆！

　　粗看之下，這一觀點似乎沒什麼特別，甚至還有些落後：顯然，我們只能通過我們貧乏可憐的感知能力獲得的信息去瞭解這個世界：從德莫可立特到康德，哲學 家們早就告訴過我們，有一塊看不到扯不破的紗幕將我們和現實世界隔開。

但如果進一步參考尼爾斯·玻爾、埃爾溫·薛定諤以及沃爾夫岡·泡利等現代物理學奠基 者的思想，我們就會發現這一觀點極其適合詮釋量子力學。這是因為，信息具有與物質完全不同的屬性：與鵝卵石相反，信息沒有空間和時間的位置，因而我們可以 任意的複製它、分享它、總結它、刪除它。

那些離奇的量子現象，我們一直以為它們是物質的屬性；但如果我們從信息的角度對這些現象逐一加以重新考察，就會發現它們再正常不過了。

 　　比如，為什麼一個系統能同時存在於好幾種狀態之中？很簡單，這是因為我們已知的信息尚不足以準確的告訴我們它到底處於何種狀態。為什麼對該系統進行測 量，就能使其一下子縮減為單一態？這是因為這種測量使我們獲得了新的信息，加深了對該系統的認識。為什麼兩個系統之間可以發生超時空的關聯？這是因為這兩 個系統之間存在著共同點，我們從一個系統獲得的信息可以立刻讓我們瞭解另一個系統。量子世界裡為什麼會有偶然的存在？

這是因為我們缺乏必要的信息，無法對 一些問題作出回答，所以不得不將其劃歸偶然的範疇。為什麼能量不是連續的而是量子化的？這是因為它和信息本身的量子化是對稱的，量子化的信息縮減為一些二 進制的答案：是或否、0或1。簡而言之，正如奧地利物理學家安東·柴林格在幾年前曾解釋過的那樣：「如果我們遵循這樣一個原則：量子力學的基礎概念就是信息，那麼我們就能夠很自然的理解量子現象。」這樣一來，量子現象就變得合乎我們的常識了。
　　
　　兩年來，這一思想不斷的得到充分的發展。在那些聚集在康斯坦茨大學的物理學家們看來，現在已經到了從定律層面上用對量子力學的這種新解釋來「改寫物理 學教材」的時候了。現在的目的，不再是對量子理論加以詮釋，而是要重新創立量子理論；不再是被動的接受20世紀初物理學界以經驗論方式拼湊出來的那些法 則，而是要證明這些法則都是與信息獲取、信息表達及信息傳播相關並受到這些條件限制而得出的結果。這個領域是一片極其 肥沃的土壤！傑弗裡·巴伯、阿列克謝·格蘭邦、呂希安·哈代和克里斯托弗·福熙認為，在我們這個世界中，信息是受到某些限制的。

他們努力嘗試搞清楚什麼樣 的理論是不描述現實的本來面貌而是描述我們對現實信息的獲取的。結果，他們的答案都指向量子理論！他們四人的研究似乎十分令人困惑，其實非常深刻非常理 性，值得我們加以特別關注。他們的出發點各不相同：有的認為，信息是主觀的，取決於提問的人；也有的認為，信息是客觀的，就像是一種新的實體，不受觀察者 的主觀因素影響。但他們都同意這樣一點：從信息的概念出發，很容易導出量子理論。

這恰恰說明，量子力學並不是一種描述波、粒子或場的運動屬性的現實理論，

而是一種描述信息屬性的理論。
　
 丹麥科學家首次通過將物質轉化量子信息，以光子為媒介實現遠距離傳遞
　　
⊙幕後的世界　　
　　這完全推翻了我們對真實世界的觀點。因為，這說明，我們原來所認為的'真實'世界，僅僅是我們的'看法'而已。 這種情況，就好像是一個僅僅通過電腦屏幕來瞭解外部世界的人一樣：他決不能因此斷定，外部世界就是他電腦屏幕上的像素！克里斯托弗·福熙認為，我們必須把 信息和世界區分開來。我們必須將資料中屬於電腦屏幕的因素去掉，這樣才能保證剩下的資料反映的是世界的本來面貌。「通過蒸餾淨化而保留下來的部分——相對 於整套理論來說，它也許非常微小——才是量子力學試圖向我們揭示的自然的本來面貌。」他補充道。同時他強調，現在要知道這種「蒸餾淨化了的真實」到底是什 麼樣的，為時尚早。

　　傑弗裡·巴伯的看法則恰恰相反：「關鍵問題並不在於思考信息指涉的內容是什麼。比如，你想把一條消息從你的電腦發到我的電腦中來，那麼這條消息包含什 麼內容並不重要：也許是一幅圖片，也許是一篇法語文章，抑或是一篇中文的小說。重要的是，對該消息進行壓縮、傳送和解碼，而不必在乎它反映的是什麼。描述 信息的交換，在我看來，這才是基礎物理學全新而唯一的任務。」

　　阿列克謝·格蘭邦的立場看起來更為極端。他認為物理學根本不應該繼續關注現實——那隱藏在屏幕背後的現實。因為既然我們必須通過屏幕去瞭解現實世界， 那麼奢談幕後的現實又有何意義？「有關真實的存在的問題是物理學家們的一種信仰。然而科學並不取決於信仰，」他語氣堅定的說，「物理學的任務就在於對事務 進行描述，而不在於求證其描述的事務的真實性，也不必去管這種真實性是否存在。」
　　
　　儘管有人指責他們不承認自我以外的任何真實，是陷入了一種唯心論唯我論的泥沼；也有人指責他們把理論僅僅當成行動的工具，是墜入了工具主義的迷途，但 這100餘位宣佈要推翻傳統物理學的物理學家們還是引起了科學界的反響。巴黎科學技術歷史和哲學研究所的基多·巴恰加盧皮說：「雖然這些研究工作清楚的表 明，信息的某些特性可以將我們直接導向量子結構，但目前看來，這些特性都還不具有決定意義。因為他們所使用的某些數學假設仍然缺乏確定性。」

巴黎綜合技術學院認識論研究中心的米歇爾·讓波爾則為「這曾經在20世紀70年代主宰物理學的現實主義浪潮的再次漲潮」而感到欣喜，他說：「這些研究工作證明和實踐了埃瑪紐爾·康德首倡的超驗論推論：即只有從認知侷限的形式出發，才能實現認知。」

　　無論如何，這一觀點目前尚不成熟。因為，即使我們原本以為的真實完全是或部分是一種幻象，那還必須要解釋，為什麼真實會具有這樣一種表象而不是別的表象。因此在信息的基本概念上重新建構時間、空間乃至物質的概念，將是這一全新的物理學艱巨的任務。
　　
⊙通向量子引力學？　　
　　這些物理學家們用愛因斯坦在1905年至1915年間完成的事業為例激勵自己。起初，愛因斯坦這位年輕的天才為了建立自己的狹義新相對論而對那些高深 玄妙的經驗方程（洛倫茲方程）進行了重新詮釋。兩年後，他在此基礎上又創立了廣義相對論，成了物理學的一根支柱。廣義相對論描述的是空間和時間的對稱以及 萬有引力。

然而，就像克里斯托弗·福熙所強調的那樣：「很難想像一個人——即便他是愛因斯坦——能夠實現從洛倫茲變換這樣一個抽象結構到廣義相對論的直接 飛躍。」
　　愛因斯坦創立相對論是一個充滿吸引力的記錄：對於量子力學的重新詮釋會不會在將來的某一天超越這一記錄？信息的概念能否協調量子力學與相對論的矛盾， 並最終實現朝向「量子引力理論」的飛躍？

這可是物理學家們的最高夢想。呂希安·哈代已經走上這條道路。他在康斯坦茨大學首次介紹了他的「通往量子引力學的 新途徑」。如果他能夠堅持到底，那將是對這一觀點的真正的確認。儘管這必將會讓物理學家們頭痛不已，但物理學教材將因此而徹底改變。
　　

我們曾經以為的客觀現實已經被打破，在這片廢墟上漸漸誕生了一門「新物理學」：

這是一種以信息概念為出發點研究萬物的學科。

它雄心勃勃的想要重新定義時間、空間和物質。

它的最終目標，就是探索一個新的世界——我們的世界。

　　「歡迎來到世界的源頭。」物理學家們孜孜不倦的研究著在微觀層次上主宰著我們世界的法則，他們為我們帶來了這樣一條令人暈眩的消息。他們承認，量子力學遠遠不能描述物質的屬性，它告訴我們的只是「信息」。

結論就是：雖然我們一直以為只要伸手出去就能觸及到世界的真實基礎，

但就在我們伸出手去的那一瞬，這些真實的基礎便突然消失了，

留在我們眼前的只是一種集體的幻覺、一種由我們自己的研究模式所造成的偽跡。

　　　　
　　這一切不由得讓人聯想到幾年前由沃卓夫斯基兄弟編導的三部曲電影《黑客帝國》（Matrix）。在這部影片中，無處不在的電腦程序控制了人類，讓他們以為自己生活在一個安詳的世界之中，然而那個世界卻是虛擬的。

英國劍橋大學的數學家約翰·巴勞在去年發表的一篇文章，就描繪了一個「僅僅比我們的文明先進 一點點」的文明世界。在那個文明世界中，人們「能夠模擬星辰的升落和星系的形成；通過整合生物化學法則，還能觀察生命和意識的進化、見證不同文明的成長並 與他們溝通；人們努力的進行研究和探索，想要知道天空中是否存在著一個創造了他們的宇宙的凌駕於一切之上的超級程序員。」

簡單的說，他提出了一種觀點，

即我們可能只是一個巨大的電子遊戲裡的虛擬存在而已，這種觀點並不荒謬。

只不過，在目前看來，這種觀點還談不上是科學的，而更多的是一種科學幻想，因為我們 無法通過實驗來證明或駁斥它。和《黑客帝國》中的主人翁們相反，我們可沒有什麼紅色藥丸可以讓我們穿透電腦屏幕！既然如此，那麼構建這樣一個可能永遠只是 假設的「超宇宙」又有什麼意義呢？

 　　不過，幾年來信息學的洶湧澎湃對物理學造成了巨大的衝擊，

别急别急，只要明白量子信息

這使一些人對該影片劇本的立意產生了濃厚的興趣。這是因為，如果我們能夠恰當把握其表達的思 想，就有可能獲益良多：我們完全沒有必要像這些科幻作品中所描寫的那樣，為了尋求那超越表象的真實或為了揭開某個虛無飄渺的「超級程序員」的真面目而無畏 的耗費我們的精力；相反，我們可以循著這一思路，重新定義我們與世界的物理關係，以便尋找一條與世界和諧相處的途徑。

　　我們應該記住這樣一個道理，儘管這個道理好像是一句囉嗦的廢話：我們只能通過我們所掌握的關於現實世界的信息去瞭解這個現實世界。

「信息是物質與抽象、真實與理想之間的中介，」美國物理學家漢斯·克里斯蒂安·拜耶強調，「真實的物體，不管是一個原子、一個DNA分子，還是一本書或一 架鋼琴，都是從信息這種奇特的可壓縮的實體中迸發出來的，而信息，在進行了一系列複雜的轉換後產生了意義，紮根在我們的大腦、我們的理智之中。」。　　

★「物質、時間、空間、宇宙，其實都是人類的幻覺而已。」——愛因斯坦

一切有為法，如夢幻泡影，如露亦如電，應作如是觀。

《金剛經》