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物理学面临三大突破(二)
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四、何谓“调和黑洞蒸发与量子力学” 在谈何谓“调和黑洞蒸发与量子力学”之前,先回顾什么是黑洞蒸发?长期以来,人们认为黑洞会吞噬一切。1974年,霍金通过研究黑洞外的量子力学,发现黑洞不仅能够吸收黑洞外的物质,而且能以热辐射的形式向外“吐出”物质这一量子力学现象。由于黑洞在向外蒸发物质的同时,温度也随之升高;黑洞不断地向外蒸发物质,它的温度越来越高,蒸发越来越快,最后将以大爆炸的形式向外吐出所有的物质而结束它的生命。黑洞一旦形成就会“蒸发”辐射出能量,同时损失质量,称为霍金辐射,亦称黑洞蒸发。霍金这一理论是黑洞研究中的一个重大进展。但与此同时,霍金在1976年的另一篇论文中对此的阐述是:黑洞辐射并不含有任何黑洞内部的信息,在黑洞损失殆尽之后,所有信息都会丢失。而根据量子力学的定律,信息是不可能被彻底抹掉的。这与霍金的说法似乎产生了矛盾,这就是“黑洞信息悖论”;而劳伦斯·m·克罗斯把它称为“怎样调和黑洞蒸发与量子力学?”仅是表达“黑洞信息悖论”如何解答的进一步说法。 应该说霍金的研究直觉是正确的,量子力学的定律也是正确的。调和黑洞蒸发与量子力学的矛盾,关键是要弄懂信息的“克隆与不可克隆”问题,以及物质连续统类似复数结构,存在虚和实两部分。从“或逻辑”看来,对实部分物质是无限可分的,同时对虚部分物质也是无限可分的;但从“与逻辑”看来,物质连续统虚与实之间是不能以无限可分直接过渡的,它们之间有一个观控相对界。如果把量子计算机信息论的成果运用于黑洞,即用“克隆与不可克隆”对环量子三旋作出的解释,就能用来对调和黑洞蒸发与量子力学的矛盾作出统一的解释。因为黑洞也类似量子计算机,是一个把“不可克隆”的问题,转化为一个可观察、测量的“克隆”问题。论证是,按“点内数学”的非标准分析,“黑洞”存在不可分割连续统的虚与实的界面,如果把“黑洞”可以看成是一个宏观量子态,这里宏观量子态的大部分可能存在于零点界面的内部,而具有强大的吸引力,即类似负时空或暗能量。其次,“黑洞”虽不存在波粒二象性,是类似确定性的宏观物体,但由于它连光线也是只准进不准出,也会造成对黑洞信息观察的不确定性或几率推定。其三,黑洞是“不可克隆”的。其四、观察黑洞,本质只是个“信息”克隆,求“交换信息”的问题。
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