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如果宇宙是一個程序,那是否可以把宇宙放進光碟,看到宇宙的信息

如果宇宙可以被數字化,並可以被降解為0和1,那麼宇宙的信息總量是多 少呢?貝肯斯坦估算,大約1厘米見方的黑洞可存有1066比特的信息。但 是如果一個1厘米見方的物體可以存有大量比特的信息,那麼他估計,可見宇宙 所存有的信息可能要多得多,絕不少於10100比特的信息(原則上可以被塞進一 個直徑為十分之一光年的球體中。這個巨無霸數字是1之後跟著100個0,被稱 為一個「古戈爾」)。



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如果這幅圖景是正確的,那麼我們就面臨著一個奇怪的局面。它可能意味 著,雖然以牛頓學說描述的世界不能被計算機模擬(或只能由一個與它一樣大 的系統來模擬),但在量子世界中,也許宇宙本身可以被放在一張CD光碟上! 從理論上說,如果我們可以把100比特的信息放到一張CD光碟上,那我們就可 以在自己的起居室中坐看宇宙中的任何事件在自己眼前展開。原則上我們可以 把這張CD光碟上的位元組重新安排或編程,讓物理現實以不同的方式展開。從 某種意義上來說,人就可以擁有像上帝一樣的能力來改寫腳本。



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(貝肯斯坦也承認,宇宙的全部信息量可能比這要大得多。事實上,能夠包 容宇宙信息量的最小容積可能就是宇宙本身。如果這是正確的,那麼我們就又 回到了原來的起點:能夠模擬宇宙的最小系統就是宇宙本身。)

然而弦理論對於「最小距離」以及我們是否能夠把宇宙數字化並存放到一 張光碟上去,提出了一個略有不同的解釋。M理論具有所謂的T對偶性。我們 還記得古希臘哲學家芝諾說過,一條線可以被分割為無窮數量的點,永 無止境。但今天,像貝肯斯坦那樣的量子物理學家相信,最小的距離可能是普朗 克距離,是10.33厘米,在那個尺度上,空間-時間會變成泡泡狀。但M理論對此 又有新說法。比方說,我們採用弦理論,把一個維度包裹進一個半徑為《的圓環 中。然後我們取另外一個弦理論,把一個維度包裹進一個半徑為1//?的圓環中。 對比這兩個相當不同的理論,我們發現它們完全一樣。



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現在讓K變為非常小,比普朗克長度還要小得多。這意味著普朗克長度以 內的物理學與普朗克長度以外的物理學完全一致。在普朗克長度上,空間-時間 可以變為團團塊塊的泡沫狀,但普朗克長度以內的物理學和非常大距離上的物 理學則會是平滑的,實際上完全一致。


雖然弦理論看似得出結論,認為存在一 個「最小距離」,即普朗克長度,但物理學並不以普朗克長度而戛然中止。在這 一新發現中,小於普朗克長度的物理學與大於普朗克長度的物理學相等。


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如果這一頗富顛覆性的解釋是正確的,那就意味著,即使是在弦理論中「最 小的距離」以內,也可以有一個完整的宇宙。換句話說,即使是在大大小於普朗 克能量的距離之內,我們依然可以運用場論及其連續性結構(而 非數字化結構)來描述宇宙。所以,也許宇宙根本不是一個計算機程序。不管 怎麼說,由於這是個有明確定義的問題,所以時間會做出評判。


(這個T對偶性說明我早些時候提到的韋內齊亞諾「大爆炸前」 的假想是合理的。根據該模型,黑洞班塌至普朗克長度,然後發生「反彈」,再次 發生大爆炸。這種「反彈」不是一種突然發生的事件,而是在小於普朗克長度的 黑洞與大於普朗克長度的膨脹中的宇宙之間的一種平滑的T對偶性。)


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