打字猴:1.700932918e+09
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1700932920 当我刚开始解释的时候,我发现普雷斯基尔显然已经考虑过了这个问题并得到了跟我一样的结论。首先我们都注意到了原子只有达到视界附近温度为100 000度的点时才会被电离。它仅发生在离视界非常近的位置,大约只有百万分之一厘米的距离。那里是我们来观测电子的地方。这听起来不是十分困难,百万分之一厘米并不是那么小。
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1700932922 海森伯会怎么做呢?答案当然是他会拿出他的显微镜并用波长合适的光来照亮原子。在这里,为了把它从一个厚度为百万分之一厘米的视界表层中分辨出来,他需要一个波长为10-6厘米的光子。通常问题就在这里:波长这么小的光子具有很高的能量;实际上,这些能量足够可以使它在撞击原子的时候电离原子。换句话说,任何证明原子不会被炙热的延伸视界电离的尝试,都会导致原子被电离。讲得更深刻一些就是,我们认为任何观察电子和质子在视界上随机游动的企图,都会将粒子炸掉并把它们散射到视界各处。
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1700932924 在我的印象中,这次讨论并不理想,但是我还记得佩吉非常活跃并用他那极其洪亮的声音高声说,我在称这个想法为互补性原理的时候并不是在开玩笑。这就是玻尔和海森伯谈论的那类东西。实际上,在实验上反驳黑洞互补性原理与反驳不确定性原理非常相似——实验本身造成了那些它要去证伪的不确定性。
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1700932926 当原子离视界更近时,我们讨论了会发生什么。海森伯的显微镜需要使用能量更高的量子。最终,为了追踪在视界表面厚度为普朗克尺度的表层中的原子,我们将必须用比普朗克能量更高的光子去撞击它。没有人知道这样的碰撞会是什么样子。世界上还没有一台加速器能将粒子加速到接近普朗克能量。普雷斯基尔将这个想法总结成了一个原理:
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1700932928 任何关于黑洞互补性原理将导致可观测矛盾的理论证明,将不可避免地依赖于那些关于“超越普朗克尺度物理学”的无根据的假设,换句话说,这就是对一个远远超出我们经验范围的自然作出的假设。
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1700932930 接着普雷斯基尔提出了一个很让我担心的问题。假设有1比特的信息掉入了黑洞。根据我的观点,外部的某个人可以收集霍金辐射并最终还原这1比特信息。但是假设在收集完这1比特信息后,他带着这1比特信息跳进了黑洞。那么在黑洞内部会有这1比特信息的两份拷贝吗?这就好比在你从邮递员那里接收到你的包裹后,你待在家里,而你的朋友进了你家。当两个观察者碰面并比较有关内部的事物时会出现矛盾吗?
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1700932932 普雷斯基尔的问题给了我一记重拳。我没有思考过这样的可能性。如果内部的某人发现了两份同1比特信息的拷贝,那么这将破坏量子复印机不存在性原理。这是我遇到过的对于黑洞互补性原理最严峻的挑战。虽然几个星期之后我才全盘知晓了答案,但是普雷斯基尔当时他自己就拿出了部分的答案。他推测这两个复制品在他们撞向奇点前可能不会相遇。邻近奇点的物理学属于量子引力的神秘的未知领域。这使得我们艰难地躲过这一劫。正如事情所发生的那样,唐·佩吉的想法对于解除普雷斯基尔那个“炸弹”起了关键的作用。
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1700932934 有人说下一个报告马上要开始了,讨论就仓促地结束了。我想这应该是这次会议的最后一个报告了,我不知道谁将演讲也不知道讲的是关于什么。我很担心普雷斯基尔的问题,所以不能集中思想听报告。但是在会议最终结束前的一个组织者的讲话打断了我的思绪。乔·波尔钦斯基站了起来说他要做一个调查投票。问题是:“你相信当黑洞蒸发时信息如霍金主张的那样丢失了吗?或者你相信如特霍夫特和萨斯坎德所宣称的信息会跑出来吗?”我怀疑在会议之前大部分人都倾向于霍金的观点。我很好奇,想看人们在会议中有没有动摇。
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1700932936 与会者被要求在常见的三个候选者以及外加的第四个选项中选择一个投票。这里是选项及其解释:
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1700932938 1.霍金选项:信息掉进黑洞后便不能挽回地丢失了。
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1700932940 2.特霍夫特和萨斯坎德选项:信息在霍金辐射中的光子和其他粒子中。
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1700932942 3.信息被束缚在微小的普朗克尺度的残留物中。
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1700932944 4.其他。
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1700932946 大家举手表决,乔·波尔钦斯基在报告厅前面的白板上统计了结果。有人给这块板照了相以示后人。承蒙乔·波尔钦斯基允许,图示如下:
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1700932948 最终结果为:
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1700932950 ·信息丢失25票。
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1700932952 ·信息从霍金辐射中出来39票。
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1700932954 ·残留物7票。
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1700932956 ·其他6票。
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1700932958 这场暂时的胜利——投给黑洞互补性原理的39票比投给其余所有的38票——并不像它看起来那样令人满足。那真正的胜利是什么——45对32,60对17?大部分人的想法真的重要吗?科学不像政治,它并不应该由民意来决定。
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1700932963 在圣芭芭拉会议之前不久,我读了托马斯·库恩(Thomas Kuhn)的书《科学革命的结构》。一般来说,与大部分的物理学家一样,我对哲学家关于科学是如何运作的思考并不是很感兴趣,但是库恩的想法似乎还是对路的,它们明确了我关于过去物理学是如何发展的一些模糊的想法,更确切地说,明确了我在1993年时所希望的物理学的发展方式。库恩的观点就是常规的科学发展进程——实验数据的累积,用理论模型解释这些数据,解方程——常常被主要范式的变更所打断。一个范式的改变无非就是用一种世界观代替另一种世界观。整套新的思考问题的方式出现,并替代了先前的概念框架。达尔文的自然选择原理就是一个范式的改变;空间和时间变为时空,再变为可形变有弹性的时空也是范式的改变;此外量子力学的逻辑取代经典的决定论当然也是一个变革。
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1700932965 科学范式的改变并不像艺术或政治的范式的改变。艺术和政治中观点的改变仅仅就是观点的改变。相比较而言,牛顿的运动规律并不会变回到亚里士多德力学。我不相信人们会改变他们的想法,在对太阳系做精确预测的时候,会认为牛顿引力理论比广义相对论更好。进步——范式的进步——在科学中是真实的。
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1700932967 当然,科学是人的科学,在痛苦地争取新范式的斗争中,观点和情感就像在人类任何其他活动中一样不稳定。但是不管怎么说,当所有的流行的观点都被科学方法过滤掉时,一些细微的真理的内核被留了下来。它们可能会被改进,但是一般来说是不会被逆转的。
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