<р>
В современной физике природа информации и ее связь с материей привлекли внимание многих ученых. Согласно голографическому принципу, механизмы Вселенной можно понять с помощью информации, и этот взгляд меняет наше фундаментальное понимание физических сущностей. Голографический принцип был впервые предложен Джерардом Хофтом и развит и выражен Лиамом Сасскиндом. Его основная идея заключается в том, что описание трехмерного пространства фактически может рассматриваться как встроенное в двумерную границу. Информация о.
р>
«Трехмерный мир, который мы воспринимаем, — наполненный галактиками, планетами, домами, камнями и людьми — на самом деле является голограммой, реальностью, закодированной на далекой двумерной поверхности».
<р>
В основе этой теории лежит предел Бекенштейна, который утверждает, что максимальная энтропия любой области пропорциональна ее площади, а не объему. Это показывает, что информационное содержание как черных дыр, так и обычной материи может быть полностью записано на их границах, что позволяет нам переосмыслить строение материи.
р>
Информационный парадокс черной дыры
<р>
Расчеты Хокинга показали, что излучение, испускаемое черной дырой, по-видимому, не зависит от поглощаемой ею материи, что породило глубокий парадокс. Согласно квантовой механике, при изменении волновой функции квантового состояния должен возникать соответствующий поток информации. Однако если бы черная дыра могла поглощать чистые состояния, но переизлучать излучение только в смешанных состояниях, это означало бы потерю информации, что нарушает фундаментальный принцип квантовой механики. Этот парадокс заставляет ученых исследовать более глубокую связь между космической структурой и информацией.
р>
«Энтропия черной дыры пропорциональна площади ее горизонта событий, а не так, как обычно она должна увеличиваться с объемом».
Эквивалентность информации и материи
<р>
Традиционно энтропия считалась мерой «беспорядка» в физической системе. Однако, используя концепцию энтропии Шеннона, количество информации можно также рассматривать как меру существования материи, что приводит к новому взгляду на то, что может существовать глубокая внутренняя связь между свойствами материи и содержанием информации. .
р>
<р>
В своей статье Бекенштейн указал, что термодинамическая энтропия и энтропия Шеннона концептуально эквивалентны, что дает нам совершенно новый взгляд на понимание границы между материей и информацией. Он спросил:
«Можем ли мы увидеть весь мир в песчинке, как описал Уильям Блейк, или это всего лишь поэтическое высказывание?»
Этот вопрос побуждает людей задуматься о том, является ли информация ключом к пониманию существования материи.
р>
Соответствие AdS/CFT и практика голографического принципа
<р>
Соответствие AdS/CFT является важной иллюстрацией голографического принципа, обеспечивая связь между антидеситтеровским пространством и конформной теорией поля. Это соответствие не только дает возможность консолидировать теории квантовой гравитации, но и позволяет нам изучать теории сильно связанных полей квантово-полевой теорией. Согласно этому соответствию, когда в квантовой теории поля возникают сильные взаимодействия, поля в теории гравитации представляют собой слабые взаимодействия.
р>
<р>
Это позволяет преобразовать многие задачи ядерной физики и физики конденсированного состояния в более математически разрешимые задачи, что значительно расширяет наше понимание квантового мира.
р>
Экспериментальная проверка голографического принципа
<р>
Хотя теоретическая основа голографического принципа широко признана, экспериментальная проверка все еще сталкивается с трудностями. Эксперименты с малыми частицами могли бы дать новое представление о голографическом принципе, и Бекенштейн предложил проверить его в настольных экспериментах. Однако до сих пор отсутствуют общепризнанные экспериментальные данные, подтверждающие эти теории.
р>
<р>
Например, Кирк Хоган из Национальной лаборатории Ферми предположил, что, согласно голографическому принципу, квантовые флуктуации в пространственном положении должны приводить к измеримому «голографическому шуму», наблюдаемому в детекторах гравитационных волн. Однако эти утверждения пока не получили широкого признания в научном сообществе.
р>
<р>
По мере дальнейшего изучения квантовой гравитации и голографических принципов ученые ожидают еще более новаторских открытий, которые дадут нам более глубокое понимание того, как устроена Вселенная.
р>
<р>
И есть ли за этой сложной теорией более глубокая истина, которую мы еще не поняли?
р>