黑洞資訊悖論：修订间差异

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[[Image:BlackHole.jpg|thumb|right|黑洞的藝術呈現。]]
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'''黑洞資訊悖論'''（{{lang-en|black hole information paradox}}）起源於[[量子力學]]與[[廣義相對論]]兩者的結合。其指出物理[[資訊]]可能永久消失於[[黑洞]]中，導致許多[[量子態]]簡併為單一狀態。這現象違反了一個科學上的宗旨——原則上，一物理系統於某個時刻的完整資訊會決定其他任意時刻的狀態。<ref name="SH-2006">{{cite video |people=Hawking, Stephen |title=The Hawking Paradox |url=http://dsc.discovery.com/tv-shows/other-shows/videos/other-shows-into-the-universe-with-stephen-hawking.htm |date=2006 |publisher=[[Discovery Channel]] |accessdate=13 August 2013 }}</ref><ref name="NYT-20130812">{{cite news |last=Overbye |first=Dennis |authorlink=Dennis Overbye |title=A Black Hole Mystery Wrapped in a Firewall Paradox |url=http://www.nytimes.com/2013/08/13/science/space/a-black-hole-mystery-wrapped-in-a-firewall-paradox.html |date=12 August 2013 |work=[[New York Times]] |accessdate=12 August 2013 }}</ref>量子力學中的一項基礎假設指出：一系統的完整資訊涵蓋於其[[波函數]]，直到發生[[波函數塌縮]]。波函數的時間演化由[[么正算符]]來決定，而{{le|么正性|Unitarity (physics)}}暗示了量子世界資訊的保存。
'''黑洞資訊悖論'''（{{lang-en|black hole information paradox}}）起源於[[量子力學]]與[[廣義相對論]]兩者的結合。其指出物理[[資訊]]可能永久消失於[[黑洞]]中，導致許多[[量子態]]簡併為單一狀態。這現象違反了一個科學上的宗旨——原則上，一物理系統於某個時刻的完整資訊會決定其他任意時刻的狀態。<ref name="SH-2006">{{cite video |people=Hawking, Stephen |title=The Hawking Paradox |url=http://dsc.discovery.com/tv-shows/other-shows/videos/other-shows-into-the-universe-with-stephen-hawking.htm |date=2006 |publisher=[[Discovery Channel]] |accessdate=13 August 2013 }}</ref><ref name="NYT-20130812">{{cite news |last=Overbye |first=Dennis |authorlink=Dennis Overbye |title=A Black Hole Mystery Wrapped in a Firewall Paradox |url=http://www.nytimes.com/2013/08/13/science/space/a-black-hole-mystery-wrapped-in-a-firewall-paradox.html |date=12 August 2013 |work=[[New York Times]] |accessdate=12 August 2013 }}</ref>量子力學中的一項基礎假設指出：一系統的完整資訊涵蓋於其[[波函數]]，直到發生[[波函數塌縮]]。波函數的時間演化由[[么正算符]]來決定，而{{le|么正性|Unitarity (physics)}}暗示了量子世界資訊的保存。

== 主要原理 ==
關於黑洞資訊悖論，有兩項原理主導：
* '''[[決定論|量子決定性]]'''：給定目前的波函數，透過演化[[算符]]可確定地預測出未來的波函數。
* '''[[可逆性]]'''：演化算符具有逆算符，因此過去的波函數與未來的波函數具有一樣的決定性。
這兩項原理的結合則表示資訊總是得以保存。

始於1970年代中期，[[史蒂芬·霍金]]與[[雅各布·貝肯斯坦]]將基於廣義相對論與[[量子場論]]的[[黑洞熱力學]]推展，發現學說不只與資訊保存相矛盾，而且對於資訊喪失的情形沒有解釋。霍金的計算<ref name=Hawking>{{cite journal |last=Hawking |first=Stephen |authorlink=Stephen Hawking |title=Particle Creation by Black Holes |url=http://www.springerlink.com/content/c4553033029k5wk6/ |journal=[[Commun. Math. Phys.]] |volume=43 |issue=3 |pages=199–220 |date=1 August 1975 |doi=10.1007/BF02345020 |accessdate=13 August 2013 |bibcode = 1975CMaPh..43..199H }}</ref>指出因為[[霍金輻射]]而產生的黑洞蒸發無法保存資訊。

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important departure from conventional thinking in recent years, the ''holographic principle''...provides a ''definition'' of quantum gravity...[and] guarantees that the whole process is unitary."</ref>於2004年，霍金對先前{{le|索恩-霍金-普雷斯基爾賭局|Thorne–Hawking–Preskill bet}}認輸，承認黑洞蒸發確實會保存資訊。


== 參考文獻 ==
== 參考文獻 ==

2015年5月1日 (五) 19:22的版本

黑洞的藝術呈現。

黑洞資訊悖論（英語：black hole information paradox）起源於量子力學與廣義相對論兩者的結合。其指出物理資訊可能永久消失於黑洞中，導致許多量子態簡併為單一狀態。這現象違反了一個科學上的宗旨——原則上，一物理系統於某個時刻的完整資訊會決定其他任意時刻的狀態。[1][2]量子力學中的一項基礎假設指出：一系統的完整資訊涵蓋於其波函數，直到發生波函數塌縮。波函數的時間演化由么正算符來決定，而么正性暗示了量子世界資訊的保存。

主要原理

關於黑洞資訊悖論，有兩項原理主導：

  • 量子決定性：給定目前的波函數，透過演化算符可確定地預測出未來的波函數。
  • 可逆性：演化算符具有逆算符，因此過去的波函數與未來的波函數具有一樣的決定性。

這兩項原理的結合則表示資訊總是得以保存。

始於1970年代中期，史蒂芬·霍金與雅各布·貝肯斯坦將基於廣義相對論與量子場論的黑洞熱力學推展，發現學說不只與資訊保存相矛盾，而且對於資訊喪失的情形沒有解釋。霍金的計算[3]指出因為霍金輻射而產生的黑洞蒸發無法保存資訊。

今日許多物理學家相信全像原理（特別是AdS/CFT對偶）可指出先前霍金結果的錯誤，而資訊實際上是保存的。[4]於2004年，霍金對先前索恩-霍金-普雷斯基爾賭局認輸，承認黑洞蒸發確實會保存資訊。

參考文獻

  1. ^ Hawking, Stephen. The Hawking Paradox. Discovery Channel. 2006 [13 August 2013]. 
  2. ^ Overbye, Dennis. A Black Hole Mystery Wrapped in a Firewall Paradox. New York Times. 12 August 2013 [12 August 2013]. 
  3. ^ Hawking, Stephen. Particle Creation by Black Holes. Commun. Math. Phys. 1 August 1975, 43 (3): 199–220 [13 August 2013]. Bibcode:1975CMaPh..43..199H. doi:10.1007/BF02345020. 
  4. ^ Barbón, J. L. F. "Black holes, information and holography" J. Phys.: Conf. Ser. 171 01 (2009) doi:10.1088/1742-6596/171/1/012009 http://iopscience.iop.org/1742-6596/171/1/012009 p.1: "The most important departure from conventional thinking in recent years, the holographic principle...provides a definition of quantum gravity...[and] guarantees that the whole process is unitary."

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