最近,偉哉的YouTube演算法向我推播了一支在講全息投影宇宙的影片。欸,我真心不懂,演算法憑什麼推薦一介嫩嫩文組生這麼多奇怪冷僻(還是只有我沒聽過)的物理學理論?總之,我憑藉著為數不多的基本科學常識,以及不過正常人爾爾的理解能力,踏入了這個既有量子力學,又有弦論,又和黑洞有關的理論。然後,理論物理學家們說——我們所處且觀測到的這個宇宙,其實是真實宇宙的全息投影。呵呵,嚇壞你了嗎?難不成,這是一個老高頻道的節奏?
要理解這個被理論物理學家稱之為「全像原理」(Holographic Principle)的好東西,最簡單的類比就是電影膠卷與3D投影,科學家認為,在我們宇宙之外,是個類似膠卷的2D平面,而我們這個3D世界,則是2D平面的投影。之所以會有這種彷彿嗑了太多藥才能想出來科學理論,還得回到史蒂芬霍金(Stephen Hawking)與一票量子物理學家的大戰。
作為一位網紅,啊,應該改稱流行偶像(pop icon)才是,史蒂芬霍金大概是除了愛因斯坦(Albert Einstein)外,最不需要介紹來歷的物理學家了。霍金以黑洞研究聞名,他是繼承愛因斯坦一派的廣義相對論物理學者,但在他早期時,他認為所有被黑洞重力吸入的物質都會「消失」,這個違反古典物理學物質不滅的悖論,引發了量子物理學家的聯合圍攻。
於是,包括傑拉德特胡夫特(Gerard ‘t Hooft)、李奧納特色斯金(Leonard Susskind)、胡安馬爾達西那(Juan Maldacena)等知名物理學家,在黑洞熱力學和熵(entropy)以及弦論(String theory)的基礎上發展,認為物質在落入黑洞的同時,物質的資訊會被「備份」在黑洞周圍的事件視界(Event Horizon),並以一種平面二維的結構保存。這種情況,就彷彿是電影膠卷投影出全息影像,事件視界保存的物質資訊投影出在黑洞內部的立體三維物質狀態,想當然耳,黑洞的內部我們無法觀測,而真的大開腦洞的部分來了——這群物理學家進而衍生,說我們所處的宇宙,其實是宇宙外的平面二維宇宙視界(Cosmic Horizon)的投影,就像黑洞之於事件視界,只不過這回,我們的世界是在外面看不到的「裡面」而已。
的確,這是一個讓人「懷疑人生」等級的開腦洞理論,尤其,這並不是科幻小說劇情,而是建立在數學推導之上的科學理論。什麼,你說我們都是假的,我們都只是宇宙外面(或邊邊)那個2D的我的投影?難不成我的人生,都是按照寫好的劇本發展的嗎?
按照Leonard Susskind的說法,膠卷和投影何者為真,這個問題端看你自己怎麼想。這樣的譬喻,暗示了一種有前有後的因果關係,因為膠卷是既存的現實,而投影為果,但事實上並非如此。這該如何理解?或許,這對「老高與小茉」粉會比較好理解。雖說,我自己也不太清楚這樣的理解是不是正確,但至少我自己是用量子糾纏(quantum entanglement)來思考我自己的存在問題,3D投影的我,和2D資訊的我,是兩個相互糾纏的粒子,因此並不需要符應因果律,也沒有誰真誰假的問題,兩者都可以同時為真。總之,這派學者提出的全像原理,也使得即便是霍金也不得不認輸,成為今天物理學界的主流觀點。
對我來說,全息投影宇宙這個物理學理論的有趣之處,在於人類亙古對於虛實、真假的懷疑,在歷史的河流,我們從來就沒有放棄過「這個世界究竟是不是真實」的這個問題。從古希臘的哲學萌生開始,柏拉圖《理想國》就描述過相當類似的「地穴寓言」。大意是說,有一批囚徒,世世代代都住在一個洞穴之中,他們的脖子和腳都被鎖住,既不能離開洞穴,也只能面向著洞壁,不能向後望。外頭的光線和燃燒的火焰,從他們的身後,將影子打在洞壁上,由於他們無法回頭,於是誤以為他們所見的影子便是真實。但是,真實的世界在洞穴之外。柏拉圖口中的囚徒,就是我們,只有理性和教育,能夠讓我們解放自由,帶領囚徒離開洞穴,看見真實。
《駭客任務》的母體覺醒,到牛津大學哲學家尼克博斯特倫(Nick Bostrom)的「模擬假說」(Simulation Hypothesis),其實也是柏拉圖《理想國》的變體,都是一脈相承。寫到這兒,我深深感到自己在幫老高宇宙補完了,至少下一集的材料都準備好了。我們的宇宙不僅是虛擬實境,還是宇宙視界放映出來的全息投影。突然有點羨慕尼歐,至少有紅藥丸、藍藥丸可以選擇自己要不要醒來。算了,快樂的豬還是痛苦的蘇格拉底這種問題先暫時不思考了,還是玩玩VR,進入《全面啟動》的下一層夢境吧。