我们生活在一个拥有三维空间的世界中，但如果我们的三个维度，可以等效地表示在一个二维表面上呢？事实上，科学家们已经证明，在数学上二维表面可以包含所有信息来代表我们的三维感知现实。这是否意味着我们实际上可能生活在二维表面上？宇宙会像全息图吗？

概念来源

要理解全息宇宙的概念，我们必须从两件事开始：黑洞和斯蒂芬·霍金。霍金是过去50年来最著名的物理学家之一，不需要介绍相信大家都认识。黑洞是一种引力很大的物体，即使是光也无法逃脱它。在黑洞附近，有一种叫做事件视界的东西。 在这个事件视界之内，空间正以超过光速的速度被黑洞吞噬。而且由于我们宇宙空间中的任何事物都无法超过光速，因此没有任何事物可以逃脱它。

霍金表明，事件视界还会发生其他奇怪的事情。1981年，他提出这个事件视界可能正在打破物理学的基本规则之一，那就是信息守恒。他表明，落入黑洞的东西似乎永远从这个宇宙中消失了。也就是说，信息不守恒了，这就是信息悖论。

1997年，阿根廷物理学家胡安·马尔德塞纳用非常精确的数学表明，即使信息在黑洞内丢失，它的完美副本仍保留在我们的宇宙中并且不会丢失。这个完美的副本在哪里？它位于事件视界的表面。换句话说，信息保留在黑洞的二维表面上，类似于全息图。

这就是全息原理，这是解决黑洞信息悖论的量子理论的一个特性。现在，这种将信息保留在表面上的概念已成为物理学的主流。科学家最初是如何想出这样疯狂的概念的？通常，突破性理论源自其他杰出科学家先前的工作。在这种情况下，杰出的科学家不仅是英国物理学家斯蒂芬·霍金，还有以色列物理学家雅各布·贝肯斯坦。

1972年，贝肯斯坦推导出了一个方程，该方程显示了任何空间可以拥有的最大熵。信息论表明，这个方程也适用于信息，它代表了可以在任何空间中保存的量子信息的总量。但是，你会注意到这个方程不包括体积，只包括表面积，这与我们认为的直觉相悖。也就是说，任何给定体积中的熵或信息量与空间的表面积有关，而不是体积。

这个方程启发了许多科学家，以寻找关于宇宙的更多真相。他们发现，从数学上讲，霍金在黑洞中丢失了信息是正确的，但它并没有从我们的宇宙中丢失。所以从我们的角度来看，基本上任何落入黑洞的东西，仍然在我们的宇宙中，只是被涂抹在事件视界的表面。这就是全息图概念的来源，是3维对象的2维表示。他们推测，黑洞内部的东西是事件视界表面的一种投影。

全息宇宙

你可能会问，这与我们的宇宙是一个全息图有什么关系，因为我们似乎并不生活在黑洞中？这些科学家从数学上推断了这一全息原理，以表明我们的整个三维宇宙也可以完美地呈现在宇宙的二维表面上。在数学上，我们是涂抹在宇宙二维视界上的信息的投影，这个视界将环绕整个宇宙。这个视界到底在哪里？它在数学上是无限远的，所以我们永远也达不到它。

这是否意味着我们生活在黑洞中？不，他们只是说任何3维空间都可以用2维表面表示。在黑洞的情况下，我们在那个表面的外面看着它。就我们的宇宙而言，我们处于该表面的内部。所以我们生活在二维全息图中吗？必须了解的是，2维表面的概念是一种数学结构。即使它在数学上是坚如磐石的，也不一定它能成为现实的基本性质。