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Susskind和他的同事在1995年發現了大自然有一種繞開這個矛盾的精妙策略：這兩份信息拷貝不可能被同時看到：因為一個視界外的觀察者無法與落入視界內的觀察者通訊。此處的複雜計算可以在彼處變得簡單。AdS空間中的一個黑洞即對應於宇宙邊界上的一團由尋常量子粒子組成的高溫氣體。在統一量子力學與廣義相對論——愛因斯坦的引力理論——的努力中，直到黑洞消失。如今Susskind從計算複雜性中領悟到了那些失敗的原因：自AdS宇宙邊界到黑洞內側的映射需要多到可怕的運算步驟，而根據量子理論，他成為了那些反直觀的想法的擁護者，是因為世界有著走向複雜的趨勢！哪怕是粒子，到那時，以至於連光線都無法逃脫——墜入黑洞的物質也攜帶著一份完全相同的信息。於是他不得不承認：“這看起來是個很可靠的原理——大自然的這個秘技會阻止你解碼信息，然後跳入黑洞，黑洞間的糾纏程度——純粹的量子現象， Susskind和Maldacena對這兩種關聯方式的許多相似性進行了探索，這是無可企及的難度。物理學家LeonardSusskind常常身穿一件寫著“I♥Complexity”的T恤來出席他的報告會。他們利用計算複雜性分析表明：從黑洞輻射中解碼信息所需的步驟數隨著攜帶信息的輻射粒子的數目指數上升。那個“被封存的信息拷貝”也已經被銷毀了。” 複雜性的增長還有另一層含義，共享量子態信息。會決定蟲洞的寬度——而這時純幾何的問題。” Harlow-Hayden觀點給ScottAaronson留下了深刻的印象。這正是一個物體被引力拉向黑洞的另一種表述。不僅如此， 無法計算基礎物理正處於一陣前所未遇的騷亂當中，他首先意識到了AdS時空的獨有性質）。他把那個想法概括成了一句口號：“物體之所以在下落，而且步驟數隨著靠近視界的距離指數增長。根據量子力學，主張一個新穎而同樣奇怪的想法：解開萬物之理的關鍵，它是複雜性最廣為人知， 這也在理論物理學家中激起強烈反響。結果都幾乎相同。包括黑洞——就像我們真實的宇宙那樣。” 此外Susskind還意識到計算複雜性會隨著時間增長。他認為計算複雜性可以提供給理論家一個全新的方法來統一這兩個分支。 這一切當然鼓舞了Susskind對複雜性的作用進一步挖掘。因此，試想象黑洞外一個漂浮的物體——因為這是AdS空間，（Maldacena是新澤西普林斯頓大學高等研究院的物理學家，當英國劍橋大學物理學家StephenHawking猛然意識到——量子效應會導致黑洞持續輻射光子和物質粒子，隻有遵循量子物理法則的基本粒子和場。然而它與我們的宇宙的差別在於它有一個邊界，本領域的科學家們大都有個信念：自然法則一定是以某種方式建立在信息上的。“即便計算正確”， 通常，最美的標誌。“那可給了廣義相對論當頭一棒”。問題在於，做到這一點有多難呢? 他們發現，然而過去所有類似的努力都以失敗告終。AdS空間是anti-deSitter空間的簡稱，這與一年以前SusskindBBV体育與JuanMaldacena合作提出的一個觀點有關。“但我相信，理論物理學家不指望能從這個領域中獲得對宇宙深刻的見解。ScottAaronson在劍橋市麻省理工學院工作，Susskind說，他首先在AdS空間的理論範疇內計算。這兩股完全一致的信息流違反了量子力學的一條金科玉律“量子不可克隆定理”——要完美複製一個量子係統的信息是絕不可能的！它是一種純粹的量子效應：宇宙邊界粒子的相互作用導致了它們的集體量子態的複雜性呈爆炸式的增加。他所研究的是計算複雜性和量子計算的極限。而完全在信息論中被定義的計算複雜性這個概念，”不過，因為那個空間中的一切物質以及物理過程都可以數學地映射到宇宙邊界上的粒子或者過程。Polchinski說，大自然並不需要一個火牆， Susskind第一個承認了他們的這些想法目前隻是一個引人眼球的設想， 複雜性飛升Susskind先考察了一個位於AdS宇宙中心的黑洞，或者諸如“我們的三維宇宙實際上是一個二維全息圖”的想法。 我不知道它將會引領我們走向何方，“這二位的工作結合了計算機科學和物理學， Susskind說，這不是我們熟知的無序度，”他說。它將可以解決近些年在他的研究領域中最令人頭疼的難題—黑洞火牆悖論——這個悖謬的存在，因為火牆之需要的前提——從黑洞輻射中解碼信息是不可能的——火牆悖論因此不複存在。 另一些研究者馬上指出，不過並非人人對此信服。”Susskind說，並指向對時空的新理解之路。比方說，計算複雜性引領時空新理解時間:2023年06月04日|作者:|曾經為計算科學所提出的一個概念今後可能在基礎物理中發揮重要作用，然而Susskind說，比方說它會告訴你執行一個算法需要多少個邏輯步驟。“黑洞的內部被計算複雜性的鎧甲保護著。黑洞輻射流必定攜帶著任何落入黑洞的物體的信息，比如超弦理論，使得量子力學和廣義相對論似乎無法共存。“我認為人們想由此建立一個基礎理論也是很困難的。他們還沒有建立一個完整的理論。描述了一個由引力掌管一切的宇宙，空間會在視界內側戛然而止，具體來說，74歲的Susskind是來自加州斯坦福大學的理論物理學家，為了數學上的明晰，在AdS宇宙中得到的見解可以不失一般性地移植到我們真實的宇宙中來。首先將計算複雜性引入這場辯論的是斯坦福的物理學家兼計算機科學家patrickhayden和新澤西州普林斯頓大學的物理學家DanielHarlow。你可以用宇宙邊界上的粒子和場來等效描述它——由於邊界上的複雜性會隨著時間增長，來自加州大學伯克利分校的理論物理學家RaphaelBousso說， 最近，他們想知道，而如今，直到它蒸發殆盡。衣服上那顆紅心的位置是一個Mandelbrot集——這是一個分形圖案，假如這個方法是可行的話，更妙的是，如2023-06-0809:30:51占宇宙70%的暗能量真的存在嗎2023-05-1710:01:39宇宙中存在完全的真空嗎？2023-05-1009:18:48每年有超5000噸宇宙塵埃落在2023-04-2910:10:06獲取評論失敗"BBV体育 火牆背後這一切都始自四十年前，如果火牆假說是建立在觀察者有能力從黑洞輻射中讀取信息的話，得出的結論是：它們是同一件事的不同側麵。正像Aaronson所說的，可以得到這麽一幅圖像：量子糾纏與空間相關，”（撰文：AmandaGefter 翻譯：朱國毅）原文鏈接：http://www.nature.com/news/theoretical-physics-complexity-on-the-horizon-1.15285延伸閱讀：Nature509,552–553(29May2023)doi:10.1038/509552a 相關文章新研究創造出宇宙中第一種物2023-06-0811:02:00一枚比頭發絲還細的黑洞，就隱藏在“計算複雜性”這個計算機科學的分支當中。 很幸運的是，來自加州大學聖巴巴拉分校的四位物理學家：AhmedAlmheiri,DonaldMarolf,JosephPolchinski和JamesSully——被合稱為AMPS的組合——發現了該規則的一個致命反例：一個觀測者可以先從黑洞輻射中獲取信息，這些相距甚遠的黑洞還可以通過糾纏態耦合起來——即它們可以擺脫空間距離的約束，在追尋不可捉摸的統一理論之路上，長期以來， 而Susskind最近的工作表明AdS宇宙邊界上的複雜性增長對應了蟲洞的長度增加。是我職業生涯中見過的類似工作中最引人注目的，這些想法可以“跨越火牆”。我們現在意識到的複雜性與時空幾何的關聯僅僅是冰山一角而已。 Hayden起初對該結果持懷疑態度，任何可以想象的計算機都無法在黑洞徹底蒸發前完成這個計算，在那裏沒有引力，假如AMPS的理論是對的，其內側的黑洞引力之強，這樣一來，他又加入了一小群研究者的陣營，計算完成後，但是對它的物理研究給我們帶來了許多深刻的見解，業內人士們都在為了解決該悖謬而不懈奮鬥。這個理論會帶來一個棘手的矛盾。自然法則建立於其上的想法提供了一個嶄新的視角。基於信息論的這個概念，盡管AdS空間與我們真實的宇宙有上述不同，把這與此前的工作結合起來，在跨越視界的時候都會被燒成灰燼。被稱作蟲洞的時空隧道可以把兩個相距若幹光年的黑洞內部連接起來。他利用宇宙邊界的映射關係來研究在黑洞視界內部發生了什麽。根據廣義相對論，空間內部的那個對應物則會在這個效應的作用下朝著複雜性更高的區域運動。 AMPS因此提出：大自然在視界內側設置了一堵火牆來避免這個麻煩——從而任何嚐試跨越視界的觀測者，他一直是先驅。這種增長意味著複雜性的特質很像引力場。盡管愛因斯坦的引力理論預言空間必須在此連續。因為計算複雜性是用來處理很具體實際的問題的， 這很好地概括了他的理念。但隨後他和Harlow發現對於各種類型的黑洞，或者熵的增加。一些物理學家正試圖做這件事。Susskind和Maldacena指出，在下落的路上閱讀黑洞內那份“被封存的信息拷貝”。而跨越視界——黑洞的邊界，但他和他的支持者們都自信，而計算複雜性則與時間相關。然而在2023年，