視覺（資訊）悖論

本文發表在《大眾科學》的前部落格網路中，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點

在上個月的一篇部落格文章中，《大眾科學》的編輯塞思·弗萊徹分享了對安德魯·斯特羅明格的採訪，哈佛物理學家在採訪中試圖解釋他最近與斯蒂芬·霍金和馬爾科姆·J·佩裡合作發表的關於黑洞和所謂資訊悖論的有爭議的新論文。採訪的內容既引人入勝又容易理解，至少就使用的語言而言是這樣。但是，隨著談話迅速從資訊悖論的要點——即黑洞會摧毀資訊，這違背了我們所知的物理定律——轉移到霍金的新的“軟毛定理”上時，我發現自己向下滾動，尋找某種視覺化影像，以幫助我理解我所讀到的文字。

在文章的結尾，確實有一個圖形：一個彭羅斯圖，顯然描繪了“《黑洞上的軟毛》中呈現的半經典蒸發黑洞”。

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在快速維基百科搜尋“彭羅斯圖”後，我初步瞭解瞭如何閱讀這樣的影像（垂直維度 = 時間；水平 = 空間），但除此之外，我必須承認我迷失了方向。黑洞的結構在哪裡？所謂的毛髮在哪裡？我如何觀察到它所謂的柔軟性？

我需要的是一個好的資訊圖來展示黑洞和資訊悖論的基礎知識。我再次求助於網際網路，令我驚訝的是，我不僅找到了一張資訊圖，而且在羅傑·彭羅斯本人撰寫的一篇《大眾科學》文章中找到了它。

在這組 1972 年的圖片中，彭羅斯圖被重新想象成一種三維技術圖。圖紙很簡潔，但很清晰；標籤和標題經過精心設計，解釋了每個幾何部分的含義，並透過為觀看者提供多個視角，黑洞的物理結構及其對各種實體（時間、空間、光）的影響變得顯而易見。

但是，我還沒有解決資訊悖論。為此，我查閱了另一組資訊圖，這組資訊圖來自斯蒂芬·霍金 1977 年發表在《大眾科學》上的一篇文章。這組圖片採用了相同的技術圖方法，闡述了落入黑洞的粒子會發生什麼。同樣，一系列井然有序的極簡圖紙，配以解釋性文字，有效地介紹了本質上難以視覺化的內容。

當然，為了將我的理解推向最新的理論突破，我必須找到一些更新的東西。這張圖片來自 2015 年 4 月一篇關於防火牆的文章，防火牆是一種試圖解決資訊悖論的理論，它會奏效。

正如人們所預料的那樣，這張圖片的風格與我剛才引用的其他圖片截然不同。但是，它保留了其 1970 年代同類產品成功的關鍵品質：一致且經濟的視覺語言、精心組織的結構以及清晰的標籤和註釋。

所以，我現在可以說我更接近理解軟毛定理了。至少，我理解了潛在的難題以及在這種背景下“毛髮”的含義。但我仍然沒有掌握霍金最新論斷的實質。也許這代表了科學插畫家（或至少是非常有雄心壯志且具有強大物理學背景的人）面臨的新挑戰：超越彭羅斯圖。製作一張資訊圖來解釋軟毛定理。世界各地注重視覺效果的科學愛好者會感謝你們的。