什麼是黑洞信息悖論？

黑洞信息悖論是關於量子信息是如何隨著霍金輻射而在黑洞中消失的。

量子信息： 在量子力學中，一個量子波函數隨時間的演化，既是「可逆的」，也是「確定性的」，即過去波函數的一種狀態，決定將來的狀態，反之亦然。(更嚴格地說，演化運算元是「幺正性」的，這就是導致確定性和可逆性的結果。測量本身是一個非幺正過程，是不可逆的，但是一個量子系統也可以在不引入它的情況下，僅僅通過「退相干」來解釋。)

現在，這意味著，量子系統中的網路信息，隨著時間的推移被保存下來。

矛盾之處：

然而，當霍金提出黑洞的熱力學輻射方程時，最初存在於構成輻射的粒子中的信息，當被吸收的粒子遇到奇點時就消失了。這就是悖論。

這似乎是因為，一個靜態黑洞是由它的質量、角動量和凈電荷唯一確定的，這就是所謂的黑洞無毛定理。所有其他信息都與黑洞的行為無關。現在，考慮黑洞視界中的兩個糾纏粒子。一個被黑洞吸收，另一個通過霍金輻射發射。根據黑洞無毛定理，發射的輻射可以沒有原始粒子的信息。因此，根據霍金的說法，黑洞發出的輻射似乎沒有關於初始狀態的信息。這不同於熱黑體輻射通常告訴我們的發射體的成分。

換句話說，這兩個最初糾纏的粒子的量子波函數的演化，有一個在黑洞內不可逆轉地消失的成分。由於「無毛」，波函數的許多初始狀態導致相同的最終狀態。這打破了所討論的波函數演化的不可逆轉性，即霍金輻射似乎沒有保存量子信息。這就是矛盾之處。

決議現況：

如果這是真的，那麼就必須對量子力學進行修正，這將打破波函數演化的統一性基礎。這一悖論在20世紀90年代末引發了一場大辯論，而我們現在的最終解決方案似乎來自弦理論中所謂的全息原理，它解釋了信息是如何被保存的。

如果你有其他見解，可以在下方評論哦，我相信你的評論可以一針見血。

非常專業的問題！

黑洞信息悖論是量子力學與廣義相對論相結合所遇到的一個理論難題。

根據計算表明，物理信息可能會永久的消失在黑洞中，這將允許許多物理狀態演化到一個完全相同的狀態。 這是非常有爭議的，因為它違背了一個普遍假定的科學原理 ： 原則上物理系統在一個時間點的波函數的值應該會決定這個波函數在任何時間點上的值。也就是說物理系統的信息應該是守恆的。

哥本哈根對量子力學的解釋的一個基本假設是：一個系統的信息被完整的編碼在了它所對應的波函數中，直到這個波函數崩潰。 而波函數的演化是由幺正運算元決定的，而幺正性意味著信息在量子意義上是守恆的。

這個結論有兩個主要原理在起作用：

量子決定論：意味著給定一個當前的波函數，它的未來變化是由演化運算元唯一確定的。

可逆性：指的是演化運算元具有可逆性，即一個波函數的過去的狀態同樣是唯一的。

兩者的結合意味著我們的宇宙必須始終保證信息守恆。

從二十世紀七十年代中期開始，霍金和雅各布·貝肯斯坦就提出了基於廣義相對論和量子場論的理論預言，這些理論預言和信息守恆不一致，但卻沒有出現信息的損失，也沒有說明具體理由。具體來說，霍金的計算表明，通過霍金輻射黑洞蒸發會導致信息不守恆。

今天，許多物理學家認為，全息原理（特別是AdS / CFT對偶）表明，霍金當年的結論是不正確的，事實上信息被一種人類還不清楚的機制保留了下來。在2004年，霍金本人甚至承認他已經下了賭注，同意黑洞蒸發實際上以一種我們還不知道的方式保證了信息的守恆。

實際上就是關於信息是不是進入黑洞就消亡了？當年在霍金提出霍金輻射之後，有科學幾認為，如果黑洞最後都會消失的話，是不是之前被它吸入的信息也會跟著消失啊？如果是這樣的話，那就違背了量子力學的基本原則了。

然後有部分科學家，搞出了一個兩種境域理論，認為黑洞的事件視界內部和外部是兩個互不溝通的兩部分。當霍金輻射時，信息就是一邊被吸收一邊被輻射逃跑。意思是在黑洞外部，信息是多少還是多少。但是在最近幾年，有科學家提出了一個新理論，它是這麼反駁原來的理論的。它說，如果將一對糾纏態的粒子，其中一個放入黑洞，那麼我們就能通過另一個來探測黑洞內部的情況。就這樣，黑洞的信息兩域說就失敗了。隨後這位科學家提出了，信息在接觸事件視界時候就被粉碎了，根本進不去，隨後被反彈回了宇宙。但是這個理論，霍金不贊同，因為這相當於在廣義相對論的宇宙里，隔絕出了一個另類的地方。在時空上撕了一個口子。後來霍金就發表了一篇論文，認為黑洞並不存在，存在的是灰洞，信息進去後，會被糊在一起，但是不會消失。

這應該是一類問題而不僅是一個問題。我的理解這至少包含了三個發展階段。

第一是考察落入黑洞的信息是否丟失，這本質是討論黑洞輻射是否是酉操作。可簡化為，黑洞是信息粉碎機嗎?答案，不是。

第二階段是如信息未丟失，是否在輻射出來後黑洞外觀測者可獲取信息並重入黑洞從而出現雙份信息同時共存。這考察是否違背不可克隆定理。可總結為，黑洞是信息複印機么?答案，不是。

第三階段是AMPS悖論，考察是否違背糾纏的monogamy特性，就是一個比特不能同時與其他二比特最大糾纏。這總結為，黑洞是時光穿梭機么?答案，不清楚，可能是。

最後，黑洞是啥，黑洞是量子計算機，是信息編碼器攪拌器處理器。黑洞是信息引力時空物質量子共舞的舞台，黑洞對信息的處理導致新時空的形成演化，了解黑洞，未來一定是從信息的角度理解而非靠相對論和量子力學。

從太陽系本身講質量小的星體圍繞質量大的星體旋轉，行星圍繞太陽旋轉，因為質量大的星體提供其向心力，大處說各星系都有一個最大質量的物質在其中間為星系提供向心力，再大的宇宙是否如此，不得而知。反之星系中心爆炸，向心力消失，周圍的星體就各奔東西了。但反應的時間要看星系中心到各星體的距離了，引力也是有速度的。也許中心爆炸幾萬年後引力的消失才在邊緣星體消失。已知的星團，星雲，星系的形狀各異，能否說明。