视觉（信息）悖论

本文发表在《大众科学》的前博客网络中，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点

在上个月的一篇博客文章中，《大众科学》的编辑塞思·弗莱彻分享了对安德鲁·斯特罗明格的采访，哈佛物理学家在采访中试图解释他最近与斯蒂芬·霍金和马尔科姆·J·佩里合作发表的关于黑洞和所谓信息悖论的有争议的新论文。采访的内容既引人入胜又容易理解，至少就使用的语言而言是这样。但是，随着谈话迅速从信息悖论的要点——即黑洞会摧毁信息，这违背了我们所知的物理定律——转移到霍金的新的“软毛定理”上时，我发现自己向下滚动，寻找某种可视化图像，以帮助我理解我所读到的文字。

在文章的结尾，确实有一个图形：一个彭罗斯图，显然描绘了“《黑洞上的软毛》中呈现的半经典蒸发黑洞”。

关于支持科学新闻

如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻工作 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保关于当今塑造我们世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。

在快速维基百科搜索“彭罗斯图”后，我初步了解了如何阅读这样的图像（垂直维度 = 时间；水平 = 空间），但除此之外，我必须承认我迷失了方向。黑洞的结构在哪里？所谓的毛发在哪里？我如何观察到它所谓的柔软性？

我需要的是一个好的信息图来展示黑洞和信息悖论的基础知识。我再次求助于互联网，令我惊讶的是，我不仅找到了一张信息图，而且在罗杰·彭罗斯本人撰写的一篇《大众科学》文章中找到了它。

在这组 1972 年的图片中，彭罗斯图被重新想象成一种三维技术图。图纸很简洁，但很清晰；标签和标题经过精心设计，解释了每个几何部分的含义，并通过为观看者提供多个视角，黑洞的物理结构及其对各种实体（时间、空间、光）的影响变得显而易见。

但是，我还没有解决信息悖论。为此，我查阅了另一组信息图，这组信息图来自斯蒂芬·霍金 1977 年发表在《大众科学》上的一篇文章。这组图片采用了相同的技术图方法，阐述了落入黑洞的粒子会发生什么。同样，一系列井然有序的极简图纸，配以解释性文字，有效地介绍了本质上难以可视化的内容。

当然，为了将我的理解推向最新的理论突破，我必须找到一些更新的东西。这张图片来自 2015 年 4 月一篇关于防火墙的文章，防火墙是一种试图解决信息悖论的理论，它会奏效。

正如人们所预料的那样，这张图片的风格与我刚才引用的其他图片截然不同。但是，它保留了其 1970 年代同类产品成功的关键品质：一致且经济的视觉语言、精心组织的结构以及清晰的标签和注释。

所以，我现在可以说我更接近理解软毛定理了。至少，我理解了潜在的难题以及在这种背景下“毛发”的含义。但我仍然没有掌握霍金最新论断的实质。也许这代表了科学插画家（或至少是非常有雄心壮志且具有强大物理学背景的人）面临的新挑战：超越彭罗斯图。制作一张信息图来解释软毛定理。世界各地注重视觉效果的科学爱好者会感谢你们的。