宇宙可能也有记忆，信息则是宇宙最基本成分
科学家提出全新理论：信息或是宇宙最基本成分，或能同时解释黑洞悖论、暗物质、暗能量与宇宙轮回。
一个多世纪以来，物理学的基石建立在两大理论之上。爱因斯坦的广义相对论把引力解释为空间与时间的弯曲，而量子力学则统治着微观世界的粒子与场。它们各自辉煌，却在交汇处产生矛盾，尤其是在黑洞、暗物质、暗能量以及宇宙起源这些问题上。
我和同事们尝试用一种全新的方式来弥合这道裂缝：把“信息”视为宇宙最根本的成分，而非物质、能量，甚至不是时空本身。我们称之为“量子记忆矩阵”(QMM)。
这一框架的核心主张很简单却颠覆性：时空并非连续光滑，而是由无数细小“单元”构成。每个单元都能记录一段量子印记——无论是粒子的穿越，还是电磁力、核力这样的作用，它们都会在时空单元里留下微小的改变。换句话说，宇宙不仅仅在演化，它还会记忆。
这一切的起点，是著名的黑洞信息悖论。相对论认为，掉进黑洞的一切将永远消失，而量子论却坚持信息无法被毁灭。QMM给出了新的答案：当物质坠入黑洞时，周围的时空单元会记录下它的痕迹。即使黑洞最终蒸发，信息也已写入宇宙的记忆。
在数学上，这一机制由我们称作“印记算符”的工具描述，它保证信息的可逆与守恒。最初我们将它应用于引力，但后来发现，其他自然力也同样符合这一图景。强核力、弱核力甚至电磁力，都会在时空中留下记忆痕迹。
于是，一个更宏大的原理浮现：几何—信息对偶性。爱因斯坦告诉我们，时空的形状受质量和能量的影响。但在QMM中，它还受到量子信息分布的塑造，尤其是量子纠缠。纠缠让两个粒子在无论多远的距离上保持神秘的联动，一个状态的改变会立刻传递到另一个。
这种视角转变带来惊人结果。我们的模型显示，成簇的量子印记表现得就像暗物质——一种看不见的物质，却能解释星系异常的高速旋转，而无需假设任何新粒子。与此同时，当时空单元被“写满”，无法再记录独立的信息时，就会形成残余能量。这种残余能量的数学形式与“宇宙学常数”完全一致，也就是暗能量，它正推动着宇宙加速膨胀。换言之，暗物质与暗能量，或许只是同一枚“信息硬币”的两面。
如果时空的记忆是有限的，那么当容量被占满，会发生什么？我们最新的研究指出，宇宙可能是循环的：一次次诞生与消亡，扩张与收缩。每一轮循环都会累积熵，即无序的总量。当容量到达极限，宇宙不会塌缩成奇点，而是被积攒的熵反弹，开启新一轮膨胀。这就是所谓的“宇宙反弹”。
通过与观测数据比对，我们推测宇宙已经经历了三到四次循环，还剩不到十次。等到最后的容量彻底饱和，宇宙将进入最终的缓慢膨胀期。这样算来，宇宙真正的“信息年龄”可能是620亿年，而非我们目前所知的138亿年。
这一切听上去或许仍像理论游戏，但我们已经在当今的量子计算机上做了测试。我们把量子比特视为时空单元，利用QMM的印记与检索协议，成功以90%以上的准确率恢复了原始量子态。这不仅证明印记算符在现实量子系统中可行，还能显著降低逻辑错误。换句话说，QMM或许不只是解释宇宙，还能帮助我们制造更强大的量子计算机。
在这个框架下，宇宙被重新诠释为一台宏大的记忆机器，也是一台量子计算机。每一个事件、每一股力量、每一颗粒子，都在其中留下印记，塑造着宇宙的演化。这一理论把物理学最深的谜团串联起来：从黑洞悖论到暗物质与暗能量，从宇宙循环到时间之箭。
更重要的是，它已经能在实验室里被模拟和验证。QMM或许不是最终答案，但它揭示了一个令人震撼的可能性：宇宙不仅是几何与能量的舞台，它还是一座记忆殿堂。在那里，所有的宇宙瞬间，或许至今仍然留存。
