Thông tin không thể mất đi, chúng chỉ có thể chuyển sang dạng khác, hoặc trở nên phức tạp, khó hiểu, khó giải mã hơn. Nhưng không giống như định luật bảo toàn khối lượng hay năng lượng, thông tin thì luôn sinh ra theo thời gian. Càng tiến về tương lai, vũ trụ càng nhiều thông tin, và đó cũng là lý do entropy vũ trụ luôn tăng chứ không giảm. Thông tin là gì?
Thông tin là tất cả các sự việc, sự kiện, thể hiện qua dạng tín hiệu âm thanh, chữ viết, kí hiệu, làm tăng thêm sự hiểu biết của con người được hình thành trong quá trình giao tiếp.
"hôm qua Hà Nội mưa to" - đó là một thông tin.
"tôi vừa ăn một con cá kho" - cũng là một thông tin.
"Nga vừa xâm chiếm Ukraine" - cũng là một thông tin.
Tóm lại thì thông tin giúp bộ não chúng ta hình dung, tưởng tượng ra sự vật, sự việc của thế giới khách quan bên ngoài.
Thông tin không thể mất đi có nghĩa là như nào?
Có nghĩa là chúng ta không thể xóa đi dấu vết của những sự vật, sự việc đã từng tồn tại, đã từng xảy ra. Luôn có cách để điều tra, truy vết ngược về quá khứ để biết về những gì đã xảy ra.
Ví dụ mình có một thông tin như là: "Trương Xuân Hoàng sinh ngày 02/06/1998"
Thông tin này được lưu trữ dưới dạng chữ viết, ghi trên một tờ giấy. Một hôm tờ giấy vô tình bị đốt cháy. Vậy là thông tin về ngày sinh của Hoàng trên tờ giấy đã bị xóa, bị biến mất?
Không. về mặt lý thuyết, ta có thể biết được trạng thái ban đầu của tờ giấy nếu như ta thu thập được đầy đủ thông tin liên quan đến sự cháy của tờ giấy, chẳng hạn nhiệt độ phòng, độ ẩm không khí, sự thay đổi của môi trường xung quanh, tro bụi bị đốt sau khi cháy, sự bay hơi của mực. Tất cả những sự thay đổi đó đều ảnh hưởng bởi thông tin đã được ghi trên tờ giấy bị cháy, nếu máy móc khoa học đủ tinh vi để đo đạc được hết các dữ liệu cần thiết thì việc khôi phục lại thông tin là hoàn toàn có thể.
Tuy nhiên việc đó là không tưởng, chúng ta không làm được như thế không phải vì lý thuyết không cho phép, mà là vì máy móc và trình độ kĩ thuật công nghệ chưa đủ tiên tiến để làm. Về mặt lý thuyết thì điều đó là có thể.
Thực tế, việc điều tra xem ai đã làm gì, ở đâu, khi nào, cũng là một phần của việc truy vết khôi phục lại thông tin tưởng như đã mất. Các anh công an thì muốn biết tối qua anh A đã ở đâu, ai đã giết chị B, giết như thế nào. Các nhà khảo cổ học thì muốn biết những miếng xương này đã tồn tại được bao nhiêu, năm, nó là của động vật nào, tổ tiên của loài nào? Các nhà vũ trụ học thì muốn biết các thiên hà đã hình thành như thế nào, hình thành cách đây bao lâu?
Tôi thì tò mò không biết tối qua crush ăn cơm với món gì, ăn lúc mấy giờ, mấy giờ bạn í đi ngủ. Nhưng thôi, tôi sẽ không giống các anh công an hay các nhà khoa học, chạy qua nhà crush thu thập các dữ kiện để điều tra về lịch sinh hoạt của cr đâu.
Vậy đấy, thông tin luôn có cách để khôi phục, để tìm lại, chúng không bao giờ biến mất. Chỉ có thể bị chuyển sang dạng khác, trở ngại của chúng ta chỉ là không đủ tiên tiến để khôi phục những dạng thông tin bị phai mờ, khó giải mã, khó điều tra hơn thôi.
Dù cho bạn có tải phim sex xong rồi xóa, đoạn phim đó vẫn sẽ không hoàn toàn biến mất, nếu đủ tinh vi, đủ giỏi, đủ tiên tiến, vẫn sẽ có người biết được bạn đã từng lưu thước phim đó trên máy tính. Mỗi một thông tin được lưu trữ, nó làm thay đổi sự phân bố các electron trong vi mạch của máy, nếu ta đủ tinh vi để phân tích thì ta sẽ tìm được lại những dấu vết cũ.
Kể cả bạn có xem sex và thủ dâm khi nào, người ta vẫn có thể điều tra được nếu như họ khám xét căn phòng của bạn, họ tìm dấu vết của những giọt tinh dịch đã rơi trong phòng, những lần đi đổ rác có những tờ giấy ăn của bạn chẳng hạn,....bla bla. Đó là ví dụ thế thôi nha. 😂
Đôi khi có những việc mà trời không biết đất không hay, nhưng công an lại nắm trong tay tất cả.
Nói vui thế thôi chứ đừng lo, chẳng ai giỏi như thế mà lại bệnh hoạn tới mức đi soi mói chuyện cá nhân của chúng ta như mấy cái ví dụ tào lao kia đâu.
Tuy nhiên trong vũ trụ này, có một nơi vẫn vi phạm được định luật bảo toàn thông tin, đó chính là lỗ đen.
Tất nhiên cần nói rõ lại, sự bảo toàn thông tin vẫn chỉ là về mặt lý thuyết, thực tế chúng ta vẫn có thể bị mất nhiều thông tin và không thể khôi phục do trình độ kĩ thuật công nghệ không đủ tân tiến. Cho nên việc lỗ đen có thể xóa thông tin cũng là sự suy đoán dựa trên lý thuyết.
Về mặt lý thuyết, lỗ đen có thể có một điểm kì dị, là nơi mà mọi vật chất bị nén vào một thể tích bằng 0, mật độ vật chất lớn đến vô hạn. Tại chân trời sự kiện, bức xạ Hawking phát ra sẽ dần làm khối lượng lỗ đen hao hụt. Theo đó, nếu vật chất rơi vào đây, nó bị nén lại, rồi dần dần bốc hơi và tồn tại dưới dạng năng lượng bức xạ, khi đó coi như thông tin đi theo cũng mất hết.
Nếu bạn muốn xóa dấu vết về việc mình từng tải phim sex trên laptop của mình, bạn chỉ cần ném cái laptop vào lỗ đen, sau đó mọi thông tin bí mật của bạn sẽ bốc hơi hết thành bức xạ Hawking. Sẽ chẳng ai phân tích được những tia bức xạ và suy ra được nguồn gốc của nó là tới từ một chiếc laptop bị nghiền nát bởi lỗ đen cả. Chẳng có sự khác nhau nào giữa bức xạ của lỗ đen này với lỗ đen kia, nên thậm chí chẳng ai biết bạn đã ném laptop vào lỗ đen nào thông qua việc đo bức xạ từ các lỗ đen.
Nếu như điểm kì dị tồn tại, thì có nghĩa là nó vi phạm định luật bảo toàn thông tin. Đây là một nghịch lý, và nó được khoa học gọi là "nghịch lý thông tin lỗ đen" hay "nghịch lý Hawking".
Để giải quyết nghịch lý này, hoặc là ta phải chấp nhận bác bỏ sự tồn tại của điểm kì dị lỗ đen, thay vào đó lại phải tìm một lời giải thích khác cho việc tại sao vật chất không thể co vào điểm kì dị. Bởi vì một khi khối lượng vật chất đã co vào với bán kính giới hạn schwarzschild thì trọng lực sẽ lớn tới nỗi không một lực tương tác nào có thể chống đỡ giữ cho các nguyên tử cách xa nhau được nữa, theo đó cả khối vật chất phải co lại vô hạn, nếu không muốn thừa nhận sự tồn tại của điểm kì dị, bạn phải có một lời giải thích khác về việc tại sao vật chất sẽ không co vào nữa, cái gì ngăn không cho khối vật chất sụp đổ vào trong?
Tuy nhiên thay vì đi theo hướng bác bỏ sự tồn tại của điểm kì dị, một số nhà khoa học đã nghĩ tới việc các bức xạ phát ra từ chân trời sự kiện có thể hé lộ về những gì tồn tại trong lỗ đen, thông tin có thể được bảo toàn ở vùng chân trời sự kiện thay vì biến mất trong điểm kì dị. Nhưng mà mình chưa hiểu nhiều việc các bức xạ đó sẽ lưu trữ thông tin thế nào nên xin phép không viết thêm. Từ từ tìm hiểu tiếp rồi nói sau.
Bài này mình nói theo cách hiểu của mình về lý thuyết bảo toàn thông tin và nghịch lý lỗ đen, nếu còn chỗ nào đang hiểu sai thì mong mọi người góp ý sửa đổi. Thank!!!