我們生活在一個具有三維空間和一維時間的宇宙中。令人吃驚的是，我們的四維時空可以用更低一維的時空來描述，就像一個從無限遠的表面投射出來的全息圖。

全息原理源于許多微妙的線索，這些線索是在幾十年的宇宙理論探索中發現的。故事要從黑洞講起，雅各布·貝肯斯坦推導了一個描述黑洞熵的方程，黑洞的熵代表了曾經落入其中的所有事物的量子信息量。貝肯斯坦界代表了任何空間的最大可能的熵，奇怪的是，這個最大值與空間的表面積成正比，而不是它的體積。

史蒂芬·霍金通過計算黑洞在霍金輻射中蒸發時泄露的信息量，證實了貝肯斯坦界。他對霍金輻射的發現導致了黑洞信息悖論，因為這種輻射被認為會抹去掉入黑洞的所有東西的量子信息。破壞量子信息將打破量子力學的基礎，因此出現了悖論。

這個難題啟發了杰拉德特·胡夫特，他提出，所有落入黑洞的物質信息都可以在霍金輻射中留下印記。當它等待被輻射時，這些信息應該被編碼在黑洞的視界上。這是個很好的解決方案，但也出現了新的悖論。落入黑洞的事物確實會穿越事件視界進入黑洞，從外部觀察者的角度來看，它的信息在表面被“涂成”了2維，但從黑洞內的觀察者來看，信息肯定是在黑洞內以三維形式逐漸掉入奇點。這是人們第一次瞥見全息時空：一個二維表面，編碼了三維的特性。

AdS/CFT對偶找到了全息原理對應的弦理論實現。

我們現在有幾個版本的弦理論，它們試圖解釋振動的弦是如何導致我們熟悉的宇宙粒子。這些理論后來被愛德華·威滕的M理論初步統一起來，該理論表明不同類型的弦和弦理論都通過對偶關系聯系在一起。對偶性是指兩個看似不同的理論被證明代表相同的物理現實，這是因為弦的大小和能量尺度可以被重新調整。但最奇怪的弦對偶性仍然是阿根廷物理學家胡安·馬爾達塞納在1997年提出的AdS/CFT對偶。奇怪的是，它提供了對全息宇宙的第一個具體描述。

馬爾達塞納設想了一組稱為膜的弦理論對象，它們就像多維弦，可以作為弦的奇點和終點，也可以嵌入更高維度的空間。這些膜非常靠近，基本上是重疊的，連接到這些膜的弦是尺度不變的，因此它們的長度和能量可以在不改變物體特性的情況下發生改變。

在某些假設下，他發現由此產生的膜結構看起來就像閔科夫斯基時空，在這個空間上存在著一種由膜之間的相互作用產生的場論。這也是一個共形場論(CFT)，所以它對網格大小的縮放是不變的。這種性質來自于嵌入在這個空間結構中的弦的能量尺度不變性。

馬爾達塞納以優良弦理論的風格將尺度因子定義為一個新的空間維度，3維空間就變成了4維空間。原來的空間是平的，而新的空間具有負曲率，它是一個反德西特(Ads)空間。原空間中的引力不包括引力，但在高維空間中，它變成了一個完整的量子引力理論，這就是AdS/CFT對偶性。

與弦論中的其他對偶一樣，這個對偶性對計算非常有用。當低維場理論中的相互作用非常強時，我們可以說場是強耦合的，那么高維空間中相應的高維引力結構將是弱且可解的。相反，高維空間中的強引力場（例如黑洞），看起來就像低維空間中粒子的可解構型。除此之外，這還為黑洞信息悖論提供了新的解決方案：黑洞中丟失的信息可以在低維空間中完美地保存下來。

AdS/CFT更令人吃驚的含義是，它是全息宇宙的第一個具體實現。較低維度的CFT空間是AdS空間的表面，因為場論存在于新維度變為無限的地方。遺憾的是，這是很難理解和想象的，沒法簡單用言語表達出來。