Il principio olografico di 't Hooft e Susskind si riferisce originariamente a particelle libere che cadono in un buco nero. La fisica di queste particelle si riduce da quattro a due dimensioni. In altre parole possiamo descrivere il loro comportamento come se vivessero in un mondo a due dimensioni. È come se, proiettando le loro traiettorie su uno schermo (bidimensionale), fossimo comunque in grado di darne una rappresentazione fedele. Questo ha suggerito l'analogia con l'olografia. Per produrre un'immagine olografica si investe un oggetto tridimensionale con luce laser. La luce riflessa viene fatta interferire con un raggio laser imperturbato e la figura di interferenza viene registrata su una lastra fotografica. Una volta che questa sia sviluppata, colpendola con un raggio laser si riproduce la figura tridimensionale.

Lo stesso fenomeno sembrerebbe verificarsi per le particelle che cadono in un buco nero. La loro fisica può essere registrata su uno schermo bidimensionale. Per dirla con una metafora di 't Hooft "i dati possono essere scritti su una superficie". È naturale chiedersi se questa proprietà valida per particelle che cadono in un buco nero sia in realtà di validità più generale. L'idea di base del principio olografico è proprio questa, che si possa descrivere la fisica di sistemi in cui è coinvolta la gravitazione in due modi complementari, o nella sua versione quadridimensionale o in una versione proiettata su un opportuno schermo. Quanto alla validità di questo principio occorre fare qualche precisazione. Prima di tutto, benché pochi ormai abbiano dubbi sull'esistenza dei buchi neri, data l'evidenza indiretta raccolta, non esiste alcuna evidenza sperimentale del principio olografico nemmeno se limitato ai buchi neri. Si tratta di un principio per ora solo teorico e di impatto limitato: per esempio, il tentativo di applicarlo a problemi cosmologici non ha portato finora a risultati significativi.

Tuttavia occorre dire che il principio olografico ha trovato inaspettati riscontri nella teoria delle superstringhe. In questa teoria si trovano varie soluzioni di tipo olografico. La più celebre è la cosiddetta corrispondenza AdS/CFT: essa significa in sostanza l'equivalenza tra la teoria della superstringa in 10 dimensioni in una determinata geometria-ambiente, da un lato, e una teoria di campi di gauge in uno spazio di Minkowski a quattro dimensioni (che rappresenta il bordo della geometria-ambiente), dall'altro. In altre parole l'informazione contenuta nella teoria di superstringa in dieci dimensioni si può proiettare o, meglio, codificare in una teoria di campo quadridimensionale, e viceversa. La teoria-schermo a quattro dimensioni di cui sopra non ha caratteristiche interessanti dal punto di vista fenomenologico (cioè non è una teoria che possa ambire a rappresentare il mondo fisico che conosciamo). Tuttavia, nelle versioni via via più sofisticate proposte per questa corrispondenza, la teoria di campo quadridimensionale ha assunto caratteristiche sempre più realistiche. E quindi si capisce l'enorme interesse che sta suscitando. Sembrerebbe quasi che noi possiamo interpretare il nostro universo quadridimensionale come immerso in un mondo molto più ampio, a dieci dimensioni, e che, per descriverlo, abbiamo due possibilità: o lo descriviamo come una teoria di campo a quattro dimensioni oppure lo descriviamo come risultato delle interazioni di superstringa in dieci dimensioni, che significa una maggiore complessità ma anche la possibilità di risolvere le ambiguità e limitazioni delle teorie di campo. Va precisato che queste corrispondenze per ora sono state dimostrate solo in condizioni limite speciali e che la natura precisa e completa di esse, almeno allo scrivente, non appare ancora chiara. Molto lavoro è ancora necessario. Il futuro ci dirà se siamo sulla strada giusta.