略论唯识学的世界观（22）
第一部分、各种外境模型的比较与拣择
佛学基本教理研究
2．3．3．信息模型
2．3．3．3．信息物理理论
信息模型不仅是一种理论构想，在物理学中已经有一些证据支持这种模型。物理学中有从信息角度研究物理现象的理论，就是熵理论。1877年，奥地利物理学家玻尔兹曼提出了一种描述：一团物质在保持宏观特性不变的情况下，其中所包含的粒子所有可能具有的不同微观状态数就是熵。当香农设法量化一条消息中的信息时，他自然而然地得出了一条和玻尔兹曼一样的公式。一条消息的香农熵就是编码这条消息所需二进制位即比特的个数。热力学熵和香农熵是等价的：玻尔兹曼熵所代表的不同组成方式的数目反映了为实现某种特定组成方式所必须知道的香农信息量。
但物理学中熵和信息不是作为一种独立的基本概念引进来的，而是附属于时空物质这样一些更基本的概念，这使它的特殊性没有被充分揭示出来。例如，带有1G数据的硅片的香农熵约为10*10个比特（1个字节等于8个比特），这比该芯片的热力学熵可小多了，后者在室温下的取值约为10*23比特。这种差异来源于两种熵在计算时所考虑的不同自由度。香农熵关心的只是蚀刻在硅晶上所有晶体管的状态。晶体管到底是开还是关；它要么为0，要么为1，是单一的二进制自由度。热力学熵则不同，它取决于每一个晶体管所包含的数十亿计的原子（以及围绕它们的电子）的状态。那么自由度是否存在极限？原子由原子核和电子组成，原子核又由质子和中子组成，质子和中子又由夸克组成。在不同标准下都会得到不同的熵值。这种情况下熵就不能作为一个有独立意义的物理量，而仅仅是在一定的自由度标准下得到的导出量。这种情况下熵的概念还可以广泛应用，但却不可能作为物理学的核心概念。
把熵概念突出出来，凸显其不同于物质时空等物理概念的是黑洞热力学。根据广义相对论，引力来源于时空的扭曲，它使得物体发生移动，就像有一个力在推动一样。反之，物质和能量的存在导致了时空的扭曲。根据爱因斯坦的方程式，一团足够致密的物质或能量能将时空弯曲到撕裂的极端程度，这时黑洞就形成了。至少在经典（非量子的）物理学范畴内，相对论决定了任何进入黑洞的物质都无法再从中逃脱。这个有去无回的点被称为黑洞的视界。在最简单的情况下，视界是一个球面，黑洞越大，这个球体的表面积就越大。
要探究黑洞内部是不可能的。没有任何具体的信息能穿过视界逃离到外部世界中。然而，在进入黑洞并永久消失之前，一团物质还是能留下一些线索的。它的能量将不变地反映为黑洞质量的增量。如果在被黑洞捕获前它正在围绕黑洞旋转，那么它的角动量将被加到黑洞的角动量之中。黑洞的质量和角动量都可以通过黑洞对周围时空的作用而获得测量。这样，黑洞也遵守能量和角动量守恒准则。但热力学第二定律，看起来是被破坏了。
热力学第二定律是对惯常观测现象的一个总结：自然界中绝大部分过程都是不可逆的。茶杯从桌上摔碎后，没有人看到碎片自己按原路蹦回又组成一只完整的杯子。热力学第二定律禁止这些逆过程的发生。它指出，孤立系统的熵永远不可能减少；熵最多保持不变，大部分情况下，熵值是增加的。就像Wheeler首先指出的那样，当物质消失于黑洞时，它的熵似乎永久消失了，热力学第二定律这时看起来也失效了。解决这一谜题的线索首先出现于1970年。Demetrious Christodoulou（当时他在普林斯顿大学做Wheeler的研究生）和英国剑桥大学的Stephen W. Hawking（霍金）各自独立证明了，在多种不同的过程中（例如黑洞的合并等），最终的视界总表面积不会减少。通过将这一性质和熵值趋向于增加的特性相类比，Jacob D. Bekenstein于1972年提出了黑洞熵值正比于其视界表面积的理论。这样，物质落入黑洞后，黑洞熵值的增加总能补偿或者过补偿该物质所“丧失”的熵。更广泛地来说，黑洞的熵值及其外面的普通熵值之和永远不会变小。这就是广义第二定律。
霍金对辐射过程的处理使他得到了黑洞熵值和视界表面积之间的比例关系：黑洞的熵值恰恰是按照普朗克表面积丈量的视界表面积的1/4。（普朗克长度，约为10*－33厘米，是万有引力和量子理论中的基本长度单位。普朗克表面积即它的平方。）一个直径为1厘米的黑洞的熵值约为10*66比特，这大致和一个边长为100亿公里的立方水柱所含的热力学熵相当。
广义第二定律的深刻之处在于，黑洞熵对一切层次都是成立的。这样熵就不再仅仅是依附于物质实体的物理量，而是独立于具体的物质实体物理量。由此，有些物理学家开始考虑把信息看作构成物理世界的基本材料。广义第二定律表明，场论不可能是物理学的最终语言。比如说电磁场，不同点之间是连续变化的，因而它们描述的自由度是无限的。而广义第二定律则将一个封闭界面里的自由度限制到一个有限的数目上，场论因为其自由度的无限所以不可能是最终理论。
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