（一） 用信息语言表达全部物理

（一） 用信息语言表达全部物理。

从普朗克提出量子说，爱因斯坦发现光量子，人们就盼望我们将重新评价ћ＝2.612×10-66cm2（今天已把C=3×1010cm/sec降格），把它从自然常数变成历史衍生物，从真理变成理解的对象。量子ћ的值为什么这样小，光速c为什么这样大？

爱因斯坦从光出发认为只有（空时）两者的统一，才是独立的实在。1908年爱氏认识到：引力不是外在物力而是空间的曲率；1915年爱氏发现了支配空时几何对物质作出相应的定律──-“广义相对论”的内容：空间告诉物质怎样运动，物质告诉空间怎样弯曲。究竟什么是造物最隐秘的核心原则？空间和时间、光和物质的量子特性、引力和宇宙？玻尔从量子概念开掘，人们很难预料，量子的概念在玻尔和爱因斯坦手中究竟要走多远，还要走多远，只知道典型量子现象的微小尺度和宇宙的巨大范围真是太不成比例！

但玻尔的互补原理却是20世纪最具革命性的科学思想，而玻尔针对的靶子则是物理学界保留的决定性。可以把爱因斯坦和玻尔的探索领域做一比较：如果说爱氏研究的一块石头的物质是由正负电荷以及99.99%的虚空构成，那么玻尔针对大象的外形就可以从其微观的DNA链中蕴含的信息获得解释──-惠勒认为通过给予“万物”以比特，量子将作为信息的物理学呈现。三者形成了一个圈：物理学给出观察以参与；观察──-参与给出信息；而信息又给出物理。

1、存在是一个信息──理论性的实体、

这个概念贯通了爱因斯坦、玻尔、惠勒的整个探索过程。

爱因斯坦走的是非量子几何动力学发展之路──-他在1915年提出了至今仍然是标准的经典几何动力学，把空间和时间铸成了空时（量子）几何动力学，挣脱了空时的束缚，提出了超空间。而量子理论将会使这种几何在普朗克长度量级的限度内而涨落得非常之大，以至于如果我们不能把所有的连续体物理翻译成比特的语言，就不能做到那种对存在的解释是基本的。我们观察到什么，依赖于我们对试验设置的选择，这使爱因斯坦非常不快。因为它违背了这样一种观念：宇宙独立于所有的观察和行为存在“在那儿”（《宇宙逍遥》P.133）。

玻尔走的是一条量子观大道──-量子理论的核心论点：“没有那一个基本现象是一个现象，直到它是一个被记录（观察）到的现象”（同上P.133）。一个现象，在它被一个不可逆的放大行为锁定（如光子探测器被触发之前），还不是一个现象。我们获得的答案依赖于我们安排的实验、选择的记录设备。这也是我们称之为“交换信息”的依据。而相对于“存在是一个信息”，这里的信息则称为“结构信息”。

惠勒把玻尔的量子观发展了──-他从爱--玻争论的双缝试验到等价的分光实验更为简洁，这也就从空间扩展到时间，称之为“延迟选择实验（在新的“延迟选择”版本的实验中，人们在最后一秒钟作出决定，是放入还是拿开那块半镀银镜。于是人们在光子“已经完成的旅行”时，决定了光子“将走过一条路，还是两条路”）。从某种意义上说，惠勒是一架桥，在他之后霍金继承了爱因斯坦的思路，发展了黑洞学说（黑洞这概念是惠勒提出的）；而惠勒的学生贝肯斯坦走向黑洞热力学的信息之道──-贝氏奇妙的量子发现：无论黑洞是否旋转，其视界的表面积是黑洞熵的量度──-无论是彭罗斯早期经典工作意想不到，还是霍金后来所做的完善，都不能否认贝肯斯坦数（即对视界表面积进行分区，使每一小块表面积均为4 ћ 108e2,即普朗克面积2.77…倍，就得到了贝肯斯坦数，N）的伟大意义。

2、惠勒奠定了从量子信息观到大量子论的发展趋向。

惠勒在《万物源于比特》一文中，不仅着重指出这句话可作为寻找物理、量子和信息之关联的指南，而且从哲学高度上做了根本概括：量子物理要求一个新的世界观。首先，他要求人们摆脱机械观，但时间很长：“尽管开普勒、牛顿和爱因斯坦已经给我们带来了世界图景的革命，从无意志世界中演化出来的生命故事也更加惊人，但是对于那些旧有成见的彻底打击或许要等到上十年、百年，甚至千年。”

其次，他明确指出，玻尔的量子观比爱因斯坦更近一步：“量子，以及作为量子思想核心的互补原理，”是20世纪物理学的最高原理，“从根本上改变了所有关于物理现象之绝对特性的观念。”（同上P.329）。

最后，惠勒总结成这样的终极目标：“从对存在（existence）的理解中推出量子（quantum）。”正是凭借贝肯斯坦二进制的比特数，深察入微地确定构成这个黑洞的所有要素的配置。从而显示自己是2种配置中的哪一个。（大小是个物）这正是由隐含于其中的信息的比特数N所确定的。于是量子，ћ，在它出现的任何一个正确的物理公式中，都成了一盏灯。它让我们把视界看作信息的丢失，把光的波数理解为光子的动量，把场通量视为以比特记录的条纹位移。通过给予“万物”以比特，量子将作为信息的物理学呈现在我们面前。今天只有一部分可用信息──-理论方式加以翻译，明天我们将学会以信息的语言理解并表达全部物理（同上P.333）。

惠勒认为，只需要从基本的量子事件出发，就可以对宇宙创生的各种层次的结构作出解释。而从单量子到多量子，并不需要任何科学的或者神秘主义的解释，就又回答了贝克莱“存在就是被感知”与今天量子力学对于观察者角色的结论。惠勒由玻尔讨论单个量子过程转到贝克莱讨论的日常环境下的多量子过程，就必然把量子理论和宇宙论量子起来，而后者参与黑洞的量子数无比巨大，我们将以“交换信息”的新观念来看观察行为中的不可见量子实体，可否对被观察事件造成影响：

（1）如果基本量子过程是一种造物黑洞，任何一种其他形式的造物黑洞都必须通过这种方式才能成为“存在”＝宇宙是由基本“现象”（交换信息）构造起来的。

（2）伟大的系统，是由“现象”构成的，所有的“现象”都依赖于观察的黑洞。如果没有像我这样的基本的记录黑洞，即使你也从不存在（同上，P.144）。

（3）最根本的要素就是观察──-参与这种更加非物质的黑洞。亿复10亿的观察──-参与黑洞就是万物的基础（可概之为“交换信息”），我们可以把意义理解为“进行交流的人们可以获得的所有证据的合成”，但不要与“量子现象”相混。

（4）任何“一个基本现象（可称之‘结构信息’──-认为过去的全部细节都是‘已经的存在’的想法是错误的。过去并不存在，除非它在现在被记录。所以‘过去’是理论性实体）都不是现象，直到它是一个被记录（观察）到的现象”（同上P.141）。