再論黑洞宇宙霍金熵，信息論，測不準原理和普朗克常數

量子力學裡的測不準原理是非常讓人迷惑不解的，如果你
認為你學過了量子力學，懂得測不準原理，那麼只是說明
了你根本沒有學進去。如果你學透了量子力學，是禁不住
要向天發問，大問一句：為什麼？為什麼物理量要量子化？
為什麼？為什麼量子化的常數，普朗克常數，不多不少剛
好是我們知道的這個數值？這個常數的具體數值到底它有
什麼意義？

海森伯測不準原理說，互補的兩個物理量，比如時間和能量，
位置和動量，角度和角動量，無法同時測准。它們測不準量
的乘積等於某個常數，那個常數就是普朗克常數，是
1.0546焦耳秒，比如時間和能量的測不準量就符合：
△Ｅ△ｔ＝ｈｂａｒ
（為簡單計下面用ｈ代表ｈｂａｒ＝ Ｈ／２π）

顯然，如果ｈ趨於零，就不存在測不準的問題了，那麼為什麼
ｈ不是零，又為什麼它不多一點或少一點呢？再考慮一個光子，
它的能量在它發出來時，就已經決定了，可是你要測量它，
如果要精確確定它什麼時候到達你這裡，就沒有辦法確定它
的能量。它可以是紅光，也可以是綠光，捉摸不定。物理的
世界什麼時候變成這樣的不可知了呢？

事實證明，仰天長問，是正確的選擇。微觀世界裡的遺憾，可以
在宇觀世界裡得到解答。狄拉克是第一個就量子力學的問題向天
問的科學家，他提出了大數猜想，把量子世界的大數和宇宙大數
聯繫起來了。本女仰天長問的結果，是用宇宙尺度解釋了普朗克
常數的具體數值，並且回答了狄拉克提出的問題，將量子力學的
測不準原理歸納到熱力學第二定理和信息論裡面去了。本女相信，
信息論可以完全取代量子力學的理論，從而完成現代物理和現代
數學的一個大統一。

還是從黑洞宇宙說起，宇宙學專家們大都同意，愛因斯坦宇宙常數
精確等於一，這也就是說，宇宙的總質量和宇宙半徑的關係，恰好
符合史瓦西黑洞臨界半徑的公式，從而暗示我們的宇宙是個黑洞：
R = 2GM/C^2
本女不知道為什麼多數學者接受上面這個公式描述我們的宇宙，卻
拒絕接受我們的宇宙是個黑洞這麼個顯然的結論。黑洞宇宙真的很
可怕嗎？作為練習，大家可以計算一下在我們這個黑洞的事件地平線
處，萬有引力是多少？肯定你以為，在事件地平線上，時空一定極度
扭曲，所以引力作用一定大得可以把人撕裂成為單個的基本粒子！！！
算一算就知道了，其實那個引力小得只相當於在月球的距離上一粒沙子
對我們的萬有力那麼大！！！所以至少對於居住在黑洞宇宙內部的人
來說，黑洞一點也不可怕。

有個著名的伯根斯坦·霍金公式可以計算黑洞的熵，黑洞的熵和黑洞
的表面積成正比，略去波爾茲曼常數，它可以寫成：
S = (1/4)(C^3/HG)*A
根據球表面積等於４πＲ^2，再代入史瓦西黑洞臨界半徑公式：
S = 4πGM^2/(HC)
再把一個M代以史瓦西黑洞臨界半徑公式：
S = (2π/H)*(R/C)*(MC^2)
這個公式說明什麼呢？R/C是宇宙半徑除以光速，也就是按照大爆炸
學說的宇宙年齡ｔ，而MC^２，愛因斯坦的相對論公式，那是能量！
S = (1/h) * E * t
這個是什麼呢，這個就是統一我們宇宙內物理常數的大統一公式。
S是熵，也就是信息，宇宙的信息總量。先不要看比例常數，
信息＝能量×時間
這個是什麼意思呢？哲學上說，存在即是被感知，感知也就是
信息的獲得和傳遞，一樣不攜帶信息的東西，是無法被感知的，
所以信息也就是存在。
信息＝存在＝能量×時間
那麼為什麼存在＝能量×時間呢？這個反應了存在的兩個要素，
存在的東西必須要有能量，沒有能量，那也就是處於能量基態的
真空，是不存在的。存在的東西也必須要持續存在一定的時間，
如果一樣東西只存在零秒鐘，那便是不存在。

所以，存在等於能量和時間的乘積，缺一不可：

宇宙總信息＝宇宙總存在量＝普朗克常數倒數×能量×時間

必須記住的是，信息是個無量綱的數值。宇宙總信息量，或者說是
宇宙總存在量。才是真實的物理量，而能量和時間的數值，都取決
於人為的單位制，自然普朗克常數也是取決於人類單位制的人為的
數量，沒有什麼特別重要的意義。

現在可以回答為什麼物理量要量子化，以及為什麼會有測不準定理
的問題了。看看上面這個公式的右邊：
信息=普朗克常數倒數×能量×時間
與測不準定律比較一下：
普朗克常數 = 能量測不準量×時間測不準量
或者
１ = 普朗克常數倒數×能量測不準量×時間測不準量
兩者相似何其乃爾！！！

至此，一切都很清楚了，物理量的量子化，其實是信息的量子化！
物理的測量過程，無非是個信息的交換和獲得過程。信息的量子化
也就是說信息量，也就是絕對存在量，必須是整數，信息的交換，
也必須以整數進行。信息量，或者說絕對存在量，最小的單元是一。

這個其實非常容易理解。如果把“存在”化分為最小的存在單元，
這個最小的存在單元，只能或者是零，或者是一，零就是不存在，
一就是存在，沒有界於存在和不存在之間，一半存在，一半不存在
的零點五存在狀態。

所以，物理量的量子化，也就是信息的量子化，也就是絕對存在量的
量子化，絕對存在量的最小單元是非此即彼，要麼存在，要麼不存在，
沒有中間態，故而才有量子化的來源。

而量子力學過程，也就是信息的交換過程。熱力學第二定律告訴我們，
熵只能增加，不能減少。也就是說，信息總量只能減少，不能增加。

本女認為，熱力學第二定律需要修改，修改的原因是經典的熱力學熵
只計算了現有量子力學理論里的量子態的個數。這個不是全部的熵，
而只是部分的熵，全部的熵要依據粒子的能量和存在時間長短來計算，
本女認為，如果把全部的熵，也就是全部的信息量算進去，熱力學的
第二定律應該改成熵既不增加也不減少，是個守恆的量。

表現在量子力學過程里，也就是說量子反應前後的總信息量不變。這
也就是說，如果一個觀測獲得信息，相應的被觀測的粒子也就喪失了
同等量的信息，這也就是說，那顆粒子的狀態變得不確定了，或者它
喪失了部分能量。如果觀測榨取了那顆粒子的全部信息，那麼那顆
粒子就喪失了全部信息，信息量就是零。一個例子是觀測儀器把觀測
的光子吸收掉了，同時獲得了這顆光子攜帶的全部信息。

這個信息總量守恆的原理，可以推廣到一切量子力學過程，從而可以
替代全部現有的量子理論。

舉個例子來說，弱相互作用和電磁相互作用統一的量子規範場論裡面，
就有一個所謂的黑格斯機制(Higgs Mechanism)，說是瞬時產生一個質量
極大，生存時間又極短的中間矢量波色子，傳遞弱相互作用。但是，
這個理論說不通的是，產生中間波色子的瞬間，能量守恆定律被破壞
掉了，因為中間矢量波色子的質量極大，甚至遠大於它所要傳遞弱
相互作用的粒子，那麼它這個能量從哪裡來？它產生以後迅速消失，
這個巨大的能量又哪裡去了？有人用測不準原理來解釋它，說是因為
持續的時間太短，所以它的能量就測不準，雖然理論上它的能量很大，
到底是多少大，測不準，所以沒有違反能量守恆定律。

這個關於為什麼黑格斯機制沒有違反能量守恆定律的解釋，非常牽強，
類似於說如果一件殺人案，如果找不到殺人兇手的證據，大概就可以
說似乎好象沒有發生過殺人案。

但是，如果使用本女的信息論，就可以很圓滿地解釋黑格斯機制裡面
能量不守恆的困惑了。因為在本女的理論裡面，能量守恆不再是一個
最基本的定律了，最基本的是總信息量，也就是總存在量，才是永遠
守恆的，再看：
信息=能量×時間
對於穩定粒子來說，時間等於宇宙的存在時間，都是一樣的，這樣
信息守恆便退化為能量守恆了。但是對於類似中間矢量波色子這樣
的不穩定粒子來說，這個時間就是它生存的時間，非常短促，所以，
即使它能量非常的高，因為它持續的時間很短，它的總信息量非常
低，所以，你幾乎可以無中生有生成一個質量巨大的中間矢量波色子，
然後再把它滅掉，而在這個整個過程中，保持信息總量不變，這個
中間矢量波色子所帶走的信息，僅對它所攜帶弱相互作用的粒子
產生很小的擾動，帶來很小的不確定性。這個也就是弱相互作用的
作用力由來的解釋了。

最後再次說明一下，本女不是吃物理這碗飯的，所以，才對許多的
物理問題，看得很清楚，正所謂當局者迷，旁觀者清。物理學未來
幾十年的發展方向，在本女看來，洞若觀火。這裡本女討論的廣義
信息論，僅僅是個開端，諸位已經看到它怎樣解決了黑格斯機制里
的能量守恆悖論了。本女已經指出了物理學的未來方向，網上各位
有智者，需要做的只是在本女指出的方向上耕耘，就有收穫了。

至於超弦理論，那只是一些走火入魔的理論物理學家們美好的夢想
而已。不要在那上面浪費時間。這個跟個人智慧高低沒有關係，若
大的方向是錯誤的，即使是一個天才，也只會浪費光陰而最後一事
無成。本女已經指出，超弦理論的理想，與宇宙學裡的宜人原理，
是相悖的，因而也是不可能有什麼結果的。

方舟の女