能量越多，比特翻转得越快。 土、气、火、水，归根结底都是由能量构成的，但它们的不同形态是由信息决定的。 做任何事情都需要能量，而阐明所做的事情需要信息。
— 赛斯·劳埃德 (2006)
量子热理论的历史很短，但它所遭受的危机、争论、解释（如奥斯陆表示、玻姆演绎、多世界表示、多思维演绎等）、派系之争、哲学辩论比任何其他理论都多科学。 但它其实乐于让自己充满悬案，根本不在乎人类的直觉。
爱因斯坦在临终前难以接受他的一些理论，理查德费曼说没有人真正理解量子热并不是开玩笑。 但是，对现实的本质进行辩论显然是很自然的。 而且，量子热在对万物的基础进行理论解释并在实践中取得特殊成就的同时，其自身的基础也在不断地被革新和更新。 但尽管如此，关于量子热的辩论有时看起来更像是一场宗教辩论，而不是科学辩论。
“这怎么发生的？” 量子理论家克里斯托弗福克斯问道。 他曾在贝尔实验室工作，后来在美国滑铁卢的 理论化学研究所工作。
随意走进一个会场，犹如置身于喧嚣的圣城。 各种教派的牧师在这场圣战中互相争吵——Bohm 、 、 、 、 、 和 Multi-world 等等。 所有人都声称看到了圣光，那是终极的神秘之光。 每个人都告诉我们，如果我们接受它的解决方案作为我们的救世主天体物理学家是干什么的，我们也能看到光。
Fuchs 决定是时候开始使用新炉子了。 抛弃现有的量子理论公理，即使它们很漂亮也很有文化，转向更深层次的数学原理。 “这些原则应该是明确的、令人信服的和令人兴奋的。” 但是哪里可以找到这样的数学原理呢？ 福克斯自己给出了答案：在量子信息论中。
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“理由很简单，但我觉得也足够了。” 他强调，“量子热一直围绕着信息，但化学界早已忘记了这一点。”
但仍有人没有忘记，或者重新发现，其中之一就是约翰·阿奇博尔德·惠勒天体物理学家是干什么的，核裂变的先驱，玻尔的中学生，费曼的老师，黑洞的命名者。 ，20世纪最后幸存的数学巨人。 惠勒有一句著名的格言流传下来，“黑洞没有头发”是他的格言之一。 这意味着从黑洞外部只能观察到黑洞的质量、电荷和载流子，无法观察到其他信息（“毛发”）。
他写道：“黑洞告诉我们，空间可以像纸一样被压缩成一个无限小的点，时间可以像熄灭的火焰一样衰变，我们认为‘神圣’的化学定律被证明并非如此。所以。 ” 1989年，惠勒提出了他的最后一句口号：万物源于比特，这是一个极端的观点，完全不理想：信息第一，材料第二。
换句话说，任何事物（任何粒子、任何力场，甚至时空连续体本身）的功能、意义和存在都完全（尽管在某些情况下是间接地）来自……比特。
为什么自然看起来是量子化的？ 这是因为信息是量化的。 比特是最终不可分割的基本粒子。
许多化学现象的发现带来了信息，但其中最令人惊讶的是黑洞。 不过，一开始，黑洞实际上与信息无关。
黑洞的想法源于爱因斯坦的广义相对论，虽然他没有活着见证研究的重点之一。
他在 1915 年强调，光会受到引力的影响，时空结构也会因引力而弯曲，当足够多的质量被压缩在一起时，就像在一个致密的星系中一样，就会发生坍缩，时空结构会在自身重力作用下坍塌。 在效果的强化下，不断地收缩着，没有任何限制。 由此得出的可能推论似乎很奇怪，直到近半个世纪后才被认真对待。
当任何物质遇到它们时，它只能介入而不能逃脱。 它的中心是一个奇点，密度无限大，引力无限大，时空曲率无限大。 它的时间坐标和空间坐标相互交换。 由于没有任何光或信号从内部逃逸，因此它们名副其实。
惠勒于 1967 年首次使用“黑洞”一词来描述它们。通过观察黑洞的引力，天文学家确实发现了一些候选者，但不清楚是哪些。
起初，天体化学家的研究重点是落入黑洞的物质和能量。 但是后来，他们开始被信息的问题所困扰。 这个问题源于斯蒂芬霍金在 1974 年的发现。
通过结合量子效应和广义相对论，他认为由于风暴视界附近的量子涨落，黑洞应该辐射粒子。 换句话说，黑洞会慢慢蒸发。 但问题是，霍金辐射是热辐射，没有特征也没有意义，只是普通的热。 但落入黑洞的物质本来就携带着信息，而这些信息固有地存在于它的结构、组织和量子态中——用统计热力学的说法，存在于它可能的微观状态中。
在这一点上，只要信息存在于风暴视界内并且对我们隐藏，化学家就不会被丢失的信息所困扰。 他们可以说这些信息不可用，但它并没有消失。 正如 Bacon 在 1625 年所说：“在黑暗中，所有颜色看起来都一样。”
但是传出的霍金辐射不携带任何信息。 如果黑洞蒸发了，信息到哪里去了？ 根据量子热原理，信息是不朽的。 决定论的数学定理要求化学系统在某一时刻的状态将决定其下一时刻的状态； 而在微观层面，这个定理是可逆的，所以信息一定是守恒的。
霍金是第一个明确强调，或者可能警告说，这个问题威胁到量子热的基础的人。 如果信息消失了，这就违反了幺正性，即所有可能发生的风暴的概率之和始终为一的原则。
霍金说：“除了掷骰子，上帝有时还会把骰子扔到我们看不到的地方。” 1975年夏天，霍金向《物理评论》杂志投稿。 文章的标题很奇怪，“In of . 过了一年多才发表，标题比较温和（” in ）。
正如霍金所料，这篇论文引起了一些化学家的强烈反对。 其中之一是加州理工学院的约翰·普雷斯基尔，他长期以来一直坚信信息不会消失：如果要焚烧一本书，化学家不可能追踪每一个光子和灰烬颗粒。 ，你应该能够反向重建那本书。
在加州理工学院的一次研讨会上， 强调了危险：“信息消失了。很难改变量子理论以允许存在黑洞。” 在我们可以在实验室研究的其他常见情况下，它会发生，同时防止它发生。”
1997年，他甚至与史蒂芬·霍金打赌，引起广泛关注。 他打赌这些信息一定是以某种方式从黑洞中逃逸出来的，赌注是一套百科全书，由输家挑选。 哈佛大学的 也站在 一边。
他强调：“有些化学家可能认为讨论黑洞里有什么只是一种理论讨论，甚至是近乎宗教的讨论，就像讨论针尖上能站多少个天使一样。但事实并非如此：这一期是关于未来化学的一个定理。”
在接下来的几年里，化学家们提出了各种想法试图回答这个问题。 霍金还提出了一个：“信息可能进入了另一个宇宙，但我还不能给出物理证明。”
直到2004年，霍金62岁时，才收回隔阂，甘愿认输。 他宣布他已经找到了一种方法来证明量子引力服从幺正性并且信息守恒。 他将一个量子不确定性的陈述（即费曼提出的路径积分陈述，又称“历史求和”）应用于时空结构的拓扑学，并由此推导出一个推论，虽然黑洞并不完全黑色 是的，他们也提供信息。
霍金写道：“混乱和悖论源于这样一个事实，即过去人们从经典数学的角度考虑问题，其中时空只有单一的拓扑结构。” 一些化学家发现霍金的新理论模棱两可，并认为有许多未解之谜，但霍金清楚一件事。 他写道：“并没有像我以前认为的那样有任何分支的子宇宙。信息总是存在于我们的宇宙中。我很抱歉让悬疑迷们失望了。”
最后，他输给了 的 2,688 页完整垒球指南：终极垒球百科全书——“从中可以很容易地恢复信息，”霍金在文章结尾开玩笑说，“但也许我应该把骨灰给给他。”
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