當今世界，信息已經成為我們日常生活中不可或缺的一部分。信息的存在性是毋庸置疑的，但它又不是一般意義上的實體。如何從物理學的角度給信息下一個定義，這件事著實讓物理學家、數學家和計算機學家們頗費了一番斟酌。人們最後是從信息的存儲入手，將信息“實體化”的。一條信息不論是記憶在人的大腦裏，還是記錄在書本上，或是存儲在計算機中，總之它都必須依附於某個物質的實體。沒有承載信息的實體，信息就無法存在。這就提出了一個非常有意思的問題：對於一個給定大小的空間，能夠存儲於其中的信息是否有一個極限？如果有，這個極限是多少？如何計算？要回答這個問題，首先需要把信息“數量化”。這倒不難，因為任何一條信息都可以被等價於一組特定的0/1的組合，就像存儲於計算機裏的數據一樣。所以構成信息的最小單位就是0/1，稱作位元（或比特）。這樣一來，上麵的問題就簡化為“對於一個給定大小的空間，最多有多少個位元能夠存儲於其中”。
要回答這個問題，需要借助一個十分重要也非常有趣的物理量——熵。熵是用來衡量一個係統有序與無序程度的量，熵越大，係統就越無序（通俗地說，就是越亂）。熵本身是一個宏觀物理量，但描述的卻是一個係統微觀的有序、無序程度。如果把你的臥室看作一個宏觀係統，臥室裏的床、椅、鞋、襪等等則是構成這個係統的微觀元素，臥室裏麵越亂，它的熵就越大。從在物理學中占有重要地位的熱力學第二定律出發，可以得出熵增加原理：一個孤立係統（即與外界沒有能量交換的係統）的熵是永不減少的。仍以臥室為例，如果沒有任何人花力氣去整理它（在這裏“整理”可以被看做是從外界輸入能量），從某種意義上說這個臥室就可以被看成是一個孤立係統，它的熵就永遠不會減少，即隻可能變得越來越亂。
信息論之父香農（claude shannon，1916—2001）於1948年發表的論文《通信的數學理論》被視為現代信息論研究的開山之作，在該文中他首次提出了信息熵的概念。信息熵描述的是隨機變量的不確定性，也就是不可預測性。它不但在數學表達形式上與物理熵一致，在實質上也與物理熵有著緊密的聯係。不難想象，一個係統越無序，對它就越難準確描述，當然也就越不可預測。兩間放有相同東西的房間，比如說裏麵都有10本雜誌，一間很亂（物理熵高），雜誌東一本西一本，床上、地上哪兒都有。一間很整齊（物理熵低），所有的雜誌都摞在床頭櫃上。如果有人進來隨手拿起一本雜誌向某個方向胡亂一扔（雜誌位置變動的信息），對前者來說，幾乎無法判斷出房間裏麵有什麼變化（難以得到信息），而對後者，變化則是一目了然的（容易得到信息）。
信息與熵的關聯是比較顯而易見的，但信息與黑洞之間能有什麼聯係呢？在回答這個問題之前，讓我們先來看看黑洞的一些重要性質。
黑洞最初是被作為廣義相對論的一個數學結論而提出。它的發現本身就頗有戲劇性。愛因斯坦在1915年提出廣義相對論的引力場方程，這個非線性的方程是廣義相對論的核心，但在數學上卻很難解。在廣義相對論發表之初，那些引起舉世轟動的預測，都是愛因斯坦在對該方程進行了一些近似之後才最終得到的。然而就在引力場方程剛剛問世之後不久，極具天才的天體物理學家史瓦西（karl schwarzschild，1873—1916）就得到了第一個精確解。史瓦西出生於德國法蘭克福，16歲時就發表了一篇關於行星軌道的論文。他在斯特拉斯堡與慕尼黑大學求學，1896年獲得博士學位，1912年成為普魯士科學院的會員。1914年第一次世界大戰爆發，盡管已年過40，他居然投筆從戎參加了德軍，並成了一名炮兵上尉。1915年在俄國前線的戰壕裏，他寫了一篇關於相對論的重要論文（完成於1916年初），得到了一般性引力理論方程的第一組精確解。其中一個解是關於“非轉動性、球對稱的天體”，另外一個解的對象則是關於在真空中任意質量的星體周圍的空間特性。正是這第二個解奠定了經典黑洞研究的基礎，在天體物理學和宇宙學中具有裏程碑的意義。他把論文寄給了愛因斯坦，並由愛因斯坦協助發表在普魯士科學院會刊上。然而，當論文發表時，史瓦西已因病去世了。