黑洞是宇宙中最強大的天體，強大到能夠將恒星撕裂成原子尺寸的碎片。這聽起來很恐怖，但是黑洞還有其他的一些更可怕的性質，它可能能夠“刪除”宇宙本身。

什麽是黑洞？

黑洞是將極大量的物質壓縮到一塊極小的空間內産生的物體。在它的中心，引力幾乎達到無限大。無論任何物體靠的太近就會被撕裂成基本粒子，就算是光也無法逃脫。所以我們認爲黑洞是一塊黑色的球體。

如果你不慎跌入了一個黑洞，在你穿過它的外層邊界——事件邊界之前，沒什麽壞事會發生。你可以想象爲在一個盡頭爲無限高的瀑布的河流裏遊泳一樣，在你不受控制的漂流時，水流會變得越來越快，但卻看不到瀑布本身。你試圖向安全的地方遊，你甚至都沒有意識到，你到達了不可再返回的邊界，不管你遊的多麽快，水流會將你推向絕對的死亡。

當靠的足夠近時，沒有任何事物能夠逃脫黑洞這個“瀑布”。這個邊界完全將黑洞從其他宇宙空間中隔離了開來，我們不可能靠近它，除非我們做好了一去不複返的准備。

所以我們不知道黑洞內部是什麽情況。但是我們卻對黑洞的邊界略知一二。黑洞緩慢地將自己的質量向外輻射，就像一個火爐上的水鍋，緩慢地喪失水汽一樣，這叫做霍金輻射。黑洞不斷地極緩慢地喪失自己的一小部分質量，這一過程極其漫長。對于一個太陽質量的黑洞，它需要10^58年來喪失它0.0000001%(10^-7%)的質量。這一過程全不間斷並且不可阻擋。隨著時間推移，這一過程不斷地加速。在遙遠遙遠的未來，當宇宙中最後一顆恒星死亡數萬億年後，黑洞會變得越來越小，直到它完全蒸發消失掉，只留下一點點的輻射。

這裏有一個問題，在黑洞不斷蒸發的過程中，它有可能會“刪除掉”一些基本的東西——信息。

什麽是信息？

信息不是什麽可以觸碰的實體，它通常被理解爲是有關粒子排列的一種屬性。什麽意思？想象一堆碳原子，將它們組合起來，你得到了木炭。

用不同的方式組合起來，你得到了鑽石。

原子還是那些原子，改變的是信息。如果變得複雜一些，再加上一些原子。我們就能夠得到一個香蕉用不同的方式組合起來，得到的是松鼠。組成宇宙中的所有物體的粒子都是一樣的，它們並不關心自己是一只鳥的一部分，還是一塊石頭，或是一杯咖啡。沒有信息，宇宙中的所有物體都是一樣的。

根據量子力學中的理論，信息是不可被摧毀的。它可以改變形態，但它絕對不會丟失掉。舉個例子，如果你把一張紙燒成灰，這堆灰永遠不會再自然變成紙。但是如果你能將灰中的每個碳原子都小心地收集起來，並且能夠准確的測量煙霧和熱輻射中的所有屬性，理論上你能重構這張被燒掉的紙。這張紙的信息還存在在這個宇宙中，它沒有喪失,只是難以讀取罷了。

如果你能准確的測量宇宙中的每個粒子和輻射波的屬性，你可以追蹤曾存在的每一比特信息，理論上講 可以追追溯到宇宙大爆炸時期。

這時，黑洞來攪局了。信息告訴我們事物之間的不同性，以及事物過去的形態。黑洞則做了相反的事情。它吸收不同的事物，然後將它們完全同質化。黑洞摧毀了信息。這引出了信息悖論，而且這是一個很嚴重的問題。

信息悖論

信息不可摧毀是我們所有已知物理定理的基礎。沒有信息，任何事情都變得“相對”了。當討論到我們對現實的理解，我們需要“絕對”。

我們如何解決這個悖論？有幾個可能方案。

1.信息的確喪失了，永遠不可重新獲取。這意味著我們將不得不重新審視物理學，放棄掉所有已經十分完備的領域。而那些新的物理學定理會是什麽樣的，以及它們對我們意味著什麽，沒人知道。這聽起來有點嚇人，但也有一點令人興奮。

2.信息被藏起來了。也許黑洞的一小部分分裂開來，並形成了一個“嬰兒宇宙”。所有信息將會轉移至這個奇怪的新宇宙，並且我們永遠無法觀測或接觸它。但理論上信息不會丟失，這就像是一個存儲著家庭相冊的壞掉的硬盤，你將永遠無法訪問其中的內容。當然信息沒有丟失是很好，但也沒什麽用處。

亦或者黑洞在其生命結束後並不會完全消失，它會留下一小部分——信息鑽石。

但或許也有第三種可能，信息很安全，沒有丟失也沒有被隱藏，也許只是我們思考的方式錯了。我們知道黑洞會“困住”，並且還可能刪除信息，但我們也不知道黑洞還會對信息做些什麽，黑洞在哪裏存儲它的信息？

宇宙大掃除

我們先用一些髒衣服來創造一個黑洞。首先我們用裝滿髒衣服籃子來充滿一個房間，你的髒衣服越多，你的籃子就越多。但在某一點，每個籃子都已經滿了，房間也已經被充滿了，無法再容納任何一只髒襪子了。這時這個房間達到了最大容量。

但如果我們繼續用大量能量去壓縮這些衣物，這個房間會塌縮，形成一個黑洞。但這個房間的容量還是沒有變，充入更多信息仍然不可能。所以當我們繼續加入衣物時，會發生什麽？

房間本身會變得更大一些，來爲新的信息騰出空間，這表明了黑洞會在表面擴張一點點來承載我們扔給它的信息。

簡單來說，更多的信息=更大的表面積。

這就像是我們把一塊石子扔到水池中的情況一樣，在石子沉到池底以後，我們看不見它了，但我們能通過水池表面的水波紋判斷得到有什麽東西剛剛掉進去了。

即使是最小的黑洞，能在它的表面上存儲比整個人類曆史中創造的還要更多的信息。它通過將信息轉爲爲極小極小的片段這種方法來存儲巨量的信息。黑洞是終極強大的硬盤，這好像就是將紙質書換成電子書一樣，兩種看起來完全不同的事物，但內容卻一樣，僅僅是被編碼並且被以另一種方式記錄下來而已。

黑洞吞噬恒星和行星，就像電子書存儲一整個圖書館一樣。這種情形叫做全息原則。如果這是正確的，那麽我們所理所應當的一切都可能是錯誤的。整個宇宙是一個全息圖像，如果信息真的被存儲在黑洞的表面，那麽霍金輻射就有可能獲取在表面的信息，並且將其攜帶走。所以信息在黑洞消失時不會喪失，我們也不需要重新開始物理學研究。信息悖論解決了。

但我們仍然需要從根本上改變我們對現實的理解，如果任何掉入黑洞的事物的信息都被存儲在視界上，這意味著三維事物在二維平面上被成功編碼。我們稱之爲全息圖，全息圖就像是一個3D照片，一個二維平面編碼存儲了一個三維圖片。黑洞像是一個全息圖像，因爲所有其內的事物都被編碼存儲在它的事件邊界上。

一個在黑洞內的人將會體驗一般的三維生活。但在外面的人看來，他只是一個在表面上的二維圖片。這個聽來很違反常識，但請多想一想。黑洞是很極端的天體，但它們也遵從和其它物體一樣的基本法則，所以如果這個瘋狂的二維三維理論對黑洞成立，那麽它也可能對整個宇宙，包括你成立。

因爲一個黑洞內的人不會意識到他們被編碼在平面上，我們也可能一樣。你其實可能在宇宙邊緣被拉伸到一個超薄屏幕上。這之後的科學原理極其複雜且難以理解,牽扯到玩具宇宙、弦理論、以及大量的數學計算。

不管這個世界的真面目如何，我們知道它複雜且多變。物理學需要更長遠的發展去理解這些，但黑洞有可能就是我們理解現實的鑰匙。