英国物理学家史蒂文·霍金的《时间简史》改变了人们有关物理学和宇宙的观念。宇宙学和黑洞是霍金的两个主要研究领域，他将量子论引入黑洞的经典理论，向世人展现了当代有关宇宙的最重要的科学思想。最近媒体纷纷渲染这位著名科学家否定了自己对黑洞的看法，认为黑洞不存在。其实霍金的真实意图，并非如此简单。

黑洞是恒星坍缩的“尸体”
　　黑洞是爱因斯坦广义相对论最著名的预测之一。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩而形成。黑洞的质量如此之大，它产生的引力场如此之强，以至于任何物质和辐射都无法逃逸。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出，就连光也逃逸不出来。由于类似热力学上完全不反射光线的黑体，故名为“黑洞”。
　　黑洞的相关理论是霍金在1976年提出来的，他通过计算得出结论，黑洞在形成过程中，其质量减少的同时还不断在以能量的形式向外界发出辐射。这就是著名的“霍金辐射”理论。这一理论在学术界得到了广泛的肯定，霍金也因此受到学术界的推崇。

相对论和量子力学关于黑洞的矛盾
　　相对论和量子力学是上世纪物理学的两项重大成果。在研究宇宙和天体运动的宏观领域，广义相对论可用于解决引力问题，而在量子理论大显神通的微观世界中，引力非常微弱，大多数情况都可以对其效应不予考虑。大量实验事实和天文观测资料也分别在宏观和微观世界验证了这两个理论的正确性。
　　然而，当这两个理论碰到一起的场合，却总是水火不相容。有两个例外的情况，必须既要用到量子力学又要应用引力理论：一个是宇宙的开始时刻，即大爆炸的起点；另一个就是黑洞。在这两种情况下，尚未被物理学家统一在一起的引力和量子，便打起架来了。
　　根据经典黑洞理论，没有任何物质能逃离黑洞。在黑洞的周围是一个无法侦测的事件视界，标志着无法返回的临界点，这个边界又称“视界”。黑洞外的物质和辐射可以通过“视界”进入黑洞内部，而黑洞内的任何物质和辐射均不能穿出“视界”。举例来说，根据爱因斯坦的广义相对论，宇航员在越过“视界”的时候不会有任何特别的感觉，只会下坠、下坠，直至坠入黑暗深渊。
　　然而，量子理论则允许能量和信息逃离黑洞。新的研究表明，信息一旦进入黑洞后并不会消失，黑洞释放的粒子间的相互作用能够显示黑洞内部的信息，例如构成黑洞物体的特征、黑洞内部物质和能量的特征等。也就是说，黑洞之外的观察者可以获取有关黑洞内部的信息。按照这种观点，宇航员似乎会有一种与爱因斯坦的预言截然不同的经历，宇航员不会是持续地坠入黑洞内部，而是会在视界线上遇到一堵立刻置人于死地的高能粒子“防火墙”。这面“防火墙”甚至可能意味着空间的终结。
　　“信息悖论”就是这两种理论在解释黑洞时出现的问题。在霍金首次提出黑洞会释放能量、最终将蒸发消失的理论后随之产生的一个问题。它意味着当黑洞消失时，黑洞内的信息可能永远消失，可是量子力学认为信息不会莫名其妙地消失。这就是黑洞的“信息悖论”。

霍金“灰洞”让黑洞不再黑
　　根据爱因斯坦的重力理论，黑洞的边界是存在的，只是它与宇宙其他部分的区别并不明显。霍金新的理论认为黑洞不存在“防火墙”一般的事件边界，因为黑洞的引力导致其附近的时空剧烈震荡，因而无法构成一个分明的边界。霍金承认最初有关“视界”的认识是有缺陷的，他认为事件视界不存在，一个更加“温和”的“视边界”才是黑洞的真实边界。
　　黑洞内部出现的量子涨落使得黑洞如同一个灰色地带，这既不违反广义相对论也不违反量子力学理论，这也意味着黑洞可以从宇宙中吸积“物质信息”，同时也可以向外辐射出信息。黑洞并非是对其周遭的一切“完全吞噬”，物质和能量在被黑洞困住一段时间以后，又会被重新释放到宇宙中——尽管它们可能早已经面目全非。
　　霍金根据量子理论推导出黑洞具有温度，只比绝对零度高百分之一 K到百万分之一 K（温度单位），有温度的物质就会产生辐射。为什么黑洞引力无限大却能产生辐射？这是因为黑洞视界外的空间存在量子起伏，产生粒子对，其中虚粒子掉进“视界”，落在奇点上，黑洞牺牲奇点质量来向虚粒子提供能量，实粒子携带黑洞给予加速的能量逃逸到无限远处。从远处看来就像是从黑洞里辐射出来的，因而霍金认为“黑洞不黑”，实为“灰洞”。
　　霍金的最新理论认为，没有事件边界就意味着不存在黑洞——如果我们对黑洞的定义是光线永远无法从中逃脱的话。但这一观点本身比防火墙的存在似乎更加激进，令人生疑。
　　其实，霍金没有否定黑洞的存在，只是重新定义了黑洞的边界。要想全面解释这一过程，需要一个新的理论架构，在其中统一引力和自然界的其他基本力。天文学家也在寻找新的方法来探测这种行为。
　　总之，黑洞问题争论的实质，是广义相对论和量子理论产生的矛盾。只有当有了一个能将两者统一起来的理论，才能真正解决黑洞的问题，黑洞其实是一个拥有极端物理环境的“灰色地带”。