黑洞信息悖论：宇宙中信息是守恒的 但黑洞除外

　　据国外媒体报道，宇宙真的很爱惜自己的信息：宇宙不喜欢创造新的信息，它也不喜欢销毁已有的信息。

　　事实上，用“喜欢”这个词实在是太弱了。至少就我们目前所知——并且我们已经非常非常努力地工作去进行验证，我们发现宇宙中的信息从来不会被创造出来，也从来不会被毁灭，用最简单的话来说：宇宙中信息是守恒的。

　　黑洞除外。这是咋回事，我们来解释一下。

信息过载

　　首先，我们需要定义一下什么是信息，以及为什么信息应当被保存下来。物理学基于决定论：我们可以运用物理学原理去预测一个系统的未来变化，这是物理学的意义所在。不论这是盒子中的一个粒子，还是一次复杂的化学反应，抑或是整个宇宙，我们的物理学知识让我们可以做出明确而可靠的预测，凭借我们对于当下的知识去预言未来。

　　同样的方法也可以带领我们回溯过往。如果我们了解一个系统，那么可以延伸至未来的物理学定律也同样适用于过去，我们可以向前或者向后拨动时钟，观察这个系统在过去曾经如何发展，以及在未来将会如何发展。

　　正是这种可逆性让我们得到了信息可以被保存的结论。如果我们完全了解一个系统——其中所包含的每一个粒子的位置和速度，所有粒子的自旋和电荷，以及所有其他情况，那么物理学定律将可以告诉我们这些粒子在过去和未来的演变情况。这也就表明，一个系统的原始信息是随时间动态存储的，它们只是岁时间变化，而没有被创造或者毁灭。

再见，黑洞

　　乍一看，黑洞似乎是对信息的威胁——物质会落入黑洞，和它所携带的信息一起被消灭掉。但从一个外部观察者的角度，比如我们的角度看上去，其实没有任何东西落入了黑洞——它们只是越过了一个边界。因此对于信息来说这似乎并非什么大事，它没有被毁灭，也没有被创造。

　　但是黑洞似乎会“蒸发”，这可能会引发一些问题。

　　英国物理学家史蒂芬·霍金在上世纪1970年代最先发现，黑洞并非完全是黑的。它们会发“光”，尽管非常非常微弱。这就是所谓的“霍金辐射”，但这种辐射基本全都是以热量的形式。它就类似于散热，就像你身体的体温散热一样。

　　这就意味着黑洞辐射的数量和温度只取决于黑洞本身的质量，自转和电荷。除此之外没有任何其他因素。也就是说，不管你往黑洞里丢什么，不管是一本书，一只猫还是一艘宇宙飞船，它发出的霍金辐射都将是一样的。

　　这样一来，情况就会出问题。随着黑洞“蒸发”，它会损失能量，这意味着它损失质量，最终消失——黑洞会和它携带的信息一同消失？

　　也就是说，如果信息无法跟随霍金辐射一同从黑洞中逃离出来，而黑洞本身会逐渐消失，那么那些信息会发生什么？它们会消失吗？这样可就和前面说到的宇宙信息守恒原则相违背了。于是，一个悖论产生了。怎么办？