史蒂芬·霍金，我們一生中最偉大的思想家之一，已經去世了- 留下了許多心碎的科學迷。
當他在發表論文就在他去世前的幾個月，他在 2016 年發表了一篇最受關注的期刊文章——一個期待已久的解決方案。黑洞資訊悖論。
換句話說，他想出了一個可能的解釋黑洞可以同時擦除資訊並保留它。
該論文最初發表在預印本網站 arXiv.org 上2016 年 1 月，終於在同行評審期刊六個月後，這件事成為了世界各地的頭條新聞。
為了理解為什麼它如此重要，以及黑洞資訊悖論到底是什麼，我們需要回到一切的起點。
根據愛因斯坦的廣義相對論，我們對黑洞的最初理解是，穿越事件視界（黑洞邊界）的一切都將永遠消失。即使是光也無法逃脫它的魔爪，這就是為什麼黑洞被稱為黑洞的原因（也是我們不可能真正看到黑洞的原因）。
但在 1970 年代，霍金提出，根據量子力學定律，輻射實際上可以從黑洞中逸出。簡而言之，他提出，當黑洞吞噬粒子-反粒子對的一半時，另一個粒子會輻射到太空中，在黑洞離開時竊取一點能量。
正因為如此，黑洞最終會消失，唯一留下的痕跡就是它們發出的電磁輻射——這被稱為“霍金輻射'。
問題在於，根據霍金的最佳計算，輻射不會包含有關黑洞吞噬什麼的有用資訊 - 被吞噬的資訊將永遠丟失。
這並不能與我們對現代物理學的理解表明，逆轉時間總是有可能的。至少從理論上來說，如果宇宙中的過程是相同的向前或向後奔跑。
飾演 丹尼斯奧弗拜解釋於紐約時報：
「宇宙，就像一種超級計算機，應該能夠追蹤一輛車是否是綠色皮卡車，另一輛車是紅色保時捷，或者一輛車是否由物質構成，另一輛車是否由物質構成。反物質。這些東西可能會被摧毀，但它們的「訊息」—它們的基本物理屬性—應該永遠存在。
因此出現了悖論。事實上，這不僅對天文物理學家來說是一件大事，因為如果量子力學的規則不適用於黑洞，那麼它們又如何適用於我們其他人呢？
但在 2016 年，霍金提出了這個問題的解決方案——黑洞實際上可能有一圈「軟毛」圍繞著它們，能夠儲存資訊。
正如你可能已經假設的那樣，那根「頭髮」實際上並不是頭髮，而是實際上是低能量子激發，在黑洞蒸發很久之後，它們攜帶著被黑洞吞噬的所有東西的特徵模式。
「這種圖案，就像 iPhone 上的像素或黑膠唱片上的波浪凹槽一樣，包含有關什麼穿過地平線並消失的信息。”當時寫的《Overbye》。
為了得出這個結論，霍金發現了他最初假設的兩個根本問題，這就是為什麼他說他最初的計算（表明黑洞內的資訊將永遠丟失）是錯誤的。
這兩個假設是量子重力中的真空是唯一的，且黑洞沒有量子「毛髮」。
這變得有點複雜，但你需要知道的是，霍金此後修改了他的計算，並且相當肯定黑洞周圍有「軟毛」光環。
該假設經過同行評審發表於物理評論快報，研究人員聲稱，雖然還有更多工作要做，但這是解決資訊悖論的有希望的一步。
「值得注意的是，這篇論文並沒有解決黑洞資訊問題，」加州大學聖塔芭芭拉分校的物理學家加里·霍洛維茨寫道，在隨附的評論中。
“首先，必須對重力進行重複分析，而不僅僅是電磁場。作者目前正在進行這項任務，他們的初步計算表明純重力情況將是類似的，”他補充道。
“更重要的是，他們引入的柔軟頭髮可能不足以捕獲有關落入黑洞的所有信息。”
他的批評是，目前還不清楚被黑洞吞噬的所有資訊是否真的可以轉移到柔軟的頭髮上，而不僅僅是所有失去的能量訊號。
但他承認：“當然有可能，沿著這項工作所指出的道路，進一步的調查將發現更多這種類型的毛髮，並可能最終導致黑洞信息問題的解決。”
那肯定是物理學界的一個大喜之日。因為我們離理解已知宇宙中一些最大的謎團──黑洞──又更近了一步。
這對我們其他人意味著什麼？正如霍金所解釋的在2015年的一次演講中：“[黑洞]並不是他們曾經認為的永恆監獄。如果你覺得自己被困在黑洞裡，請不要放棄。有一條出路。”
外面也可能殘留著你的一點痕跡。
史蒂芬‧霍金，我們已經想念你了。
本文的一個版本最初發佈於 2016 年 6 月。
