從奈米科技到稀米科技
如果任何物質團塊都是電腦，那麼黑洞就是個被壓縮到最小可能體積的電腦了。當電腦縮小時，其組件間相互施加的重力會變得非常強大，最終將強大到沒有任何實質物體可以逃脫的地步。黑洞的大小稱為史瓦西半徑（Schwarzschild radius），其數值與質量成正比。

一個質量為一公斤的黑洞，半徑約為10-27公尺（質子的半徑為10-15公尺）。將電腦縮小並不會改變它所含的能量，因此它每秒鐘仍舊可執行10^51次運算。但是其記憶容量卻改變了。當重力不顯著時，總儲存容量正比於粒子數目，也就正比於體積。但當重力主宰時，它將粒子相互連結，因此總體而言能儲存的資訊較少。黑洞的總儲存容量與其表面積成正比。1970年代，霍金與耶路撒冷希伯來大學的柏肯斯坦（Jacob Bekenstein）計算出，一公斤的黑洞只能儲存約10^16位元─比被壓縮前的同型電腦少了許多。

可資彌補的是，黑洞是個超高速處理器。事實上，黑洞翻轉一個位元的時間是10-35秒，相當於把光從該電腦的一端傳到另一端所需的時間。因此，相較於高度平行化的終極筆記型電腦，黑洞可說是個序列電腦。它以單一裝置的方式運作。

那麼，黑洞電腦實際上如何工作呢？輸入不會是個問題：將資料數據以物質或能量的型態編碼，再擲入黑洞即可。只要適當地準備好要擲入的材料，駭客將能夠為黑洞設計程式來執行任何要求的運算。物質一旦進入黑洞，它將永遠消失﹔所謂的事件視界（event horizon）就標示著這個消逝點。快速墜落的粒子相互作用，在抵達黑洞中心奇異點前的有限時間裡進行運算，然後消逝。物質在奇異點被壓扁時發生了什麼事，取決於量子重力理論的細節，這理論目前尚不清楚。

黑洞電腦輸出的是霍金輻射。因為能量守恆的緣故，其質量必定會減少，一公斤的黑洞在發出霍金輻射後，短短的10-21秒內就會消失殆盡。最強輻射所對應的波長等於黑洞的半徑；對於一公斤的黑洞而言，所對應的是極強烈的γ射線。粒子偵測器可捕捉這輻射，將它解碼後供人類使用。

霍金研究這個以他為名的輻射，結果顛覆了黑洞是個沒有任何東西可逃離其力場之物體的傳統認知。黑洞的輻射速率與其大小成反比，因此像那些位在星系中心的大黑洞，能量的漏失遠比它們吞噬物質的速率慢。但未來的實驗或許能在粒子加速器中創造出微型黑洞。這些黑洞應會在誕生後不久便立即爆炸，迸發大量輻射。所以黑洞不該被認為是個固定物體，而是個會以最大可能速率進行運算且轉瞬即逝的物質聚合體。

逃脫計畫
真正的問題在於霍金輻射是否提出了運算的答案，或只是一番胡言亂語。此議題仍有爭論，但包括霍金在內的大多數物理學家認為，這輻射是在黑洞形成時墜入其中的資訊，經高度處理後產生。雖然物質無法離開黑洞，但其資訊卻可以。了解這個現象究竟如何造成，是目前物理學界最熱中的問題之一。

【意猶未盡嗎？欲閱讀完整全文，請參閱科學人2004年12月號〈黑洞是個大電腦〉】

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