斯蒂芬·霍金最大的成就体现在他的物理工作和他与公众的接触上，弥合了曾经看似不相容的事物之间的鸿沟。无论他是在证明黑洞确实辐射出物质，还是在证明大众文化能够拥抱宇宙的奥秘，他都有办法将看似不可能的事情联系起来。

在霍金之前，黑洞被认为是宇宙中最神秘的垃圾收集器。人们曾经相信，没有什么能逃脱其中一个物体的巨大引力；它们的密度如此之大，以至于它们甚至可以在光线下移动。但霍金发现，事实上，有某种东西确实逃离了黑洞：辐射。多亏了他的工作，我们现在知道黑洞甚至不完全是黑色的(霍金提出了一个方程式来解释这种现象是如何发生的，这个方程式成为了他最显著的成就，以他的名字命名：霍金辐射。”他提出了黑洞有温度的想法，”哈佛-史密森天体物理中心的天体物理学家乔纳森·麦克道尔告诉《边缘》杂志。

虽然他的工作颠覆了黑洞的基本真相，但霍金辐射确实起到了一些调和作用。他的工作将理论物理学中两个相互矛盾的概念联系起来：量子力学和相对论。”这是物理学现在赖以生存的两大支柱，但它们之间确实非常不相容，”加州大学伯克利分校的理论物理学家拉斐尔·布索（Raphael Bousso）告诉《边缘》（the Verge）。

量子力学是关于宇宙如何在最小水平上运行的——像电子和正电子这样的微小粒子如何运动和连接。举例来说，如果你想知道原子是如何结合在一起的，量子力学就有你的支持。另一方面是广义相对论，它解释了重力是如何工作的。宇宙中的大型物体，如行星、恒星和星系，实际上会弯曲它们周围的空间和时间。这就决定了这些物体在太空中是如何相互作用的。

这两种理论都是强有力的，有大量科学和观察的支持。但它们似乎存在冲突，无论人们如何努力，它们都无法真正合身。这对物理学家来说是个问题，因为他们都是简单的。”我们希望能够用更少的基本成分来描述越来越多的现象，”布索说。

但是霍金找到了一种方法，把大的和小的结合在一起。他在一个非常小的尺度上观察了一个非常巨大的物体周围发生的事情——一个重力很大的物体。具体来说，他分析了粒子在黑洞边缘（称为视界）的相互作用。这个边界通常被称为“不归路点”。一旦你越过这条线，你无论如何都会进入黑洞——除非你已经找到了一种比光速更快的旅行方式(剧透：你不能。）

这就是我们变小的地方：根据量子力学，空间的真空并不是真的空的。相反，虚拟粒子总是在真空中进出。这些粒子以相反的成对出现在一起：一个粒子具有正能量，一个粒子具有负能量，一个粒子具有阴和阳。发生在一个人身上的事情会影响到另一个人。通常，两人会很快走到一起，相互抵消。但如果它们在视界上形成，那就不会发生。事情开始变得奇怪。

横跨视界的粒子对将被扭开。黑洞以负能量吸入一个粒子，而正粒子则被从黑洞中甩出。逃逸的粒子变成霍金辐射，通过逃逸加热。注定要失败的粒子成为黑洞的一部分。但由于它有负能量，它实际上使黑洞稍微变小。

如果你让一个黑洞单独存在，这个过程将持续数十亿年。最终，黑洞会消失——然后，因为黑洞很奇怪，爆炸了。爆炸有多大？”以天文学的标准来看，这个数字相当小，”霍金写道。但它仍然相当大：大约100万枚百万吨级氢弹的大小。

当然，许多黑洞通常被不断落入其中的物质所包围。但霍金证明，在合适的条件下，黑洞随时间消失在理论上是可能的。”“黑洞不会永远存在，”麦克道尔说在所有其他恒星消失很久之后，黑洞将发光并最终爆炸。”

这个想法在1974年发表时颠覆了物理学。但它也解决了一个巨大的难题：如果黑洞中没有任何东西逃脱，那就意味着他们是宇宙的清理人员，吃着永远不会回来的物质。但这在其他物理学中是没有意义的。热力学定律认为，一个系统的随机性和混沌性，即熵，不能随时间减少；我们混乱的宇宙无法变得更干净。那么黑洞是如何用吸尘器清理垃圾的呢？霍金的发现证明了黑洞并没有违反热力学定律：通过发射辐射，它们也使事物保持混乱。”[他]并没有试图用热力学来解决这个难题。马里兰大学的理论物理学家Ted Jacobson说：“这正是我们所需要的。”

不过，霍金辐射并没有完全解决所有问题(它为连接量子力学和引力提供了重要的第一步。关于大物理和小物理，还有很多事情需要调和。霍金辐射只是这两个想法协同工作的一种方式。

霍金辐射也引发了一些重大问题。在量子物理学中，粒子配方——粒子的方向、质量、自旋和其他特性——被称为信息。这些信息到处都是。例如，当你燃烧一张纸时，纸上的信息包含在火、烟和灰中。如果你愿意，你可以把这篇论文重新组合起来，因为你从中获得了所有的信息。但霍金辐射带来了一个新的难题：如果黑洞正在失去质量，那么它们的所有信息都去了哪里？

黑洞的信息正在慢慢消失，当它消失的时候——这是不应该发生的！黑洞发出的辐射实际上并不包含来自黑洞的信息，因此所有细节似乎都在消失。”信息不应该完全消失，但在这个过程中，“Katie Mack，一个正在研究一个关于宇宙终结的书的理论天体物理学家，告诉了这个边缘。”这被称为黑洞信息悖论，包括霍金本人在内，人们已经提出了初步的解决方案。但它仍然没有完全解决。

尽管如此，霍金还是朝着统一的物理理论迈出了一大步——一种万物理论，正如最近一部以他的生活为题材的电影所命名的那样。我们还没有完全做到这一点，但霍金开始建造这座桥。他继续在那座桥上工作，直到去世。”他给了我们解决问题的方法和方向。。。如果我们解决了这些问题，我们将更好地理解哪些基本法则真正支配现实，”麦克说。

霍金的连接技巧不仅仅局限于物理学。黑洞看起来很抽象，但他找到了把它们带给每个人的方法。他让人们对外面发生的事情感到兴奋。他精通媒体，出演过《辛普森一家》、《星际迷航》等等。他还写了一些关于他的作品的畅销书。因此，就像他将大小联系起来一样，他也将人们带入了宇宙学领域，激励新一代科学家继续更多地了解太空的奇**。