「愛因斯坦說「上帝不擲骰子」似乎是個雙重錯誤。上帝不僅會擲骰子，有時還會把它扔到看不見的地方，讓我們感到困惑。」——史蒂芬·霍金
黑洞自從被提出以後，一直就得到了人們廣泛的關注，從理論到證實其存在再到第一張照片我們花費了數十年的時間，但有時我們普通人覺得黑洞已經沒啥可說的了，感覺已經對它很了解了。但是往往我們覺得越了解的東西，其實我們對它越不了解。有句話說得好：我們知道的越少，疑問也就越少。
黑洞其實是我們最不了解的一個奇異天體，它是檢驗我們目前所有理論的理想場所，但是當我們將目前以掌握的理論應用在黑洞上的時候就會出現很多的悖論，也就是各種理論不調和的現象就會出現。
例如：我們今天要說的兩個問題：黑洞信息丟失悖論和黑洞火牆悖論。
理論上來講，形成一個黑洞很容易，只需要將足夠大的質量或者等量的能量壓縮進一個體積足夠小的空間內，就會得到一個黑洞，我們人類辦不帶，但在宇宙中，常以大質量恆星死亡時，以核坍縮的形式形成黑洞。如果一顆恆星的質量為太陽的20倍或更多，當它在II型超新星爆炸中結束生命時，就會產生一個黑洞。
一顆黑洞形成後，會隨著時間的推移，不斷的吞噬更多的物質或者與其他的黑洞合併，變為質量更大的黑洞，例如像銀河系中心黑洞有數百萬倍的太陽質量，而宇宙中最大的黑洞可以達到數十億甚至數百億倍的太陽質量。
由於黑洞內部的信息和外部是完全斷開的，所以我們從黑面外面是無法知道一個黑洞是如何形成的，以及它們之間的組成有什麼不同。只能知道黑洞以下幾個特性：
黑洞的質量，它的電荷，以及它的角動量或自旋。我們只能知道黑洞這些信息，其他一無所知。
如果我們製造了一個完全由中子構成的黑洞，那麼它所攜帶的信息應該與由反中子構成的黑洞不同，或者與一個由電子或正電子構成的黑洞不同。「重子數」是量子宇宙中一個非常重要的信息，因為我們知道宇宙的重子數是守恆的，如果一個黑洞的重子數是10^58，而另外一個是0，雖然我們無法獲取這些信息，但這些信息就應該以某種方式被保存了下來。下面再舉個例子。
假設有一個東西掉進了黑洞。可能是一個質子，一個反質子，一個光子，兩個光子等等。甚至可能是一個人！
在以上的東西掉入黑洞以後，黑洞的質量就會增加，但掉入黑洞的物質信息也會被編碼到黑洞視界的表面。當一個物體（粒子、光子和人）穿過視界面的時候，外部的觀察者會看到它們發出的光紅移越來越大，光線變得越來越微弱、越來越黯淡、越來越紅，但是在外部的觀察者看來它們永遠不會穿過視界面，而它們的信息就會被留在黑洞的表面，在那裡永遠存在。
如果黑洞可以永遠存在，那麼就不會有任何的信息悖論：有東西掉進啦，而關於這個東西是什麼的信息就會留在黑洞的表面。
然後我們看看量子世界，這就是問題的根源所在。黑洞是一個巨大的引力源，所有的質量都被壓縮在非常小的空間內，結果就造成了黑洞周圍的空間被嚴重的彎曲，而量子世界在彎曲空間中的表現與在平坦空間中的表現不同。
具體來說，在平坦空間中存在非零的真空能量：粒子-反粒子對總是不斷地產生和湮滅。在正常情況下，它們會存在很短的時間，然後再次湮滅消失在真空中。如果我們看「之前」和「之後」的狀態，並不會發現有任何的不同。但在彎曲的空間中，如果粒子-反粒子對出現在視界面的兩邊，在極其罕見的情況下，這些虛擬粒子對中的一個會掉入黑洞內，而另外一個「虛粒子」會從黑洞中竊取能量變為一個實粒子，並於另外一個「反粒子」發生湮滅，產生一個黑體輻射光譜。
這是一個漫長而緩慢的過程：一個太陽質量的黑洞蒸發需要10^67年，一個超大質量黑洞蒸發需要10^100年，雖然時間長，但黑洞總是會消失的。這種霍金輻射是所有黑洞最終衰變的方式。
但是黑洞產生的這種輻射是隨機的，不會攜帶進入黑洞內任何物質的信息，也就是說有信息進入了黑洞，但這些信息最終會隨著時間消失。既然量子力學認為信息不應該這樣摧毀，於是我們就有了一個悖論，這就是黑洞信息悖論！
通常的假設是，黑洞內部的信息必須被保留，而且黑洞的信息一定會以某種方式被編碼到了發出的霍金輻射中，這樣就能滿足量子力學信息可以逃逸黑洞的要求了。但是具體以哪種方式被編碼我們目前並不清楚，但是這樣的假設又會把廣義相對論放到了量子力學的對立面。
如果信息能被保存在黑洞的視界表面，並且被會編碼到霍金輻射中發射出去，那麼量子力學就認為，大量的信息在黑洞的視界面會形成一個高能量的帷幕，任何東西都不能穿過視界面落入黑洞。但在廣義相對論中，根據等效原理，任何物體在穿過視界面的時候都不會感受到任何異常，我們無法區分是空間的扭曲還是由於加速度的作用，也就是說任何物體都可以穿越視界面，並不可避免地落入黑洞的中中心，這就又出現了黑洞火牆悖論。
霍金輻射的提出以下讓眾多的理論變得不可調和，其實這個問題就出在了視界事件面上，它讓一個黑洞完全與外界發生了隔離，光線不能逃逸，信息不能正常逃離黑洞。於是霍金就提出了「灰洞」的概念，認為黑洞的事件視界面並不存在，取而代之的是表觀視界面，光子可以攜帶信息被暫時的困在表觀視界面內，但這個表觀視界是並不會一直存在，它會在某個特定的時期消失(至於何時消失，在哪種作用下消失，霍金並沒有提到)，這樣黑洞內的光子就可以攜帶信息逃逸出來，只是時間的問題。
這樣就完全迴避了「信息丟失悖論」和「黑洞火牆悖論」，如果霍金描述是正確的，曾經哪個讓所有物體都無法逃逸的事件視界就不存在，取而代之的就是有時間壽命的表觀視界，那麼黑洞也就不存在。但也有很多人不同意這樣的說法，總的來說這些問題目前都沒有得到一個很好的解答，霍金的說法也在短時間內無法證實。