在量子理論中，真空並不是真的什麼都沒有，而是不斷有正粒子和反粒子對（比如電子和正電子）在生成和湮滅。隻是這個過程極為短暫，從宏觀上看就像什麼都沒發生一樣。但如果正-反粒子對恰好是在黑洞的事件視界上生成，情況就會大不一樣。黑洞會“優先”將反粒子吸入，而正粒子則飛向外界。於是從外界看起來，黑洞就像一個生成源，會輻射正粒子。另一方麵，由於反粒子帶有負能量，吸入反粒子會使黑洞的能量減少，再通過著名的e=mc就意味著黑洞的質量會變小。此一過程在整體上看就像黑洞會輻射粒子並逐漸縮小，換句話說就是黑洞會蒸發。這項結論在物理界引起極大的轟動，被命名為霍金蒸發。能夠輻射的物體就有溫度，也就允許有熵。以霍金蒸發為基礎，不但可以導致柏肯斯坦的結論，而且能計算出黑洞熵與黑洞表麵積之間的正確的比例常數。
在霍金的論文發表後，黑洞具有熵已成為不爭的事實。但是黑洞是否會吞噬信息的問題還遠沒有解決。霍金和卡特爾（carter）等人在1973年曾嚴格證明了“黑洞無毛定理”：“無論什麼樣的黑洞，其最終性質僅由幾個物理量（質量、角動量、電荷）唯一確定。”即當黑洞形成之後，隻剩下這三個不能變為電磁輻射的守恒量，其他一切信息（“毛發”）都喪失了，黑洞幾乎沒有形成它的物質所具有的任何複雜性質，對前身物質的形狀或成分都沒有記憶。也就是說黑洞雖然有熵，但被帶入的信息終究還是被毀滅了，即使從理論上講也無法“複原”。霍金的這一觀點當時被物理界的絕大多數人所接受，隻有特霍夫特（gerard’t hooft，獲1999年諾貝爾物理獎）和沙氏金（leonard susskind）等少數幾個人提出質疑。他們認為信息和能量一樣是不可毀滅的，即使黑洞也不能讓信息消失。
特霍夫特是一個很有想象力的人，他在1993年猜測，信息並沒有被黑洞吞噬，而是像熵一樣“留”在了黑洞的表麵。這是一種全息效應，與我們通常說的全息攝影的原理頗為相似：將描述一個三維空間物體的全部信息存儲在一個二維的表麵上。1994年沙氏金把這個猜測提升為全息原理，它不但適用於黑洞，對任何給定的空間，其內的所有信息都可以由邊界麵上的信息來完整描述。推而廣之，宇宙中的所有信息全都反映在宇宙的邊界上。沙氏金甚至認為真實的物理實際是在邊界的表麵上，我們生活的三維空間不過是全息影像而已。這個原理實在有點太過玄乎，所以盡管沙氏金提供了一些直觀的論證，特霍夫特也曾嚐試通過建構某種模型來支持該原理，但開始時基本上沒什麼人相信。霍金等人還從理論上對全息原理提出了強烈質疑。直到1997年底，智利物理學家馬德西納提出了在超弦理論研究中占重要地位的馬德西納猜想，情況才發生了根本的變化。馬德西納猜想大體上是說描述某種較高維空間的物理性質的弦論可以等價為低一維的空間中的量子場論，也就是在空間與包圍它的表麵之間建立起了某種對偶關係。這個猜想雖然還沒有被完整證明，但已在超弦論研究的很多方麵得到了驗證，今天幾乎沒有人懷疑它的正確性。馬德西納猜想為全息原理奠定了一個堅實的理論基礎，沙氏金最終利用超弦理論得以回答本文最開始提出的問題。他的結論是：在一個給定大小的空間中，能夠存儲於其內的信息確實是有限的，這個極限就是該空間的表麵麵積除以普朗克麵積（普朗克長度約為1.6×10-35米，普朗克麵積則約為2.6×10-70平方米）。值得注意的是，該極限是與給定空間的表麵積成正比，而不是像通常直觀想象的那樣與其體積成正比。以一個半徑為一米的球體為例，其表麵積大約為12平方米，可存於其內的信息的極限差不多是4×10 70個位元。這是一個理論上存在，實際上可能永遠接近不了的極限。