所以，如果有黑洞存在，那么具有负能量的虚粒子有可能落入黑洞，并变为实粒子。在这种情况下，这个虚粒子不再必须与它的伙伴发生湮灭；它那被遗弃了的伙伴同样有可能落入黑洞。不过，因为它具有正能量，也可能作为一个正粒子而逃逸至无穷远。对一定距离外的一名观测者来说，这个粒子便表现为是由黑洞发射出来的。黑洞越小，负能量粒子在变为实粒子之前所必须越过的距离就越短。随之而来的是发射率便越大，而黑洞的表观温度就越高。
向外辐射的正能量会与落入黑洞的负能量粒子流取得平衡。根据爱因斯坦的著名方程式e=mc233，能量与质量是相当的。因此，由于负粒子流落入黑洞，黑洞的质量就会减小。随着黑洞质量的损失，黑洞事件视界的面积便逐渐减小，但是黑洞熵的这种减小会因所发出辐射的熵得以补偿，而且是超额的补偿，可见这绝没有违反热力学第二定律。
黑洞爆炸
黑洞的质量越小，它的温度就越高。所以，随着黑洞质量的损失，它的温度和发射率便逐渐增高。于是，黑洞质量的损失就变得更快。当黑洞质量最终变得极小之际将会出现何种情况，我们对此还没有非常清晰的认识。最合理的推测是，黑洞会通过一次爆发式的终极发射而完全消失，其辐射能量之大可相当于数百万颗氢弹的爆炸。
对于一个质量为太阳的若干倍的黑洞来说，温度应当仅为绝对温标34的千万分之一度。这比宇宙中无处不在的微波辐射的温度低得多，后者约为绝对温标2.7度——所以这类黑洞释放出的能量应小于它们所吸收的能量，尽管后者也是非常之小。如果宇宙命中注定要一直不断地永远膨胀下去，那么微波辐射的温度最终会减小到低于这类黑洞的温度。那时，黑洞所吸收的能量将会小于发射出去的能量。不过，即使到了那个时候，黑洞的温度仍然非常之低，要完全蒸发殆尽大约会需要1066年。这个数字远比宇宙的年龄长得多，后者仅约为1010年。
另一方面，我们在上一讲中已经知道，也许还存在质量极小的原初黑洞，它们是在宇宙的极早期阶段中，由不规则密度分布区因坍缩而形成的。这类黑洞应当有高得多的温度，发出辐射的速率也会大得多。对于一个初始质量为10亿吨的黑洞来说，它的寿命大体上与宇宙的年龄相等。初始质量更小的黑洞，应当已经完全蒸发掉了。然而，质量稍大一些的黑洞现在仍然会以x射线和伽马射线35的形式在发出辐射。这些射线与光波相类似，不过波长要短得多。这类黑洞很难称得上是黑的。它们实际上是白热的，正以约为1万兆瓦的功率发射能量。
要是我们能驾驭这样一个黑洞的能量输出，那么它可以抵得上十座大型发电站。不过，要想做到这一点相当困难。这个黑洞的质量相当于一座大山，却被压缩成原子核般大小。如果地球表面上有一个这样的黑洞，那么它会洞穿地面并向地球中心落去，任何方法都不能使它停下来。这个黑洞会穿透地球来回振荡，直到最终在地心处安居下来。所以，想要有可能利用它所发射的能量，安置这样一个黑洞的唯一地点是应当把它放在环绕地球的轨道上。而且，可以使它绕地球作轨道运动的唯一途径是，在它的前方拖动一个大质量物体，以把黑洞吸引到那里去，这种情况有点像在驴子面前放上一根胡萝卜。这种设想听起来不太现实，至少在近期内无法实现。
搜索原初黑洞
但是，即使我们不可能利用这些原初黑洞所发出的辐射，我们又是否有机会能观测到它们呢？我们可以寻找原初黑洞在大部分生存时间内所发出的伽马射线。大多数原初黑洞的距离都很遥远，它们所发出的辐射非常微弱；尽管如此，全部此类黑洞的总体效应也许是可以探测到的。事实上，我们确实观测到了这类伽马射线背景。不过，产生这种背景辐射的过程可能并不起因于原初黑洞。我们可以说的是，伽马射线背景的观测结果并没有为原初黑洞提供任何确凿的证据。但是，这些观测结果告诉我们，平均来说宇宙中每立方光年内，这种微黑洞的数目不可能超过300个。这一上限意味着，原初黑洞充其量也只能占到宇宙平均质量密度的百万分之一。
为了观测到一个原初黑洞，必须在合理的时间段（例如一星期）内，在同一方向上检测出几个伽马射线量子。不然的话，所检测到的量子也许只不过是伽马射线背景的一部分。不过，普朗克的量子原理37告诉我们，每个伽马射线量子都有很高的能量，这是因为伽马射线所处的频段非常高。因此，即使辐射功率高达1万兆瓦，也无需太多的量子。为了观测到来自冥王星那么远的地方的为数不多的量子，所需要的伽马射线探测器应当比迄今已建成的任何同类探测器都来得大。还有，鉴于伽马射线无法穿透大气层，探测器一定要安置在太空中。
当然，要是一个黑洞距离很近，处于冥王星的位置上，且已到达其寿命的结束期并发生爆炸，那么检测它的爆发式终极发射就不是一件难事了。然而，如果这个黑洞在过去的100亿至200亿年内一直不断地在发出辐射，那么它会在接下来的若干年内到达其寿命结束期的可能性实际上是相当小的。在过去或将来的几百万年内，也许同样有可能出现过、或者将出现此类事件。所以，为了在您的研究经费用完之前抓着能观测到一次黑洞爆炸的合理机会，您必须找到一种方法，以能检测到大约1光年距离范围内的任何爆炸事件。还有一个问题是，您需要一台大型伽马射线探测器，以能观测到由爆炸产生的几个伽马射线量子。不过，这种情况下已没有必要去确认来自同一方向的所有量子。现在要做的只是观测在非常短的时间间隔内所到达的全部量子，并能合理认定这些量子来自同一次爆发。
有一种伽马射线探测器也许有能力找出原初黑洞，那就是地球的整个大气层（我们无论如何不太可能有能力来建成比这更大的探测器）。一旦有一个高能伽马射线量子击中地球大气中层的原子，它就会产生出一些正负电子对。当这些电子对又击中其他一些原子时，便会继而产生更多的正负电子对。这样一来便出现了所谓电子簇射的现象，其结果是产生某种形式的光，称为切伦科夫辐射38。因此，通过对夜空中光闪烁的搜寻，便可能探测到伽马射线暴39。
当然，还存在若干种其他现象（如闪电），它们也能造成天空中的闪光。但是，伽马射线暴与这一类效应是可以区分开来的，办法是在距离相隔很远的两个或两个以上的地方同步观测闪光现象。来自都柏林的两位科学家尼尔·波特和特雷弗·威克斯，已经利用位于亚里桑那的望远镜做过一项此类探索。他们发现了若干次闪光，但都不能确认为是原初黑洞引起的伽马射线暴。
现在看来对原初黑洞搜索的结果可能确是否定的，但即便如此，这一结果仍然会给我们提供有关宇宙极早期阶段的重要信息。如果早期宇宙始终处于混沌或不规则状态，或者说如果那一时期物质的压力一直很低，那么可预期的情况是，这种状态所产生的原初黑洞，应当比由我们的伽马射线背景观测所确定的黑洞的限值要多得多。只有当早期宇宙非常平滑、均匀，而且压力又高时，才能解释可观测到的原初黑洞数目之缺损现象。
广义相对论和量子力学
黑洞辐射乃是依据20世纪两个伟大理论——广义相对论和量子力学——所共同预言的第一个例子。起初它引来了一片反对声，因为它颠覆了既有的观点：“黑洞怎么能发射出什么东西来？”当我在牛津附近卢瑟福实验室召开的一次会议上第一次宣布我的计算结果时，我受到了普遍的质疑。在我的报告结束之时，会议主席，来自伦敦国王学院的约翰·泰勒就断言我的报告纯属无稽之谈。他甚至还为此写过一篇论文。
不过，最后包括泰勒在内的大多数人终于接受了这样的结论：如果我们有关广义相对论和量子力学的其他观念都是正确的话，那么黑洞必定会像热物体那样发出辐射。因此，尽管我们还没能设法找到一个原初黑洞，但比较一致的共识是，如果找到了，黑洞必然在发出大量的伽马射线和x射线。如果我们确实找到了一个，我将会获得诺贝尔奖。
我们曾经认为，引力坍缩是不可逆转的终极过程，而看来黑洞辐射的存在便意味着这种观念不再成立。如果一名宇航员跌入了某个黑洞，那么黑洞的质量就会增大。最终，与增加部分质量相当的能量会以辐射的形式返回宇宙。因此，从某种意义上说，这位宇航员将得以重生。然而，这类重生而不朽并无多大意义，因为当宇航员在黑洞内部粉身碎骨而不复存在时，他个人的任何时间概念几乎肯定已走到尽头。甚至由黑洞最终发射出的粒子，一般来说在类型上也会与构成宇航员的粒子相迥异。对于这位宇航员而言，他得以留存下来的唯一特征应当是他的质量或能量。
我在推导黑洞发射的过程中曾用到了一些近似算法，而当黑洞质量大于若干分之一克时这些近似颇为有效。但是，在黑洞寿命结束之际，当黑洞质量变得非常小时，这种近似就失效了。看来，最有可能的结局是黑洞会恰好消失，至少是从我们这一区域的宇宙中消失不见。随之消失的有那位宇航员，以及在黑洞内部也许存在的任何奇点。这可算是第一个迹象，说明量子力学有可能回避经典广义相对论所预言的奇点。不过，我和其他人在1974年用于研究引力之量子效应的一些方法，并不能回答诸如奇点会否在量子引力中出现这样一类的问题。
因此，从1975年起我开始推求一种更为有效的途径，以根据费因曼对历史求和的思想来研究量子引力。沿着这条途径可以就宇宙的起源和归宿问题给出一些回答，这将在下面的两次讲座中予以说明。我们将会看到，量子力学允许宇宙有一个非奇点的开端，这意味着在宇宙诞生时无需要求物理学定律失效。宇宙的状态及其所包含种种内容，包括我们自身在内，在达到测不准原理设定的极限之前，完全由物理学定律所确定。自由意志的空间仅此而已。