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中国也有很多才华横溢的年轻理论物理学家

作者/整理:admin 来源:互联网 2018-11-05

  对于因为发现引力波而获得诺贝尔物理学奖的基普·S。索恩(KipS.Thorne)来说,获奖后最直接的一个变化是:他收到邮件的数量增加了3倍,也就是说,平均每天都要收到三封邀请函请他去讲课。
 
  “现在我成为了一个学会说‘不’的专家。”近日来到中国的他对第一财经记者说,“因为我必须要留下时间去做我的科研工作。”
 
  索恩常被拿来和美剧《生活大爆炸》中的“谢耳朵”对比。虽然年龄相差较大,但他们都是理论物理学家,也都在加州理工学院任教,还热爱科幻。当第一财经记者问到他关于“谢耳朵”的问题时,他红着脸,露出笑容。
 
  引力波赋予了人类一种探索宇宙的新方法。根据物理学原理,能够从遥远的宇宙传播过来,同时能够带来远方信息的波一共只有两种:电磁波和引力波。前者源于400年前伽利略发明的小光学望远镜,并由此发现了木星的四颗卫星,基于电磁波的天文学诞生。而索恩和他的同事们三年前用引力波观测到黑洞碰撞,开创了引力波天文学。
 
  千万不要以为索恩是个严肃刻板的理论物理学家。几年前,他还参与了经典科幻电影《星际穿越》的最初创意。他告诉第一财经记者,他和前女友Linda创作了剧情梗概,之后有了诺兰兄弟拍摄电影的故事。
 
  除了这些,他还和记者聊起了与好友霍金的往事。“我们聚在一起往往不是讨论科学,而是谈论生死与爱。我们还毕生同时研究同一个问题——能否时光穿梭?能否做出时光机?”
 
  重启LIGO时间表:明年2月
 
  索恩出生于科研世家。他告诉第一财经记者,在他4岁时,他的祖父对他说,“如果你能够找到一个工作,干起来就像玩儿一样,那你就算是人生赢家了。”
 
  在13岁时,索恩读了物理学家伽莫夫(GeorgeGamow)写的《从一到无穷大》。在这本书里,伽莫夫画过一个超立方体,它看上去像是两个立方体,一个嵌在另一个里面。“我发现它非常迷人,这给我带来了许多影响,我因此爱上了物理。”
 
  索恩一路书写学霸经历,本科毕业后仅3年,就拿下了普林斯顿大学的博士学位。1967年,27岁的他成为加州理工学院副教授,开始研究引力波理论。
 
  “这个领域的未来太激动人心了。”1983年,索恩同美国麻省理工学院教授韦斯(RainerWeiss)和加州理工学院的罗纳德·德雷弗(RonaldDrever)共同创建LIGO项目(激光干涉引力波天文台),开创了引力波波形计算及数据分析的研究方向。索恩提出的一系列量子计量学理论概念,对于发现和解释黑洞并合信号至关重要。
 
  诺贝尔大会这样评价引力波的发现:“2015年9月14日,人类历史上第一次探测到引力波。爱因斯坦在100年前预测了引力波,是由两个黑洞在合并时产生的。引力波抵达美国LIGO天文台需要经历13亿光年。”
 
  这意味着,当引力波抵达地球时极其微弱。而LIGO作为引力波目前最为灵敏的观测项目,由全世界20多个国家超过1000名科研工作者共同完成,并且实现了人类半个世纪的目标——探测引力波。
 
  探测到引力波的团队值得一座诺贝尔奖,索恩说,只是这个奖“恰好”给到了他和韦斯、巴里什这三位科学家。
 
  从去年8月开始,LIGO暂停运行,开始进行新一轮调试升级。对于何时重启,索恩对记者透露了时间表:预计2019年2月份左右。届时,它的探测距离相当于过去的两倍,探测的体积扩大8倍左右。
 
  索恩预计,重启后的LIGO将更频繁地看到黑洞与中子星发生碰撞,甚至于在螺旋环绕的过程当中,黑洞能够撕裂中子星。
 
  他还期待看到超新星爆炸所产生的引力波。如果说能够在银河系或者是临近星系发生超新星爆炸,LIGO将有望看到其产生的引力波以及中微子。
 
  不过这还需要一点儿运气。超新星爆炸发生的概率大概是50年一遇,人类需要能够探测50个星系才能够确保观测到这一现象。
 
  “目前来讲这还很神秘,计算机还没有能够成功地模拟出来。我们也没法参透其中的奥秘。”索恩说。
 
  在采访过程中,索恩还多次提到了中国。他表示中国在天体物理方面的实力越来越强大,而且中国有大型的天文望远镜,这也是得力的研究工具。另外,中国在引力波探测等方面的前景也让他感到兴奋。
 
  他称,在理论物理学界,中国也有很多才华横溢的年轻理论物理学家。“我从原来供职的加州理工学院研究所退休后,接替我的就是来自于中国的一位理论物理学家,非常年轻。”
 
  赌赢霍金,但没赌过“时光穿梭”
 
  除了理论物理学家,索恩还是经典科幻《星际穿越》的科学顾问兼制片。
 
  多年前,他和前女友Linda一起创作了电影纲要,故事灵感来源于天体物理学中的黑洞、虫洞及时间膨胀。此后,诺兰兄弟拍成了电影,讲述了一队探险家利用他们针对虫洞的新发现,超越人类对于太空旅行的极限,从而开始在广袤的宇宙中进行星际航行的故事。
 
  电影中,索恩与特效团队用一年多时间打造的黑洞卡冈都亚,是史上第一个依据爱因斯坦广义相对论制作的真实的黑洞影像。
 
  “能够跟这些有才、有创意而又不是科学家的人去合作,共同奇思妙想,采用我本不具备的全新视角,这是我做科幻相关工作最开心的事。”他对第一财经记者说。在他看来,科幻是一个非常重要的手段、方法、工具,能够去启发大众的科学观。
 
  在现实中,虫洞有可能真的存在吗?这是索恩在做LIGO之前研究的重点。如果虫洞确实存在,这将很有可能成为时间旅行的一个工具。
 
  “很遗憾,我们也不知道在宇宙当中是不是确实存在着虫洞,但是很有可能物理学原理会阻止虫洞的形成。虫洞即使能够形成,物理学原理也会导致其崩塌,使之不能够带任何的东西进行时间旅行。”他对记者说。
 
  这其实也是索恩和好友霍金毕生同时研究的一个问题——人类能不能时光穿梭?能否造出时光机?
 
  索恩和霍金的年龄相仿,二人上世纪60年代就已经是好朋友,常常聚在一起聊人生、爱情,还经常就科学问题打赌。比如天鹅星座中的X1双星是否包含一个黑洞,宇宙中是否有“裸奇点”存在??几次打赌最后霍金都输了。
 
  “但是我们从来没有在这个事(时光穿梭)上打过赌。”索恩说,“因为我们不能确切地知道能不能造出来时光机,能不能时光穿梭,这要等搞透量子引力学后才能知道。”
 
  “如果人类想要延续下一个一百万年,我们就必须大胆前行,涉足无前人所及之处。”去年11月,霍金曾向全人类发出倡告。如今,他已先行回到属于他的那片星辰。而索恩还将带领人们继续“星际航程”。
 
  采访快要结束,索恩对记者透露,他和霍金从未合著论文,但是曾一起创作过电影梗概,“希望这个梗概未来能拍成电影。”
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