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诺贝尔物理学奖获得者基普·索恩:人类能否时光穿梭?

2018-12-14 09:00 来源:中国经济周刊 参与互动 
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  《中国经济周刊》 记者 孙冰 | 北京报道

  (本文刊发于《中国经济周刊》2018年第46期)

  诺奖很少如此没有悬念。去年10月,瑞典皇家科学院宣布将2017年诺贝尔物理学奖颁给LIGO(laser interferometer gravitational-wave observatory, 激光干涉仪引力波天文台)科学合作组织的3位主要成员:基普·索恩(Kip Thorne)、巴里·巴里什(Barry Barish)和雷纳·韦斯(Rainer Weiss),以表彰他们直接探测到了引力波。

  引力波,这个堪比“人类登月”的重大科学突破,让全世界的物理学家都热泪盈眶,也实现了100年前,爱因斯坦未尽的愿望。

  “获得诺贝尔奖对我的生活最大改变就是我收到邮件的数量增加了3倍,都是希望邀请我去讲课或者作演讲。所以我现在成为了一个说‘不’的专家,因为我必须要留下时间去做我的科研工作。” 11月3日,来京参加2018腾讯WE大会的索恩接受了《中国经济周刊》记者的专访,“我从来没有想要去得诺贝尔奖,诺贝尔奖也从来不是我的目标。”他说。

  引力波将开启新时代

  400多年前,伽利略用他发明的小型光学望远镜第一次望向星空,人类终于第一次“看到”了宇宙的“样貌”,并由此开创了“电磁波天文学”的时代。3年前,索恩和他的同事们用引力波观测到黑洞碰撞,就此开创了一个“引力波天文学”的新时代。

  “400年来,电磁波天文学让我们对宇宙有了全新的认识。而引力波的发现也会带给人类类似的影响,会使得我们对宇宙的了解完全不同。” 索恩说。

  实际上,在20世纪70年代,曾有美国科学家在观测双星系统的过程中,发现引力波存在的间接证据,并因此获得1993年诺贝尔物理学奖。2016年2月,来自美国LIGO科学合作组织的科学家宣布:人类首次直接探测到了引力波。这意味着人类第一次“听”到了宇宙的“声音”。

  100年前,爱因斯坦就用广义相对论预言了引力波的存在,但是他认为,因为太过微小,探测到引力波是人类不可能完成的任务。但经过索恩等LIGO团队专家们22年的努力,终于完成了爱因斯坦这个未尽的梦想。

  引力波无疑赋予了我们一种探索宇宙的全新方式。而英国著名理论物理学家斯蒂芬·霍金也曾表示,如果人类拥有了探测到引力波的这种能力,将会引发天文学革命。

  对于普通人来说,引力波究竟有什么用呢?实际上大到探索宇宙,小到日常使用的GPS(全球定位系统),引力波都会帮助我们。正如50年前,激光在实验室中被发现,人们也在疑问:“它能有什么用?”但现在,从CD播放器,到打印机,再到激光切割和医学手术,激光的应用已经无处不在,而且已经成为2000亿美元规模的庞大产业。

  “虽然我并不预期,引力波对100年之内的科学技术发展或者产业发展能有什么立竿见影的影响,但它会对新的科技提出需求,从而为科技发展做出贡献。比如,LIGO在用激光去探测引力波的时候,我们对频率稳定性的要求之高是前所未有的。我的同事为此开发了新的技术,来稳定光谱频率。这种稳定化技术现在已经广泛用于科学研究。可以说,我们对于技术所提出新的需求带动了新的发明,这些新的发明将在科技以及产业当中得到广泛的应用。”索恩表示。

  除了诺贝尔还有奥斯卡

  “《星际穿越》在全球卖出1亿张票,影响范围、影响力确实都非常巨大。”索恩说。

  其实很多人知道索恩并不是因为诺奖,而是因为由他担任制片人和科学顾问的好莱坞大片《星际穿越》,这部烧脑神片在全球范围内拥有大量粉丝,而片中也留下了非常多的悬念,而索恩无疑是影迷心中唯一知道“答案”的人。

  电影《星际穿越》中,穿越虫洞的场景让很多人为之震撼,实际上索恩之前研究的重点领域之一就是虫洞,他把这一想法在电影中进行了直观展现:遥远得无法想象的星空距离,通过时空弯曲折叠的虫洞,只要几分钟就可以到达。“人类目前也不知道在宇宙中是不是存在着虫洞。但如果虫洞真的存在的话,很有可能成为时间旅行机器的一个工具。”索恩说。

  除了《星际穿越》,索恩还创作了很多部科普书和科幻小说,其中有一些也被改编成了电影。对索恩而言,科幻是一个非常重要的手段、方法和工具,能够启发大众的科学观。“这是我做《星际穿越》等科幻电影的主要原因之一,被电影启迪的人数要远远多于其他方式。此外,科幻还能够去启发我新的研究方向,比如虫洞、时光旅行等。”他说。

  索恩出生在一个科学世家。“我在4岁的时候,我的祖父告诉我,如果你要是能够找到一个工作,干起来就像玩儿一样,那你就是人生赢家了。”索恩坦言,他之后就一直在找寻他的兴趣所在,直到13岁那年,他读了物理学家伽莫夫写的《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,索恩花了好几个小时盯着它看,试图理解它。“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。”他说。

  按照祖父的标准,索恩无疑真的成为了人生赢家,他后来师从命名黑洞的著名物理学家John Wheeler,同门师兄还有提出纳米概念的理论物理学家Richard Feynman,两人都曾获得过诺贝尔物理学奖。

  挚友霍金

  这次索恩来到中国,其实是为了参加2018腾讯WE大会,他和来自全球的顶尖科学家一起分享了他们在天文、物理、生命科学等多个领域的重大科学进展。而在去年的腾讯WE大会上,最重要的嘉宾就是索恩的多年挚友,英国著名理论物理学家斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)。

  “我和霍金在上个世纪60年代末就已经成为好友,他是我很亲密的个人朋友。我们聚在一起的时候,往往不是去谈科学,而是谈生、死与爱。”索恩说。但在今年3月14日,这位世界上最著名的科学家或许去了另外一个平行世界,这也是他在人生最后的时刻,试图解开的终极谜题。

  索恩说,“1915年爱因斯坦提出了广义相对论,这实际上是一种物理学的定律,他告诉我们时空会被质量和能量弯曲。而时间的弯曲会产生引力,也就是我们在地球上能够感知的引力。”

  “作为一个年轻学生,我给我自己设定了一个人生的目标,要用理论和观察探寻弯曲的世界。在过去的56年里,我、霍金以及其他很多的同事们,都在共同探寻。”索恩说。

  “我和霍金一生都在研究同样一个问题:能否时光穿梭?能否做出时光机?但我们从来不在这件事上打赌,因为我们不能确切知道能不能造出时光机,能不能时光穿梭,这要等到搞透量子引力学后才能知道。”索恩说。

  如今逝者已去,索恩坦言非常遗憾,他和霍金从未合著过论文,但是他们曾经一起创作过一个电影梗概,“未来我希望能把这个梗概搬上银幕。”

【编辑:刘欢】
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