諾貝爾物理學獎獲得者基普·索恩:人類能否時光穿梭?

2020-12-04 百家號

《中國經濟周刊》 記者 孫冰 | 北京報導

(本文刊發於《中國經濟周刊》2018年第46期)

諾獎很少如此沒有懸念。去年10月,瑞典皇家科學院宣布將2017年諾貝爾物理學獎頒給LIGO(laser interferometer gravitational-wave observatory, 雷射幹涉儀引力波天文臺)科學合作組織的3位主要成員:基普·索恩(Kip Thorne)、巴裡·巴裡什(Barry Barish)和雷納·韋斯(Rainer Weiss),以表彰他們直接探測到了引力波。

引力波,這個堪比「人類登月」的重大科學突破,讓全世界的物理學家都熱淚盈眶,也實現了100年前,愛因斯坦未盡的願望。

「獲得諾貝爾獎對我的生活最大改變就是我收到郵件的數量增加了3倍,都是希望邀請我去講課或者作演講。所以我現在成為了一個說『不』的專家,因為我必須要留下時間去做我的科研工作。」 11月3日,來京參加2018騰訊WE大會的索恩接受了《中國經濟周刊》記者的專訪,「我從來沒有想要去得諾貝爾獎,諾貝爾獎也從來不是我的目標。」他說。

引力波將開啟新時代

400多年前,伽利略用他發明的小型光學望遠鏡第一次望向星空,人類終於第一次「看到」了宇宙的「樣貌」,並由此開創了「電磁波天文學」的時代。3年前,索恩和他的同事們用引力波觀測到黑洞碰撞,就此開創了一個「引力波天文學」的新時代。

「400年來,電磁波天文學讓我們對宇宙有了全新的認識。而引力波的發現也會帶給人類類似的影響,會使得我們對宇宙的了解完全不同。」 索恩說。

實際上,在20世紀70年代,曾有美國科學家在觀測雙星系統的過程中,發現引力波存在的間接證據,並因此獲得1993年諾貝爾物理學獎。2016年2月,來自美國LIGO科學合作組織的科學家宣布:人類首次直接探測到了引力波。這意味著人類第一次「聽」到了宇宙的「聲音」。

100年前,愛因斯坦就用廣義相對論預言了引力波的存在,但是他認為,因為太過微小,探測到引力波是人類不可能完成的任務。但經過索恩等LIGO團隊專家們22年的努力,終於完成了愛因斯坦這個未盡的夢想。

引力波無疑賦予了我們一種探索宇宙的全新方式。而英國著名理論物理學家史蒂芬·霍金也曾表示,如果人類擁有了探測到引力波的這種能力,將會引發天文學革命。

對於普通人來說,引力波究竟有什麼用呢?實際上大到探索宇宙,小到日常使用的GPS(全球定位系統),引力波都會幫助我們。正如50年前,雷射在實驗室中被發現,人們也在疑問:「它能有什麼用?」但現在,從CD播放器,到印表機,再到雷射切割和醫學手術,雷射的應用已經無處不在,而且已經成為2000億美元規模的龐大產業。

「雖然我並不預期,引力波對100年之內的科學技術發展或者產業發展能有什麼立竿見影的影響,但它會對新的科技提出需求,從而為科技發展做出貢獻。比如,LIGO在用雷射去探測引力波的時候,我們對頻率穩定性的要求之高是前所未有的。我的同事為此開發了新的技術,來穩定光譜頻率。這種穩定化技術現在已經廣泛用於科學研究。可以說,我們對於技術所提出新的需求帶動了新的發明,這些新的發明將在科技以及產業當中得到廣泛的應用。」索恩表示。

除了諾貝爾還有奧斯卡

「《星際穿越》在全球賣出1億張票,影響範圍、影響力確實都非常巨大。」索恩說。

其實很多人知道索恩並不是因為諾獎,而是因為由他擔任製片人和科學顧問的好萊塢大片《星際穿越》,這部燒腦神片在全球範圍內擁有大量粉絲,而片中也留下了非常多的懸念,而索恩無疑是影迷心中唯一知道「答案」的人。

電影《星際穿越》中,穿越蟲洞的場景讓很多人為之震撼,實際上索恩之前研究的重點領域之一就是蟲洞,他把這一想法在電影中進行了直觀展現:遙遠得無法想像的星空距離,通過時空彎曲摺疊的蟲洞,只要幾分鐘就可以到達。「人類目前也不知道在宇宙中是不是存在著蟲洞。但如果蟲洞真的存在的話,很有可能成為時間旅行機器的一個工具。」索恩說。

除了《星際穿越》,索恩還創作了很多部科普書和科幻小說,其中有一些也被改編成了電影。對索恩而言,科幻是一個非常重要的手段、方法和工具,能夠啟發大眾的科學觀。「這是我做《星際穿越》等科幻電影的主要原因之一,被電影啟迪的人數要遠遠多於其他方式。此外,科幻還能夠去啟發我新的研究方向,比如蟲洞、時光旅行等。」他說。

索恩出生在一個科學世家。「我在4歲的時候,我的祖父告訴我,如果你要是能夠找到一個工作,幹起來就像玩兒一樣,那你就是人生贏家了。」索恩坦言,他之後就一直在找尋他的興趣所在,直到13歲那年,他讀了物理學家伽莫夫寫的《從一到無窮大》。

在這本書裡,伽莫夫畫過一個超立方體,它看上去像是兩個立方體,一個嵌在另一個裡面,索恩花了好幾個小時盯著它看,試圖理解它。「我發現它非常迷人,這給我帶來了許多影響,我因此愛上了物理。」他說。

按照祖父的標準,索恩無疑真的成為了人生贏家,他後來師從命名黑洞的著名物理學家John Wheeler,同門師兄還有提出納米概念的理論物理學家Richard Feynman,兩人都曾獲得過諾貝爾物理學獎。

摯友霍金

這次索恩來到中國,其實是為了參加2018騰訊WE大會,他和來自全球的頂尖科學家一起分享了他們在天文、物理、生命科學等多個領域的重大科學進展。而在去年的騰訊WE大會上,最重要的嘉賓就是索恩的多年摯友,英國著名理論物理學家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)。

「我和霍金在上個世紀60年代末就已經成為好友,他是我很親密的個人朋友。我們聚在一起的時候,往往不是去談科學,而是談生、死與愛。」索恩說。但在今年3月14日,這位世界上最著名的科學家或許去了另外一個平行世界,這也是他在人生最後的時刻,試圖解開的終極謎題。

索恩說,「1915年愛因斯坦提出了廣義相對論,這實際上是一種物理學的定律,他告訴我們時空會被質量和能量彎曲。而時間的彎曲會產生引力,也就是我們在地球上能夠感知的引力。」

「作為一個年輕學生,我給我自己設定了一個人生的目標,要用理論和觀察探尋彎曲的世界。在過去的56年裡,我、霍金以及其他很多的同事們,都在共同探尋。」索恩說。

「我和霍金一生都在研究同樣一個問題:能否時光穿梭?能否做出時光機?但我們從來不在這件事上打賭,因為我們不能確切知道能不能造出時光機,能不能時光穿梭,這要等到搞透量子引力學後才能知道。」索恩說。

如今逝者已去,索恩坦言非常遺憾,他和霍金從未合著過論文,但是他們曾經一起創作過一個電影梗概,「未來我希望能把這個梗概搬上銀幕。」

相關焦點

  • 2018諾貝爾物理學獎獲得者出爐了
    (原標題:諾貝爾物理學獎揭曉:美法加三名科學家因雷射物理獲獎)北京時間10月2日17時50分許,瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣布,將2018年諾貝爾物理學獎授予Arthur Ashkin, Gerard Mourou和Donna Strickland,以表彰他們「在雷射物理領域的突破性發明」。
  • 剛剛,諾貝爾物理學獎公布
    剛剛諾貝爾物理學獎「官宣」得主(下同)根據諾貝爾的遺志,諾貝爾物理學獎被授予「在物理學領域做出最重大發現或者發明的人」。諾貝爾物理學獎僅授予1人的,出現了47次;授予兩人的,共出現了32次;授予三人的,出現了34次。近年來,兩人或者三人獲獎的頻率大大增加,上一次獨享諾貝爾物理學獎的物理學家還要追溯到1992年獲獎的喬治·夏帕克。迄今為止,最年輕的諾貝爾物理學獎獲得者是威廉·勞倫斯·布拉格,獲獎時是25歲。
  • 剛剛,諾貝爾物理學獎公布!
    年諾貝爾物理學獎一半授予英國科學家羅傑·彭羅斯(Roger Penrose),以表彰黑洞的形成是廣義相對論有力預言的發現。數讀諾貝爾物理學獎1901年至2019年,諾貝爾物理學獎共頒發過113 次。其中有6個年份沒有頒發過諾貝爾物理學獎,分別是1916年、1931年、1934年、1940年、1941年和1942年。
  • 2019諾貝爾物理學獎揭曉
    根據諾貝爾獎官方網站介紹,諾貝爾物理學獎是根據瑞典著名化學家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾的遺囑,以其部分遺產作為基金創立的5個獎項之一,旨在獎勵對人類物理學領域裡做出突出貢獻的科學家,由瑞典皇家科學院頒發。設立物理學獎項,最早在阿爾弗雷德·諾貝爾1895年的遺囑中被提及。
  • 2020年諾貝爾物理學獎揭曉 諾貝爾物理學獎近5年得主名單
    當地時間10月6日,2020年諾貝爾物理學獎在瑞典揭曉,Roger Penrose 、Reinhard Genzel和Andrea Ghez摘得獎項。  根據諾貝爾獎官方網站介紹,諾貝爾物理學獎是根據瑞典著名化學家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾的遺囑,以其部分遺產作為基金創立的5個獎項之一,旨在獎勵對人類物理學領域裡做出突出貢獻的科學家,由瑞典皇家科學院頒發。設立物理學獎項,最早在阿爾弗雷德·諾貝爾1895年的遺囑中被提及。
  • 他們聽見了宇宙的聲音--記2017年諾貝爾物理學獎獲得者
    新華社北京10月3日電 他們聽見了宇宙的聲音--記2017年諾貝爾物理學獎獲得者  新華社記者彭茜 郭爽  在一片嘈雜的背景噪音中,一聲「噗」的清脆聲響,如水滴落水,持續時間短暫得不到1秒,這正是由引力波轉化成的宇宙之聲。
  • 2017年諾貝爾物理學獎獲得者揭曉 三位得主資料介紹
    2017年諾貝爾物理學獎新鮮出爐!】北京時間10月3日下午5點45分,2017年諾貝爾物理學獎揭曉。引力波探測獲諾貝爾物理學獎  2017 年 10 月 3 日北京時間 17 點 45 分許,美國物理學家雷納·韋斯(Rainer Weiss)、基普·索恩(Kip Thorne)和巴裡·巴裡什(Barry Barish),因構思和設計雷射幹涉儀引力波天文臺 LIGO,對直接探測引力波做出傑出貢獻,榮獲2017年諾貝爾物理學獎。
  • 三名美國科學家分享2017年諾貝爾物理學獎
    新華社斯德哥爾摩10月3日電(記者 李驥志 付一鳴)瑞典皇家科學院3日宣布,將2017年諾貝爾物理學獎授予美國科學家雷納·韋斯、巴裡·巴裡什和基普·索恩,以表彰他們為「雷射幹涉引力波天文臺」(LIGO)項目和發現引力波所作的貢獻。
  • 2020諾貝爾物理學獎揭曉 三位科學家獲獎
    海外網10月6日電 當地時間10月6日,2020年諾貝爾物理學獎在瑞典揭曉,Roger Penrose根據諾貝爾獎官方網站介紹,諾貝爾物理學獎是根據瑞典著名化學家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾的遺囑,以其部分遺產作為基金創立的5個獎項之一,旨在獎勵對人類物理學領域裡做出突出貢獻的科學家,由瑞典皇家科學院頒發。設立物理學獎項,最早在阿爾弗雷德·諾貝爾1895年的遺囑中被提及。
  • 九成以上的諾貝爾物理學獎獲得者都具有這些特徵
    我用了將近一個月的業餘時間,詳細查詢了每一位獲得諾貝爾物理學獎的相關信息,下面就是簡單的總結,希望對那些有志於獲得諾貝爾物理學獎的朋友有所幫助。93%的諾貝爾物理學獎獲得者有博士學位在216位獲得諾貝爾物理學獎的人中,僅有15位沒有博士學位,其中4位之所以沒有博士學位並不是因為他們沒有獲得博士學位,而是因為英國的劍橋大學在1919年之後才有博士學位,這樣換算過來就是93%的諾貝爾物理學獎獲得者都有博士學位
  • 2019年諾貝爾物理學獎揭曉—新聞—科學網
    諾貝爾物理學獎近5年獲獎者 2018年,美國科學家阿瑟·阿什金、法國科學家熱拉爾·穆魯和加拿大科學家唐娜·斯特裡克蘭獲獎,理由是「在雷射物理學領域所作出的開創性發明」。 2017年,3位美國科學家雷納·韋斯、基普·索恩和巴裡·巴裡什獲獎,理由是「在LIGO探測器和引力波觀測方面的決定性貢獻」。
  • ...黑洞|萊因哈德·根澤爾|宇宙|謝懿|諾貝爾物理學獎|科學家|羅傑...
    【背景資料】盤點過去5年諾貝爾物理學獎得主及主要成就根據諾貝爾獎官方網站介紹,諾貝爾物理學獎是根據瑞典著名化學家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾的遺囑,以其部分遺產作為基金創立的5個獎項之一,旨在獎勵對人類物理學領域裡做出突出貢獻的科學家,由瑞典皇家科學院頒發。
  • 新聞人物:2002年諾貝爾物理學獎獲得者簡介
    卡爾多·賈科尼  新華網斯德哥爾摩10月8日電 新聞人物:2002年諾貝爾物理學獎獲得者  2002年諾貝爾物理學獎授予了美國科學家雷蒙德·戴維斯、日本科學家小柴昌俊和美國科學家裡卡爾多·賈科尼,以表彰他們在天體物理學領域做出的先驅性貢獻
  • 2020年諾貝爾物理學獎揭曉!其中一位為女性科學家
    作為根據諾貝爾遺囑設立的五大獎項之一,物理學獎被授予「在物理學領域作出最重要發現或發明的人」,與其他諾貝爾獎相比,物理學獎的薦舉和甄選過程更長、更縝密。諾貝爾物理學獎規則規定,獲獎者的貢獻必須「已經受時間的考驗」。這意味著諾貝爾委員會往往會在科學發現的數十年以後才會為此頒發獎項。
  • 2002年諾貝爾物理學獎獲得者小柴昌俊去世,享年94歲
    中新網11月13日消息,據日本放送協會(NHK)報導,當地時間12日晚,日本東京大學名譽教授、2002年諾貝爾物理學獎獲得者小柴昌俊逝世,享年94歲。當地時間11月12日晚,日本東京大學名譽教授、2002年諾貝爾物理學獎獲得者小柴昌俊逝世,享年94歲。圖為小柴昌俊生前接受採訪時的畫面。
  • 專家解讀2017年諾貝爾物理學獎
    vid=470712專家解讀2017年諾貝爾物理學獎 2017年10月,瑞典皇家科學院宣布,今年諾貝爾物理學獎一半授予雷納·韋斯,另一半授予巴裡·巴裡什和基普·索恩,以表彰他們「為雷射幹涉引力波天文臺(LIGO)以及引力波的觀測所作的決定性貢獻。」
  • 2020年諾貝爾物理學獎揭曉,盤點近年獲獎者名單及其主要成就
    根據諾貝爾獎官方網站介紹,諾貝爾物理學獎是根據瑞典著名化學家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾的遺囑,以其部分遺產作為基金創立的5個獎項之一,旨在獎勵對人類物理學領域裡做出突出貢獻的科學家設立物理學獎項,最早在阿爾弗雷德·諾貝爾1895年的遺囑中被提及。從1901年至2019年,諾貝爾物理學獎已頒發113次,其中最年輕的獲獎者為25歲,最年長者為96歲,此前歷屆得主中有三位女性。
  • 2020年諾貝爾物理學獎揭曉,盤點近年獲獎者名單及其主要成就
    Roger Penrose、Reinhard Genzel和Andrea Ghez獲得2020年諾貝爾物理學獎。根據諾貝爾獎官方網站介紹,諾貝爾物理學獎是根據瑞典著名化學家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾的遺囑,以其部分遺產作為基金創立的5個獎項之一,旨在獎勵對人類物理學領域裡做出突出貢獻的科學家,由瑞典皇家科學院頒發。
  • 2018諾貝爾物理學獎揭曉:3名科學家因雷射物理獲獎
    諾貝爾物理學獎近5年獲獎者2017年,三名美國科學家雷納·韋斯、基普·索恩和巴裡·巴裡什獲獎,理由是「在LIGO探測器和引力波觀測方面的決定性貢獻」。2016年,三位英美科學家大衛·索利斯、鄧肯·霍爾丹、麥可·科斯特利茨獲獎,理由是「理論發現拓撲相變和拓撲相物質」。
  • 2020諾貝爾物理學獎揭曉,三位科學家因發現黑洞現象獲獎
    因新冠肺炎疫情,本次活動諾貝爾委員會對進入瑞典皇家科學院會場的人數進行了嚴格控制,全場人數不超過30人。並且進場時發給每個人一個口罩,對於沒有戴口罩要求的瑞典來說,這已經是瑞典要求最嚴格的地方。據海外網報導,根據諾貝爾獎官方網站介紹,諾貝爾物理學獎是根據瑞典著名化學家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾的遺囑,以其部分遺產作為基金創立的5個獎項之一,旨在獎勵對人類物理學領域裡做出突出貢獻的科學家,由瑞典皇家科學院頒發。設立物理學獎項,最早在阿爾弗雷德·諾貝爾1895年的遺囑中被提及。