諾貝爾物理學(xué)獎得主基普·索恩：未來幾十年是宇宙探索的轉(zhuǎn)折點

每經(jīng)記者 唐俊    每經(jīng)編輯 楊歡

基普·索恩（左二） 圖片來源：每經(jīng)記者 唐俊 攝

2014年，諾蘭導(dǎo)演的科幻電影《星際穿越》上映。伴隨著熒幕上的時空穿梭，黑洞、蟲洞、引力波、奇點、相對論等高深的物理學(xué)詞匯，成為大眾討論的熱點。

《星際穿越》是一部相當(dāng)成功的電影，被認(rèn)為在很大程度上符合物理學(xué)定律，甚至電影中出現(xiàn)的黑洞形象，與之后人類實際觀測到的黑洞非常相似，這很大程度上歸功于電影的科學(xué)顧問基普·索恩。

11月4日，在2024騰訊科學(xué)WE大會“引力：科學(xué)與藝術(shù)的思想漫談”沙龍現(xiàn)場，索恩談到，《星際穿越》是他職業(yè)生涯的轉(zhuǎn)折點。他從實驗室走向藝術(shù)領(lǐng)域，拍完電影后又發(fā)表了詩集，現(xiàn)在還想寫一本小說，“小說背后的靈感可以來自于我和霍金之間的討論內(nèi)容”。

基普·索恩與斯蒂芬·霍金是好朋友，兩人都執(zhí)著于思考宇宙深處的問題。霍金在黑洞研究方面作出巨大貢獻(xiàn)，索恩則是引力波研究的先驅(qū)，并因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎。

這是疫情之后索恩第一次來到中國，他在成都科幻館與上百名學(xué)生和科學(xué)愛好者，開啟了一場關(guān)于科學(xué)與藝術(shù)的漫談。已經(jīng)84歲的他依舊精神矍鑠，仍然對宇宙充滿了熱情。

“藝術(shù)幫我更好地理解物理”

當(dāng)主持人問到“誰是被科幻小說啟發(fā)從而走上了科研道路”時，索恩毫不猶豫地舉起了手。他去年還讀了中國作家劉慈欣的《三體》，并稱這是他最喜歡的科幻小說之一。

但實際上在很小的時候，索恩想成為一名除雪車司機，“世界上最厲害的事就是開著除雪車把雪堆成三米高的小山”。后來隨著對物理學(xué)的接觸，以及閱讀了各種科普和科幻書籍，他愛上了宇宙。

索恩一路學(xué)習(xí)，在25歲時獲得了普林斯頓大學(xué)物理學(xué)博士學(xué)位，30歲成為加州理工學(xué)院教授。他的主要研究方向是引力波相關(guān)問題，簡單來說，就是當(dāng)兩個質(zhì)量大的天體（如黑洞或中子星）相互繞轉(zhuǎn)時，會使周圍的時空產(chǎn)生扭曲，以波的形式向外傳播。

引力波最早是愛因斯坦在1916年基于廣義相對論預(yù)言的，如果證實引力波存在，將為天文學(xué)和宇宙學(xué)提供了一種全新的觀測手段，并且可以幫助科學(xué)家探測黑洞和中子星，這對于理解宇宙的結(jié)構(gòu)和演化具有革命性的意義。

1984年，索恩和另外兩位科學(xué)家共同創(chuàng)立了激光干涉儀引力波觀測項目（LIGO），31年后的2015年，LIGO首次探測到引力波。因為此項成就，索恩和另外兩位科學(xué)家獲得了2017年的諾貝爾物理學(xué)獎。

索恩花了大半輩子的時間研究天文物理，但在70多歲的時候又開啟新的人生。他希望轉(zhuǎn)向科學(xué)與藝術(shù)的交叉領(lǐng)域，加入了《星際穿越》劇組擔(dān)任科學(xué)顧問，為電影呈現(xiàn)最終的科幻畫面提供了諸多科學(xué)支撐。

就在《星際穿越》上映一年多后，索恩團(tuán)隊宣布探測到引力波。導(dǎo)演諾蘭得知該消息后立馬給索恩打電話約他見面，他們在諾蘭家聊了兩個小時，諾蘭很后悔在電影中弱化了引力波，要是聚焦在引力波上電影就會完全不一樣。

索恩不僅涉足電影領(lǐng)域，還參與了音樂會的制作，出版了詩集，甚至還想寫小說。索恩在we大會現(xiàn)場分享的插畫，不少是他的藝術(shù)家朋友繪制的。“我一生教物理教了50多年，當(dāng)我退休后，想要跨界嘗試不一樣的東西。”

那些插畫，很多都是索恩在做科研時浮現(xiàn)在腦海中的畫面。“我現(xiàn)在不再以數(shù)學(xué)公式、理論的方式去思考科學(xué)，而是以畫面、藝術(shù)的方式來思考物理和宇宙。物理和視覺化之間的關(guān)系非常緊密，藝術(shù)也幫助我更好地理解物理。”

天體物理學(xué)家張雙南好奇，索恩認(rèn)為自己對藝術(shù)和科學(xué)的貢獻(xiàn)哪一個更重要。他的回答是，都不重要，最大的貢獻(xiàn)是教過的學(xué)生，學(xué)生們比他做的貢獻(xiàn)更大。“我團(tuán)隊中很大的發(fā)現(xiàn)是來自于我的學(xué)生，并不是來自于我個人，所以我非常自豪。”

索恩也毫不避諱自己的“弱點”，在學(xué)生時代，他覺得別的學(xué)生更聰明，而自己的腦子轉(zhuǎn)的很慢。所以他有很多筆記本，重要的東西全都寫下來，用“笨辦法”超越了“聰明人”。

未來幾十年是宇宙探索的轉(zhuǎn)折點

電影《流浪地球》的導(dǎo)演郭帆現(xiàn)場向索恩提出了一個問題：埃隆·馬斯克曾說，這個世界是真實的幾率低于億萬分之一，您認(rèn)為這個世界是真實的概率是多少？

索恩說，在多年前諾蘭的生日派對上，馬斯克也問過他這個問題，我想了想之后說，“馬斯克認(rèn)為也許我們每個人都寄住在一個模擬的世界當(dāng)中。沒錯，也許有這樣的一個可能，我們現(xiàn)在的世界都是模擬的。”

“但如果一個文明高度發(fā)達(dá)，可以模擬出我們的宇宙，給我們帶來了這么多非凡的體驗，那他們?yōu)槭裁匆@樣做？背后的動機是什么？他們可以做很多別的事情，沒有必要模擬人類和地球吧。”索恩說。

這些關(guān)于宇宙起源的本質(zhì)問題，已經(jīng)84歲的索恩仍在思考。索恩認(rèn)為，雖然引力波已被探測到，但科學(xué)家還沒有完全理解，當(dāng)我們真正理解引力波時，也就迎來了宇宙探索的轉(zhuǎn)折點。

他認(rèn)為，未來幾十年我們會探測到原初引力波，這些引力波是宇宙大爆炸不久后產(chǎn)生的，攜帶著關(guān)于宇宙早期狀態(tài)的信息。原初引力波表現(xiàn)為兩種形式，一種波長非常長，穿過了幾億年甚至幾十億年，一種長度非常短，只有幾秒鐘。

“我猜2050年應(yīng)該會有相關(guān)的技術(shù)，可以檢測到這樣的引力波。這兩種引力波是完全不同的，會給我們帶來很多洞見。”他說。

暢想更遙遠(yuǎn)的未來，索恩對星際航行充滿期待。“我活著的時候肯定看不到了，但我們需要這種想象力，同時要找到新的理論，也需要技術(shù)的支撐。”

“我們需要把目光放長遠(yuǎn)一點，現(xiàn)在的科學(xué)探索可能只是想看未來50年能做什么，關(guān)注比較現(xiàn)實的技術(shù)，但我也想鼓勵學(xué)生們，想象一下遙遠(yuǎn)的未來會發(fā)生什么。”索恩說。