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他,如何為引力波探測“大戲”做“編劇”

  • 發佈時間:2016-02-15 13:45:00  來源:新華社  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  新華社洛杉磯2月14日電 題:他,如何為引力波探測“大戲”做“編劇”

  新華社記者郭爽

  75歲的基普·索恩是美國物理學家,他曾為科幻電影《星際穿越》編劇。

  在向全世界宣佈人類首次探測到引力波的記者會上,基普·索恩走上講臺。在不少科學家看來,與並不相信引力波可被探測的愛因斯坦相比,這個堪稱“引力波探測”大戲“編劇”的老頭兒,更應該站在那裏。

  索恩的頭銜很多:美國“鐳射干涉引力波天文臺”(LIGO)聯合創始人、加州理工學院物理學教授、幾代前沿理論物理學家的導師、開創多個物理學分支領域的先驅、科幻電影編劇、科幻作家……

  LIGO執行主任戴維·賴茨説,沒有索恩,就沒有LIGO項目。正是索恩的視野、激情和推動力,讓整個科學界相信引力波可被探測。

  LIGO科學合作組織的研究成員、加州理工學院物理學教授陳雁北在上世紀90年代曾是索恩的學生。他接受新華社記者採訪時説,索恩是推動引力波探測研究合作、搭建整個研究理論框架、促成這一領域研究“大生態”的關鍵人物,是美國引力波探測項目公認的“代言人”。

  1970年,年僅30歲、打扮“嬉皮”的索恩成為加州理工學院歷史上最年輕的教授。他與美國另外兩名著名物理學家約翰·惠勒、查爾斯·米斯納一起編寫的廣義相對論教材《引力論》,被譽為“引力聖經”。

  在學術研究方面,索恩有點“任性”。儘管引力波探測是最終目標,但他的研究卻貌似“漫無目的”。依照個人興趣,他在非常廣泛的領域開展了大量開拓性研究,開創了物理學多個分支領域,如雙中子星和雙黑洞的碰撞過程,量子力學和廣義相對論相關領域的計算、數值模擬、數據分析等。

  正是這樣獨立、自由的研究方式,促成了引力波探測各相關領域研究的大發展。索恩在理論上把這個領域的很多方向都推動起來,搭建起引力波探測的研究框架。“大家都很崇拜他,從無到有開創了引力波探測的很多子方向。作為一個理論物理學家,這是極其不易的,”陳雁北對記者説。

  在推動引力波探測項目過程中,索恩還促成了不同領域、不同地域科學家的共同協作,並説服多家機構共同支援引力波探測研究。

  上世紀70年代,索恩遇到麻省理工學院教授、後來的LIGO項目聯合創始人賴納·韋斯,後者提供了鐳射干涉等試驗想法。隨後,索恩説服加州理工學院支援引力波探測研究,並挖來不少牛人共同從事試驗。上世紀90年代,索恩等人把美國國家科學基金會也拉了進來,引力波探測成為該基金會資助力度最大的一個項目。

  最重要的是,索恩在長達半個世紀的引力波探測項目中,推動構建了一個全方位的研究“大生態”。除了推動研究、試驗,促進合作之外,索恩認為教育和科普尤為重要。

  今天,索恩在不同年代培養的學生已成為活躍在廣義相對論、量子物理、實驗物理、天體物理、宇宙學等各領域的專家,引力波探測項目的研究人員也從最初的幾十人增加到如今遍及全球的數千人。

  過去幾十年間,加州理工學院物理系的研究生幾乎都上過索恩的《經典物理學應用》課程。“這門課深受歡迎,我們能在物理學各個方向受到啟發”,陳雁北回憶説,“他非常善於抓住問題的本質,能把複雜深奧的東西,深入淺出地講清楚。”

  這個“很厲害的本事”也讓索恩在科普領域貢獻非凡。他很早就曾對學生説,希望能參與製作一部關於引力波和黑洞的電影,以激發更多年輕人投身自然科學探索。2009年,從加州理工學院退休的索恩,果真參與了科幻電影《星際穿越》的編劇和拍攝,成為好萊塢“非著名演員”。

  此外,索恩撰寫的科普書籍被翻譯成多國語言,其公眾科普演講節目在媒體上反覆播放,他幫助創作科幻小説,推動著新的研究方向……正是索恩等人的努力,讓全世界無數年輕人開始對黑洞、引力波、相對論、時間旅行以及蟲洞等話題著迷。

  事實上,索恩並未料到,捕捉到引力波信號的那一瞬,需要人類經歷如此漫長艱辛的努力。文獻資料顯示,索恩曾對學生説1980年前引力波就會被探測到,後又與人打賭説,LIGO在2000年前定會探測到引力波,但曾在“科學賭局”中贏過霍金3次的索恩,這兩次卻都錯了。

  但人類對自然科學的探索終將向前。儘管匯集全球幾代科學家心血的勝利,絕非一人之功,但索恩對引力波探測項目的“編劇”,無疑是這一“歷史大劇”獲得成功的重要因素。更重要的是,索恩的故事,講述了科學探索、學術研究應有的精神。

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