每經記者:唐俊 每經編輯:楊歡
基普·索恩(左二) 圖片來源:每經記者 唐俊 攝
2014年,諾蘭導演的科幻電影《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詞彙,成為大眾討論的熱點。
《星際穿越》是一部相當成功的電影,被認為在很大程度上符合物理學定律,甚至電影中出現的黑洞形象,與之後人類實際觀測到的黑洞非常相似,這很大程度上歸功於電影的科學顧問基普·索恩。
11月4日,在2024科學WE大會“引力:科學與藝術的思想漫談”沙龍現場,索恩談到,《星際穿越》是他職業生涯的轉折點。他從實驗室走向藝術領域,拍完電影后又發表了詩集,現在還想寫一本小說,“小說背後的靈感可以來自於我和霍金之間的討論內容”。
基普·索恩與斯蒂芬·霍金是好朋友,兩人都執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,索恩則是引力波研究的先驅,並因此獲得諾貝爾物理學獎。
這是疫情之後索恩第一次來到中國,他在成都科幻館與上百名學生和科學愛好者,開啟了一場關於科學與藝術的漫談。已經84歲的他依舊精神矍鑠,仍然對宇宙充滿了熱情。
“藝術幫我更好地理解物理”
當主持人問到“誰是被科幻小說啟發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》,並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”。後來隨著對物理學的接觸,以及閱讀了各種科普和科幻書籍,他愛上了宇宙。
索恩一路學習,在25歲時獲得了普林斯頓大學物理學博士學位,30歲成為加州理工學院教授。他的主要研究方向是引力波相關問題,簡單來說,就是當兩個質量大的天體(如黑洞或中子星)相互繞轉時,會使周圍的時空產生扭曲,以波的形式向外傳播。
引力波最早是愛因斯坦在1916年基於廣義相對論預言的,如果證實引力波存在,將為天文學和宇宙學提供了一種全新的觀測手段,並且可以幫助科學家探測黑洞和中子星,這對於理解宇宙的結構和演化具有革命性的意義。
1984年,索恩和另外兩位科學家共同創立了鐳射干涉儀引力波觀測專案(LIGO),31年後的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家獲得了2017年的諾貝爾物理學獎。
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。他希望轉向科學與藝術的交叉領域,加入了《星際穿越》劇組擔任科學顧問,為電影呈現最終的科幻畫面提供了諸多科學支撐。
就在《星際穿越》上映一年多後,索恩團隊宣佈探測到引力波。導演諾蘭得知該訊息後立馬給索恩打電話約他見面,他們在諾蘭家聊了兩個小時,諾蘭很後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域,還參與了音樂會的製作,出版了詩集,甚至還想寫小說。索恩在we大會現場分享的插畫,不少是他的藝術家朋友繪製的。“我一生教物理教了50多年,當我退休後,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在腦海中的畫面。“我現在不再以數學公式、理論的方式去思考科學,而是以畫面、藝術的方式來思考物理和宇宙。物理和視覺化之間的關係非常緊密,藝術也幫助我更好地理解物理。”
天體物理學家張雙南好奇,索恩認為自己對藝術和科學的貢獻哪一個更重要。他的回答是,都不重要,最大的貢獻是教過的學生,學生們比他做的貢獻更大。“我團隊中很大的發現是來自於我的學生,並不是來自於我個人,所以我非常自豪。”
索恩也毫不避諱自己的“弱點”,在學生時代,他覺得別的學生更聰明,而自己的腦子轉的很慢。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折點
電影《流浪地球》的導演郭帆現場向索恩提出了一個問題:埃隆·馬斯克曾說,這個世界是真實的機率低於億萬分之一,您認為這個世界是真實的機率是多少?
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,我想了想之後說,“馬斯克認為也許我們每個人都寄住在一個模擬的世界當中。沒錯,也許有這樣的一個可能,我們現在的世界都是模擬的。”
“但如果一個文明高度發達,可以模擬出我們的宇宙,給我們帶來了這麼多非凡的體驗,那他們為什麼要這樣做?背後的動機是什麼?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。
這些關於宇宙起源的本質問題,已經84歲的索恩仍在思考。索恩認為,雖然引力波已被探測到,但科學家還沒有完全理解,當我們真正理解引力波時,也就迎來了宇宙探索的轉折點。
他認為,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後產生的,攜帶著關於宇宙早期狀態的資訊。原初引力波表現為兩種形式,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年應該會有相關的技術,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,也需要技術的支撐。”
“我們需要把目光放長遠一點,現在的科學探索可能只是想看未來50年能做什麼,關注比較現實的技術,但我也想鼓勵學生們,想象一下遙遠的未來會發生什麼。”索恩說。