他發(fā)現(xiàn)了“引力波”

王辰

美國東部時(shí)間2月11日上午，華盛頓全國新聞中心，響起了長久的歡呼。

美國國家科學(xué)基金會與來自加州理工學(xué)院、麻省理工學(xué)院以及科學(xué)合作組織“激光干涉引力波天文臺”（LIGO）的科學(xué)家共同宣布：LIGO于去年9月14日首次探測到引力波，證實(shí)了愛因斯坦100年前所做的預(yù)測，彌補(bǔ)了廣義相對論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中最后一塊缺失的拼圖。

在發(fā)現(xiàn)引力波的背后，隱藏著一位傳奇人物：基普·索恩。

LIGO主導(dǎo)者：“就在幾天前，我還瞞著妻子”

實(shí)際上，有關(guān)LIGO發(fā)現(xiàn)引力波的傳言已在物理學(xué)界傳播了幾個(gè)月，不過，傳言一直未獲得LIGO證實(shí)。在2月11日的發(fā)布會上，LIGO項(xiàng)目組科學(xué)家稱，他們花了幾個(gè)月的時(shí)間進(jìn)行驗(yàn)證，這也是為什么2015年9月探測到引力波信號，卻拖到本月才宣布的主要原因。項(xiàng)目的主導(dǎo)者之一基普·索恩告訴媒體，“就在（公布）幾天前，我還瞞著妻子”。

2014年11月，在接受《洛杉磯時(shí)報(bào)》采訪時(shí)，索恩曾總結(jié)自己的職業(yè)生涯，“我之前有很多不好的流言，所以我的大部分職業(yè)生涯是在努力工作，證明自己足夠優(yōu)秀”。

索恩是一個(gè)很好的講述者和天生的老師。他會和朋友講述1970年代和好友斯蒂芬·霍金打賭的故事，下一刻，他就在解釋地球重力怎么在緩慢的影響iPhone的GPS系統(tǒng)。

那時(shí)，索恩和斯蒂芬·霍金對天鵝座X-1的天體身份打賭，后者對其天體身份表示懷疑。兩人立下字據(jù)，霍金以1年的《閣樓》雜志賭索恩4年的《私家偵探》。后期，天鵝座X-1被證實(shí)，霍金到南加州大學(xué)演講，當(dāng)時(shí)索恩人在莫斯科，于是霍金大張旗鼓地闖入索恩的辦公室，把當(dāng)年的賭據(jù)翻出來印上拇指印表示認(rèn)輸。

1980年代，麻省理工學(xué)院的雷納·韋斯教授想到了用激光的干涉來測量引力波的方法。這個(gè)點(diǎn)子后來受到了索恩的關(guān)注。他發(fā)現(xiàn)在韋斯的方法上加些合理的改進(jìn)，可能行得通。

于是，加州理工和麻省理工開展合作，主導(dǎo)了兩個(gè)激光干涉引力波觀測臺的建設(shè)。

LIGO項(xiàng)目的執(zhí)行總監(jiān)雷茲曾表示，“沒有索恩，就不會存在LIGO項(xiàng)目”，“這個(gè)項(xiàng)目是索恩視野、激情和推動力的明證。他有這個(gè)能力讓整個(gè)科學(xué)共同體相信發(fā)現(xiàn)引力波不僅是存在可能性，而且是可以達(dá)成的”。

物理講述者

1940年，基普·索恩出生于美國猶他州洛根市，父親是猶他州立大學(xué)的一名農(nóng)學(xué)教授，母親則是知名的經(jīng)濟(jì)學(xué)家。在學(xué)術(shù)環(huán)境下長大，他的四名兄弟姐妹中的兩名，都已經(jīng)成為大學(xué)教授。

索恩8歲時(shí)，哥哥帶他去參加一場關(guān)于太陽系的講座，從此，索恩被物理學(xué)深深吸引。索恩年輕時(shí)就在學(xué)術(shù)領(lǐng)域表現(xiàn)非凡，成為加州理工學(xué)院歷史上最年輕的全職教授之一。1962年，他在加州理工學(xué)院獲得理學(xué)學(xué)士學(xué)位，并于1965年在普林斯頓大學(xué)獲得理學(xué)博士學(xué)位。兩年后，他回到加州理工學(xué)院，成為一名教授物理學(xué)的副教授。1970年，他晉升為理論物理學(xué)教授。

索恩的父母是摩門教信徒，他在信仰的熏陶中長大，他現(xiàn)在是一名無神論者。他曾說，很多優(yōu)秀的同事是虔誠的信仰上帝的教徒，“科學(xué)和宗教之間并沒有本質(zhì)上的沖突，我只不過恰好不信仰上帝”。

與其他科學(xué)家不同的是，索恩是一名很好的講述者。他更善于向他人展示在引力物理和天體物理學(xué)領(lǐng)域的一些發(fā)現(xiàn)，并強(qiáng)調(diào)這些發(fā)現(xiàn)令人興奮并且重要之處，不僅是面向?qū)W術(shù)界，同時(shí)也面向大眾。

美國的PBS和英國的BBC都播放過索恩關(guān)于黑洞、引力波、相對論、時(shí)間旅行以及蟲洞等主題的公眾演講節(jié)目。

1999年，索恩對“21世紀(jì)人類將會對哪些問題找到答案”做了推測，其中就包括：我們能否觀察宇宙的誕生和他的黑暗面，通過使用時(shí)空扭曲造成的擴(kuò)散，也就是引力波。

2009年6月，他辭去費(fèi)曼教授職務(wù)去追求寫作和電影事業(yè)，他的第一部電影就是和諾蘭合作的《星際穿越》?！拔液芟硎苓@個(gè)過程，我正處在想做一些新事情的人生階段?！?/p>

在《星際穿越》之前，他和好萊塢曾有過一次交集。那是在1980年代中期，他建議卡爾·薩根（已故的美國著名天文學(xué)家和物理家）在電影《超時(shí)空接觸》中用蟲洞代替黑洞，作為空間中從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的方式?！堵迳即墪r(shí)報(bào)》在報(bào)道中假設(shè)，如果科幻電影和電視劇每次使用蟲洞作為情節(jié)設(shè)計(jì)，索恩都能收到一份報(bào)酬的話，那么他將是一個(gè)更富有的人。

科學(xué)預(yù)言者

2014年，因?yàn)闊衢T電影《星際穿越》，基普·索恩曾成為公眾輿論關(guān)注的焦點(diǎn)。

作為電影的科學(xué)顧問，影片中瑰麗炫目的黑洞、蟲洞，正是來源于他的設(shè)想。

2009年快退休時(shí)，他和制片人琳達(dá)·奧布斯特就在談?wù)撘灰谱饕徊可婕昂诙磁c蟲洞神秘性質(zhì)的電影。不久之后，史蒂文·斯皮爾伯格簽約導(dǎo)演這部影片，之后又退出，該片成了編劇喬納森·諾蘭以及其兄克里斯托弗·諾蘭一手打造的科幻巨片。在克里斯托弗·諾蘭重寫他弟弟的劇本的同時(shí)，他想弄明白這個(gè)故事核心里的科學(xué)內(nèi)容，便力邀索恩加入創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)。影片中黑板上那一連串的公式，是索恩親自書寫。那時(shí)，他預(yù)計(jì)人類會在10年之內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)對引力波的觀測，因此他在電影《星際穿越》的設(shè)定中，把發(fā)現(xiàn)蟲洞的時(shí)間安排在了2019年。

然而，現(xiàn)實(shí)比預(yù)測提早了3年。

電影上映后，索恩知道自己會遭到很多科學(xué)家同行的批評?！耙幻佑|的同事走出星際穿越的影廳然后說，我很喜歡這部電影，但是關(guān)于里面的科學(xué)我可以挑出很多錯(cuò)誤。”索恩聳了聳肩：“我已經(jīng)74了，我的工作已經(jīng)半個(gè)世紀(jì)了，而且十分享受，我對于批評已經(jīng)不再特別敏感了?！逼鋵?shí)在《星際穿越》的劇本初稿中，曾設(shè)定人類在觀測引力波時(shí)意外發(fā)現(xiàn)了蟲洞。

但諾蘭兄弟在修改劇本的時(shí)候，不得不對影片中的科學(xué)信息有所刪減，不至于讓觀眾在觀看電影的時(shí)候“燒腦”得太過火候。

索恩曾對此情節(jié)的刪改表示遺憾，“到目前為止，人類對時(shí)空彎曲還不甚了解，幾乎沒有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和觀測數(shù)據(jù)”?！斑@就是為什么引力波尤其重要的原因：引力波源自于空間的彎曲，所以它們是探索宇宙彎曲的理想工具?！彼f。

在《星際穿越》大獲成功之后，索恩并沒有覺得電影會是他未來的主要事業(yè)。他列出了未來自己要做的一系列工作，包括研究引力波、寫科幻小說、與妻子一起深潛和滑雪。

沒想到，僅僅一年多之后，他就完成了其中最重要的目標(biāo)。