2017年12月7日，在瑞典首都斯德哥爾摩，2017諾貝爾物理學獎得主、美國科學家基普•索恩在瑞典皇家科學院出席新聞發布會

文/《環球》雜誌記者 郭爽

編輯/劉娟娟

　　11月初，2017年諾貝爾物理學獎得主、美國加州理工學院費曼理論物理學榮譽教授基普·索恩做客成都，參加這裡舉行的2024騰訊科學WE大會，與天體物理學家張雙南教授、導演郭帆以及青年科學愛好者們漫談科學與藝術。索恩預測：“到2030年代或2050年代，我們也許會迎來新的轉折點——發現宇宙大爆炸産生的引力波，並從中獲取有關宇宙誕生和量子引力的信息。”

　　回想在美國工作時每次路過索恩在加州理工學院的辦公室，《環球》雜誌記者都會在門口駐足。那裏挂着一塊牌子，記錄着索恩與霍金的賭局。那不僅僅是科學家之間的游戲，更是他們面對人類未解之謎時挑戰已知探索未知的態度和勇氣。

　　索恩的一生，就像一首關於時空的詩歌。他用數學公式與科學實驗為語言，探索那些常人難以企及的宇宙邊界。從黑洞到引力波，從蟲洞到時間旅行，從諾貝爾獎得主到對科幻作品的科學普及，索恩的研究不僅改變了物理學的進程，也改變了我們看待宇宙的方式。

　　索恩的故事告訴我們，科學不僅是推導定理和驗證實驗，還是關於猜想、爭論和超越現有知識的過程；科學不只是抽象的數據、方程、理論和實驗，它還關乎好奇心、堅持和突破。正是這些科學精神，讓索恩成為了物理學界的傳奇人物。　　2017年，索恩、韋斯和巴裏什因引力波的發現，共同獲得了諾貝爾物理學獎。

執着少年——對宇宙結構的無限好奇

　　索恩1940年出生在美國猶他州洛根市一個充滿學術氣息的家庭，他的父母都是學者，家裏擺滿了書，而他從小便喜歡閱讀，尤其是天文學和數學書籍。童年時期的索恩常常仰望夜空，思考“宇宙之外是什麼”和“時空到底是什麼樣的”這些問題。這些興趣並沒有隨着年歲的增長而消散，反而隨着他對數學的理解而加深，變得更具體和執着。

　　1962年，索恩從加州理工學院畢業，帶着對宇宙結構的無限好奇，他來到普林斯頓大學，在著名物理學家約翰·惠勒的指導下繼續深造。惠勒曾與阿爾伯特·愛因斯坦密切合作，是廣義相對論的堅定支持者。在普林斯頓的日子裏，索恩專注於廣義相對論中的黑洞和引力波研究，逐漸成為這一領域的佼佼者。

　　上世紀60年代，加州理工學院的天文學系教學樓內寂靜的夜晚，年輕學者索恩常在辦公桌前研究關於黑洞和時空奇點的複雜方程。他眼前的宇宙，不是夜空中明亮的星星，而是廣義相對論中的時空網格，它們在巨大天體的作用下被扭曲、伸展，甚至崩潰。對許多人來説，這些概念難以理解，但對索恩而言，這一切則是揭開宇宙奧秘，尤其是揭開黑洞、引力波和時空結構奧秘的關鍵。

　　正是那些夜晚，讓索恩的科學旅程與這些神秘天體緊密相連。他不僅改變了人們對宇宙的認識，也最終幫助人類“聽到了宇宙深處的引力波”。

科學“賭局”——推動黑洞和時空奇點探索

　　索恩在1970年代迎來一個重大轉折點，他與來自英國的天才物理學家斯蒂芬·霍金成為了親密的朋友和科學上的對手。兩人都對黑洞充滿興趣，但也經常在某些問題上産生分歧。

　　索恩堅信愛因斯坦的原始理論，即引力波確實存在並且能夠被觀測。他與其他科學家，比如霍金等人一起，在上世紀七八十年代繼續研究黑洞、引力波和宇宙中的極端現象。索恩認為，黑洞的並合、超新星爆發等天文事件所産生的引力波，可以通過精密的儀器檢測到。這些天體事件釋放出的巨大能量足以使時空波動，從而發出“引力波信號”。

2016年2月11日，在美國首都華盛頓舉行的新聞發布會上，顯示屏展現出兩個黑洞合併産生的引力波信號圖像，基普•索恩站在顯示屏前

　　在這種背景下，索恩和霍金展開了一場著名的科學賭局——關於黑洞的存在以及它們如何影響宇宙中的引力波傳播。霍金原本認為黑洞不會完全蒸發，而索恩堅持相信根據霍金輻射理論（該理論猜測，由於各種涉及量子物理學和萬有引力的因素，黑洞會從它們的表面散發出輻射），黑洞會隨着時間逐漸消失。霍金為了支持自己的看法，與索恩打賭，賭注是一份百科全書的訂閱。

　　事實上，索恩和霍金之間最著名的賭局是關於“裸奇點”存在的爭論。1974年，霍金與索恩及物理學家約翰·普雷斯基爾打了一場著名的賭局。根據愛因斯坦的廣義相對論，奇點是時空彎曲到無限大的區域，而在一般情況下，奇點被“事件視界”包裹着，外界無法觀測到奇點。然而，裸奇點則意味着奇點不被事件視界遮擋，能夠直接暴露於宇宙中。霍金相信，這種情況不可能發生，稱其違反了“宇宙審查假説”，堅稱裸奇點不存在。而索恩認為，在某些極端條件下，裸奇點是有可能存在的。賭局的結果目前仍然懸而未決，但這一學術爭論極大推動了物理學家對時空奇點和黑洞的深入研究，也凸顯着科學家在探索極端物理現象方面的開拓精神。

“聽”到引力波——為觀察宇宙打開全新窗口

　　索恩迄今為止科學生涯中最為重要的時刻，莫過於他在引力波探測領域的重大突破。

　　1970年代末，索恩將目光轉向了愛因斯坦廣義相對論中的另一項未解之謎——引力波。引力波是由大質量天體的運動引起的時空漣漪，但由於信號極其微弱，科學家們長期無法直接探測到它們。儘管這一預言在理論上成立，但引力波是否真的存在、它能否被探測到，是物理學家們爭論不休的焦點。

　　索恩堅信引力波存在，並且有望在未來通過精密的儀器進行探測。1990年代，他與麻省理工學院的物理學家雷納·韋斯和加州理工學院的巴裏·巴裏什聯手發起了LIGO（激光干涉引力波天文&）項目。這個耗資數億美元、動員全球數百名科學家的項目，旨在利用極其精確的激光干涉技術，探測到來自遙遠宇宙的引力波信號。

　　然而，LIGO項目並非一帆風順。多年來，科學家們一直在為探測靈敏度和技術障礙而苦苦奮鬥。面對外界的質疑和內部的技術難題，索恩始終保持着信心。2015年，LIGO終於取得了突破：9月14日，兩個黑洞並合産生的引力波信號首次被探測到。這是人類歷史上第一次“聽見”宇宙深處的聲音。

　　因引力波的發現，2017年，索恩、韋斯和巴裏什共同獲得了諾貝爾物理學獎。諾貝爾委員會稱他們的發現“為人類觀察宇宙打開了全新的窗口”。引力波的成功探測，不僅驗證了愛因斯坦的廣義相對論，還開啟了引力波天文學的新時代。

持續探索——打破時空界限的先鋒

　　儘管已經年過八旬，索恩的科學探索依然沒有停止。無論是在黑洞、引力波還是蟲洞領域，他始終站在物理學的前沿，推動着人類對宇宙最深處的理解。他的研究成果不僅改變了科學的進程，也影響了無數後繼者。他的傳奇，不僅屬於過去的發現，更屬於未來的可能。他相信，未來引力波探測技術將更加成熟，人類將能夠探測到更多來自宇宙深處的神秘信號，包括中子星並合、超新星爆發，甚至宇宙大爆炸的殘留引力波。

　　除了黑洞與引力波，索恩還提出了許多大膽的科學猜想，其中最著名的當屬他對蟲洞的研究。蟲洞，即時空中的隧道，是廣義相對論的另一種預測，這種假設讓人類可以通過它們實現“時空旅行”，從宇宙的一個地方瞬間到達另一個地方。索恩是最早一批嚴肅對待蟲洞可能性的科學家之一，尤其是他對蟲洞作為時間旅行工具的研究。

　　索恩並不僅僅停留在理論上，他甚至用他的研究幫助朋友、著名科幻作家卡爾·薩根為小説《接觸》中的時間旅行部分提供科學依據。薩根為《接觸》構思了一個關於外星人和人類通過蟲洞進行交流的故事，但他不確定這種設想是否具有科學依據，於是向索恩求助。索恩為小説提供了基於物理學的模型，使得蟲洞不僅看似合理，而且被大眾廣泛接受為可能的科學概念。

　　這種對科幻與科學的交融使索恩成為了打破時空界限的先鋒。他的蟲洞研究不僅是理論物理學的重要成果，也為未來探索時空旅行提供了理論基礎。儘管目前尚無實際實驗支持蟲洞的存在，但索恩相信，如果能找到合適的能量形式，或許有一天人類真的能通過蟲洞穿越宇宙。

熱衷科普——推動科學與大眾文化結合

　　“科學是一場永不停歇的旅程，”索恩曾説，“我們探索得越多，發現的未知就越多，而這些未知將激勵下一代繼續前行。”

　　除了在學術界的成就，索恩還以獨特的方式將複雜的物理學理論帶入大眾文化。他不僅是一位傑出的物理學家，還是一位充滿激情的教育者。他在加州理工學院擔任榮譽教授，培養着下一代的科學家。他深知，科學的未來在於年輕人，在於那些懷抱好奇心和夢想的年輕科學家。通過LIGO項目、學術講座和公開演講，索恩始終致力於激發人們對物理學的興趣，尤其是在宇宙學、引力波和時空領域。

2024年11月3日，2017年諾貝爾物理學獎得主、加州理工學院費曼理論物理學榮譽教授、

電影《星際穿越》科學顧問和執行製片人基普•索恩在分享關於時空旅行的科研突破 

　　2014年，索恩作為科幻電影《星際穿越》的科學顧問，幫助導演克裏斯托弗·諾蘭將一部關於宇宙旅行的電影打造成科學與幻想的完美結合。《星際穿越》中的蟲洞、黑洞“卡岡圖雅”的視覺效果，都是基於索恩的計算和物理模型。為確保影片中科學理論的準確性，索恩設計了詳細的方程，甚至編寫了新的計算程序，用以生成黑洞的視覺效果。影片中的黑洞形象不僅震憾了觀眾，還成為科學家們研究的對象。索恩對科幻電影的參與，不僅展示了他對科普的熱情，也表明他希望通過娛樂的方式讓更多的人理解物理學的奧秘。通過《星際穿越》，索恩成功地將時間膨脹、蟲洞等複雜的科學概念引入大眾視野，激發了無數人對宇宙奧秘的興趣。諾蘭曾&&：“沒有基普，這部電影根本不可能實現。”

　　索恩的故事是科學探索最真實的寫照：充滿了疑問、挑戰、失敗與成功，但正是這些經歷造就了他成為物理學界的一位偉大先驅。隨着引力波天文學的發展、蟲洞理論的推進以及量子引力的探索，索恩的旅程依然在繼續，而他的貢獻，將深刻影響物理學的未來。