专访基普·索恩:中国缺少诺贝尔奖,但人们对此过于关注了

来源:观察者网

2020-11-10 07:59

基普·索恩

基普·索恩作者

2017年物理学诺奖得主、《星际穿越》科技顾问

岑少宇

岑少宇作者

留澳科普作者,《生物学的足迹》

【导读】 基普·S·索恩,美国物理学家。2017年10月3日,因在LIGO探测器和引力波观测方面的决定性贡献,荣获诺贝尔物理学奖。近日,观察者网专栏作者岑少宇采访基普·索恩,聊聊他的科研与生活,以及中国的科学发展。

【采访/ 观察者网 岑少宇】

观察者网:感谢您接受观察者网的采访。2017年,因为在LIGO探测器和引力波观测方面的决定性贡献,您荣获了诺贝尔物理学奖。虽然在当时引发热议,但似乎和普通人没有多少联系,如今,许多人也许已经忘了在我们的物理大厦中,添上了引力波这么重要的梁柱。

索恩:我的工作目前和普通人的日常生活,还没有很多联系,但在寻找引力波的过程中所开发的技术,将在数十年内在日常生活中得到应用。

让我们回看几百年前的先辈,看看他们给我们的遗产,其中很大一部分是伟大的艺术、建筑与音乐。当几百年后的人回看我们,他们将可能把什么视作我们最伟大的遗产呢?对宇宙的理解,以及对“统治”宇宙的物理法则的理解。

我想,我们的遗产中,相当一部分会是引力波的研究中获取的知识,以及研究宇宙和物理法则时开发的新工具。

观察者网:在最近的一段视频中,您似乎对好友霍金未能获得诺贝尔奖有些遗憾。您说:“如果诺贝尔奖早几年就决定给他们(今年的黑洞相关研究)的话,也许霍金还能一起获奖”。 中国民间对诺贝尔奖也有各种声音,有的人认为诺贝尔奖的颁发曾有不少错误,有的人认为诺奖对中国并不公平,也有的人认为实际的突破比获奖的肯定更为重要。

总体而言,我觉得对诺贝尔奖不怎么在乎的中国民众越来越多。二十年前,诺贝尔奖获得者在中国可能被捧上神坛,现在可能只是一个“科学明星”。作为诺奖得主,您怎么看这些现象?

索恩:我认为,人们过于关注中国缺少诺贝尔奖的现状了。诺贝尔奖可以激发人们投身科学,从这个角度讲,它非常重要。

但它并不是衡量科学成就是否伟大的好的标准,因为未能获得诺贝尔奖的伟大发现,要远远多于得奖的。哪个发现能得奖,哪个不能,常常有点“随机性”。

这种情况是不可避免的,主要原因是伟大的发现有很多,而不是因为诺贝尔奖基金会的失败。我觉得基金会的表现符合任何人应有的期待,甚至来得更好。

观察者网:确实,诺贝尔奖委员会在历史上选择过各种类型的伟大发现。就像您曾在采访中说,物理研究可以通过大型合作、个人努力实现,可以通过实验、理论、或天文观测实现,可以通过复杂的数学实现,也可以通过充分了解大自然的运作方式从而得到深刻的直觉来实现。

您接着举例说,钱德拉塞卡(1983年诺奖得主)数学很好,但物理直觉很少,而弗里茨·兹威基(暗物质提出者、超新星的提出者与发现者)直觉很强,数学很弱。众所周知,您与2020年诺奖得主彭罗斯,以及已经去世的霍金都是好友。您能谈谈他们的直觉与数学吗?

索恩:彭罗斯与霍金两人,他们的数学与直觉都是一流的。他们在研究时空奇点上密切合作,特别是关于宇宙形成之初。但在量子引力问题上,他们的直觉非常不同。这在他们合写的《时空本性》(The Nature of Space and Time)中也有体现。

观察者网:关于直觉与天体物理学,我自己曾有一个想法。十几岁的时候,我第一次从书中读到,宇宙是有空洞的(cosmic voids)。当时我猜想,空洞的最终形成很可能与宇宙最初的状态,进而与暗物质、暗能量有关,也许有点像最初细胞膜的组装,应该与当时微环境中的物质条件有关。但我对生物学更有兴趣,所以想:“好吧,这个问题留个物理学家吧,那些天才也许再花个十来年就能解决了。” 然而,大概20多年过去了,虽然有了冷暗物质模型下的空洞模拟,但似乎天体物理学家对于空洞,以及暗物质、暗能量还没有多少决定性的结论,您怎么看?

冷暗物质模型下的模拟,图片来源:cosmicweb.uchicago.edu/filaments.html

索恩:关于暗物质与暗能量,想要一个确切的答案为时过早。我们目前还没有足够的观测数据。

我没有研究过宇宙空洞的问题,对此没有清晰的图景。然而,现在已对非常早期的宇宙中,二维表面上的聚集与结构形成有比较清楚的认识,空洞是这种结构形成的自然结果。但我并不清楚,我们所看到的最大尺度的宇宙空洞是否继而自然产生,我没有研究过。

观察者网:下面想聊聊您个人的科研生涯,您是如何走上科学之路的?您曾说在13岁那年,读了物理学家伽莫夫写的《从一到无穷大》。伽莫夫在书里画了一个超立方体,它看上去像是两个立方体,一个嵌在另一个里面,您当时花了好几个小时盯着它看,觉得它非常迷人,因此爱上了物理。不过,您的专业是天体物理学,除了物理,在天文方面,有没有什么激发您的小故事?

索恩:在我8岁时,妈妈带我去听了一场关于太阳系的讲座。讲座激发了我的兴趣,我开始看关于天文学的书,后来又阅读物理书。

妈妈帮着我开始做些科学兴趣项目。第一个就是太阳系的等比例模型。在模型里,太阳是我家门前一个直径为一米的圆,最后发现,冥王星是在几千米外另一个镇里的一个非常小的圆。这真是美妙而有启发性的体验。

观察者网:那您在科研上有没有遭遇过什么挫折?怎么去克服它们?能不能举个例子?

索恩:挫折总是有的。比如,我在当博士研究生时做的第一个项目,是试图用数学来描述黑洞的形状,它可能不是球形的,而是甜甜圈形状的圆环。我确实发现了这样的结果,并花了六个月的时间完善求解细节,然后却发现一个严重的数学错误,整个项目只能推倒重来。

我还有很多别的挫折,有的比这第一个项目的错误还严重,当然有的小些。处理这些挫折的关键是热爱我的研究,既热爱研究结果,也要热爱研究的过程……要爱得够深,你就很容易在遇到挫折后,继续走下去。

坚持,努力,享受!

观察者网:有些公众认为,科学家应该把每一分钟都投入研究中才能成功,或认为很多科学家都像个“书呆子”,而您涉足了影视业,在以“书呆子”为主角的《生活大爆炸》里客串,与导演诺兰的合作更是举世闻名。您能谈谈科研之外的生活吗?

基普·索恩在《生活大爆炸》里演了回自己

索恩:我在科学及其与艺术的交融上花了很大一部分时间,因为我喜欢它,这些都很有乐趣。但我生活中还有很多各种各样的爱好与活动:滑雪、水肺潜水、远足、跳舞,我还曾在一支摇滚乐队里演奏萨克斯风和单簧管,最近的是写诗。

我也有各种各样的朋友,其中的科学家并不多。朋友们来自许多国家,有各个种族与民族,横跨许多职业。与我非常不同的那些人,远远要比与我相似的人更有趣!

观察者网:您是否曾与中国科学家共事?您对他们的工作,以及中国的科研发展有何评价?

索恩:在我的科研领域,中国正变得越来越卓越。变化真是大啊。在几十年前,中国几乎没有任何能吸引我的研究。但来自北京的陈雁北是我遇到的最好的博士生,他现在是我在加州理工的继任者。我退休后,他接手了研究团队,正带领他们朝新的方向探索。

观察者网:目前疫情仍在全球蔓延,您都不得不到俄勒冈去“避难”了,另外中美关系也依然紧张,波及科技领域,在这样的背景下,您最近还参加了上海的世界顶尖科学家论坛。您是否对中西的科技合作仍抱有期待?

索恩:这类论坛最大的价值,我想是激励男女老少,去认识科学的美丽与力量。

让所有国家的科学家之间保持个人联系,是非常重要的。如果中国和西方的科学家个人之间能互相信任,能够为了让世界无论在物质上还是文化上都更美好而继续合作研究,就可能为世界和平与互相理解打下部分基础。

观察者网:最后想请您对观察者网的读者,特别是有科学梦想的青少年读者说几句。

索恩:科学是极为多样的,所以其中有海量的不同的机遇,有各种途径可以做出贡献。如果你在与同行的比较中感到沮丧,请记住科学有足够的空间给每一个人!

当我开始读大学时,我发现自己的脑袋转得比其他学生慢。但我找到了如何比其他人学得更深入的方法,这起到了补偿的作用。我只是必须找到最适合自己的学习方法。

对我来说最有帮助的是记笔记,我会写下学到的最重要的东西。如果与数学相关,我就用自己的方式推演出结果,如果和数学无关,我也会用自己的方式解释一遍。我偶尔还会重新翻阅50年前的笔记。

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责任编辑:陈轩甫
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