2017年12月7日，在瑞典首都斯德哥尔摩，2017诺贝尔物理学奖得主、美国科学家基普•索恩在瑞典皇家科学院出席新闻发布会

文/《环球》杂志记者 郭爽

编辑/刘娟娟

　　11月初，2017年诺贝尔物理学奖得主、美国加州理工学院费曼理论物理学荣誉教授基普·索恩做客成都，参加这里举行的2024腾讯科学WE大会，与天体物理学家张双南教授、导演郭帆以及青年科学爱好者们漫谈科学与艺术。索恩预测：“到2030年代或2050年代，我们也许会迎来新的转折点——发现宇宙大爆炸产生的引力波，并从中获取有关宇宙诞生和量子引力的信息。”

　　回想在美国工作时每次路过索恩在加州理工学院的办公室，《环球》杂志记者都会在门口驻足。那里挂着一块牌子，记录着索恩与霍金的赌局。那不仅仅是科学家之间的游戏，更是他们面对人类未解之谜时挑战已知探索未知的态度和勇气。

　　索恩的一生，就像一首关于时空的诗歌。他用数学公式与科学实验为语言，探索那些常人难以企及的宇宙边界。从黑洞到引力波，从虫洞到时间旅行，从诺贝尔奖得主到对科幻作品的科学普及，索恩的研究不仅改变了物理学的进程，也改变了我们看待宇宙的方式。

　　索恩的故事告诉我们，科学不仅是推导定理和验证实验，还是关于猜想、争论和超越现有知识的过程；科学不只是抽象的数据、方程、理论和实验，它还关乎好奇心、坚持和突破。正是这些科学精神，让索恩成为了物理学界的传奇人物。　　2017年，索恩、韦斯和巴里什因引力波的发现，共同获得了诺贝尔物理学奖。

执着少年——对宇宙结构的无限好奇

　　索恩1940年出生在美国犹他州洛根市一个充满学术气息的家庭，他的父母都是学者，家里摆满了书，而他从小便喜欢阅读，尤其是天文学和数学书籍。童年时期的索恩常常仰望夜空，思考“宇宙之外是什么”和“时空到底是什么样的”这些问题。这些兴趣并没有随着年岁的增长而消散，反而随着他对数学的理解而加深，变得更具体和执着。

　　1962年，索恩从加州理工学院毕业，带着对宇宙结构的无限好奇，他来到普林斯顿大学，在著名物理学家约翰·惠勒的指导下继续深造。惠勒曾与阿尔伯特·爱因斯坦密切合作，是广义相对论的坚定支持者。在普林斯顿的日子里，索恩专注于广义相对论中的黑洞和引力波研究，逐渐成为这一领域的佼佼者。

　　上世纪60年代，加州理工学院的天文学系教学楼内寂静的夜晚，年轻学者索恩常在办公桌前研究关于黑洞和时空奇点的复杂方程。他眼前的宇宙，不是夜空中明亮的星星，而是广义相对论中的时空网格，它们在巨大天体的作用下被扭曲、伸展，甚至崩溃。对许多人来说，这些概念难以理解，但对索恩而言，这一切则是揭开宇宙奥秘，尤其是揭开黑洞、引力波和时空结构奥秘的关键。

　　正是那些夜晚，让索恩的科学旅程与这些神秘天体紧密相连。他不仅改变了人们对宇宙的认识，也最终帮助人类“听到了宇宙深处的引力波”。

科学“赌局”——推动黑洞和时空奇点探索

　　索恩在1970年代迎来一个重大转折点，他与来自英国的天才物理学家斯蒂芬·霍金成为了亲密的朋友和科学上的对手。两人都对黑洞充满兴趣，但也经常在某些问题上产生分歧。

　　索恩坚信爱因斯坦的原始理论，即引力波确实存在并且能够被观测。他与其他科学家，比如霍金等人一起，在上世纪七八十年代继续研究黑洞、引力波和宇宙中的极端现象。索恩认为，黑洞的并合、超新星爆发等天文事件所产生的引力波，可以通过精密的仪器检测到。这些天体事件释放出的巨大能量足以使时空波动，从而发出“引力波信号”。

2016年2月11日，在美国首都华盛顿举行的新闻发布会上，显示屏展现出两个黑洞合并产生的引力波信号图像，基普•索恩站在显示屏前

　　在这种背景下，索恩和霍金展开了一场著名的科学赌局——关于黑洞的存在以及它们如何影响宇宙中的引力波传播。霍金原本认为黑洞不会完全蒸发，而索恩坚持相信根据霍金辐射理论（该理论猜测，由于各种涉及量子物理学和万有引力的因素，黑洞会从它们的表面散发出辐射），黑洞会随着时间逐渐消失。霍金为了支持自己的看法，与索恩打赌，赌注是一份百科全书的订阅。

　　事实上，索恩和霍金之间最著名的赌局是关于“裸奇点”存在的争论。1974年，霍金与索恩及物理学家约翰·普雷斯基尔打了一场著名的赌局。根据爱因斯坦的广义相对论，奇点是时空弯曲到无限大的区域，而在一般情况下，奇点被“事件视界”包裹着，外界无法观测到奇点。然而，裸奇点则意味着奇点不被事件视界遮挡，能够直接暴露于宇宙中。霍金相信，这种情况不可能发生，称其违反了“宇宙审查假说”，坚称裸奇点不存在。而索恩认为，在某些极端条件下，裸奇点是有可能存在的。赌局的结果目前仍然悬而未决，但这一学术争论极大推动了物理学家对时空奇点和黑洞的深入研究，也凸显着科学家在探索极端物理现象方面的开拓精神。

“听”到引力波——为观察宇宙打开全新窗口

　　索恩迄今为止科学生涯中最为重要的时刻，莫过于他在引力波探测领域的重大突破。

　　1970年代末，索恩将目光转向了爱因斯坦广义相对论中的另一项未解之谜——引力波。引力波是由大质量天体的运动引起的时空涟漪，但由于信号极其微弱，科学家们长期无法直接探测到它们。尽管这一预言在理论上成立，但引力波是否真的存在、它能否被探测到，是物理学家们争论不休的焦点。

　　索恩坚信引力波存在，并且有望在未来通过精密的仪器进行探测。1990年代，他与麻省理工学院的物理学家雷纳·韦斯和加州理工学院的巴里·巴里什联手发起了LIGO（激光干涉引力波天文台）项目。这个耗资数亿美元、动员全球数百名科学家的项目，旨在利用极其精确的激光干涉技术，探测到来自遥远宇宙的引力波信号。

　　然而，LIGO项目并非一帆风顺。多年来，科学家们一直在为探测灵敏度和技术障碍而苦苦奋斗。面对外界的质疑和内部的技术难题，索恩始终保持着信心。2015年，LIGO终于取得了突破：9月14日，两个黑洞并合产生的引力波信号首次被探测到。这是人类历史上第一次“听见”宇宙深处的声音。

　　因引力波的发现，2017年，索恩、韦斯和巴里什共同获得了诺贝尔物理学奖。诺贝尔委员会称他们的发现“为人类观察宇宙打开了全新的窗口”。引力波的成功探测，不仅验证了爱因斯坦的广义相对论，还开启了引力波天文学的新时代。

持续探索——打破时空界限的先锋

　　尽管已经年过八旬，索恩的科学探索依然没有停止。无论是在黑洞、引力波还是虫洞领域，他始终站在物理学的前沿，推动着人类对宇宙最深处的理解。他的研究成果不仅改变了科学的进程，也影响了无数后继者。他的传奇，不仅属于过去的发现，更属于未来的可能。他相信，未来引力波探测技术将更加成熟，人类将能够探测到更多来自宇宙深处的神秘信号，包括中子星并合、超新星爆发，甚至宇宙大爆炸的残留引力波。

　　除了黑洞与引力波，索恩还提出了许多大胆的科学猜想，其中最著名的当属他对虫洞的研究。虫洞，即时空中的隧道，是广义相对论的另一种预测，这种假设让人类可以通过它们实现“时空旅行”，从宇宙的一个地方瞬间到达另一个地方。索恩是最早一批严肃对待虫洞可能性的科学家之一，尤其是他对虫洞作为时间旅行工具的研究。

　　索恩并不仅仅停留在理论上，他甚至用他的研究帮助朋友、著名科幻作家卡尔·萨根为小说《接触》中的时间旅行部分提供科学依据。萨根为《接触》构思了一个关于外星人和人类通过虫洞进行交流的故事，但他不确定这种设想是否具有科学依据，于是向索恩求助。索恩为小说提供了基于物理学的模型，使得虫洞不仅看似合理，而且被大众广泛接受为可能的科学概念。

　　这种对科幻与科学的交融使索恩成为了打破时空界限的先锋。他的虫洞研究不仅是理论物理学的重要成果，也为未来探索时空旅行提供了理论基础。尽管目前尚无实际实验支持虫洞的存在，但索恩相信，如果能找到合适的能量形式，或许有一天人类真的能通过虫洞穿越宇宙。

热衷科普——推动科学与大众文化结合

　　“科学是一场永不停歇的旅程，”索恩曾说，“我们探索得越多，发现的未知就越多，而这些未知将激励下一代继续前行。”

　　除了在学术界的成就，索恩还以独特的方式将复杂的物理学理论带入大众文化。他不仅是一位杰出的物理学家，还是一位充满激情的教育者。他在加州理工学院担任荣誉教授，培养着下一代的科学家。他深知，科学的未来在于年轻人，在于那些怀抱好奇心和梦想的年轻科学家。通过LIGO项目、学术讲座和公开演讲，索恩始终致力于激发人们对物理学的兴趣，尤其是在宇宙学、引力波和时空领域。

2024年11月3日，2017年诺贝尔物理学奖得主、加州理工学院费曼理论物理学荣誉教授、

电影《星际穿越》科学顾问和执行制片人基普•索恩在分享关于时空旅行的科研突破 

　　2014年，索恩作为科幻电影《星际穿越》的科学顾问，帮助导演克里斯托弗·诺兰将一部关于宇宙旅行的电影打造成科学与幻想的完美结合。《星际穿越》中的虫洞、黑洞“卡冈图雅”的视觉效果，都是基于索恩的计算和物理模型。为确保影片中科学理论的准确性，索恩设计了详细的方程，甚至编写了新的计算程序，用以生成黑洞的视觉效果。影片中的黑洞形象不仅震憾了观众，还成为科学家们研究的对象。索恩对科幻电影的参与，不仅展示了他对科普的热情，也表明他希望通过娱乐的方式让更多的人理解物理学的奥秘。通过《星际穿越》，索恩成功地将时间膨胀、虫洞等复杂的科学概念引入大众视野，激发了无数人对宇宙奥秘的兴趣。诺兰曾表示：“没有基普，这部电影根本不可能实现。”

　　索恩的故事是科学探索最真实的写照：充满了疑问、挑战、失败与成功，但正是这些经历造就了他成为物理学界的一位伟大先驱。随着引力波天文学的发展、虫洞理论的推进以及量子引力的探索，索恩的旅程依然在继续，而他的贡献，将深刻影响物理学的未来。