基普·索恩:主导LIGO探测引力波 开启物理新纪元

图说：LIGO项目的重要成员，左一为基普·索恩

　　美国东部时间2月11日上午，华盛顿全国新闻中心，响起了长久的欢呼。

　　美国国家科学基金会与来自加州理工学院、麻省理工学院以及科学合作组织“激光干涉引力波天文台”（LIGO）的科学家共同宣布：LIGO于去年9月14日首次探测到引力波，证实了爱因斯坦100年前所做的预测，弥补了广义相对论实验验证中最后一块缺失的拼图。

　　科学界有这样一个形象比喻：人类探测到引力波，如同一个失聪的人突然获得听觉，从此获得感知世界的新能力。

　　在发现引力波的LIGO背后，隐藏着一位传奇人物：基普•索恩(Kip Thorne)。

　　1980年代，作为加州理工学院的费曼理论物理教授，他和来自麻省理工学院的物理学教授雷纳•韦斯(Rainer Weiss)以及加州理工学院的物理学教授罗纳德•德雷弗(Ronald Drever)共同提出用激光干涉来探测引力波。

　　“通过这项发现,人类开启了一场波澜壮阔的新征程:一场对于探索宇宙那弯曲的一面——通过弯曲时空而产生的事物和现象——的征程。”索恩说。

　　LIGO主导者：“就在（公布）几天前，我还瞒着妻子”

　　北京时间2015年9月14日下午5:51分,分别位于美国路易斯安那州列文斯顿和华盛顿州汉福德的激光干涉引力波观测台的一对探测器，探测到了引力波。

　　广义相对论中预言，引力波可以产生于宇宙大爆炸中。一旦发现了宇宙大爆炸时期的引力波，人类就可以揭开宇宙的各种谜团，甚至了解宇宙的开端和运行机制。

　　实际上，有关LIGO发现引力波的传言已在物理学界传播了几个月，不过，传言一直未获得LIGO证实。

　　在2月11日的发布会上，LIGO项目组科学家称，他们花了几个月的时间进行验证，这也是为什么2015年9月探测到引力波信号，却拖到本月才宣布的主要原因。

　　项目的主导者之一基普•索恩告诉媒体，“就在（公布）几天前，我还瞒着妻子”。

　　2014年11月，在接受《洛杉矶时报》采访时，索恩曾总结自己的职业生涯，“我之前有很多不好的流言，所以我的大部分职业生涯是在努力工作证明自己足够优秀。”

　　他穿着黑色皮夹克和牛仔裤，轻松随意地聊着工作了半个世纪的加州理工学院，“那里的环境有点轻浮，但是个很好的讲述之地。”

　　索恩是一个很好的讲述者和天生的老师。他会和朋友讲述1970年代和好友斯蒂芬•霍金打赌的故事，下一刻，他就在解释地球重力怎么在缓慢的影响iPhone的GPS系统。

　　那时，索恩和斯蒂芬•霍金对天鹅座X-1的天体身份打赌，后者对其天体身份表示怀疑。两人立下字据，霍金以1年的《阁楼》杂志赌索恩4年的《私家侦探》。后期，天鹅座X-1被证实，霍金到南加州大学演讲，当时索恩人在莫斯科，于是霍金大张旗鼓地闯入索恩的办公室，把当年的赌据翻出来印上拇指印表示认输。

　　索恩对埃隆•马斯克的Space X火箭项目赞赏有加，认为其比政府工程更便宜和灵活，“送人上太空具有文化意义上的重要性，那才是真正的正当理由。”

　　1980年代，麻省理工学院的雷纳•韦斯教授想到了用激光的干涉来测量引力波的方法。这个点子后来受到了索恩的关注。他发现在韦斯的方法上加些合理的改进，可能行得通。

　　于是，加州理工和麻省理工开展合作，主导了两个激光干涉引力波观测台（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，缩写为LIGO）的建设。

　　LIGO项目的执行总监雷兹曾表示，“没有索恩，就不会存在LIGO项目”，“这个项目是索恩视野、激情和推动力的明证。他有这个能力让整个科学共同体相信发现引力波不仅是存在可能性，而且是可以达成的”。

　　雷纳•韦斯知道，1990年，LIGO从国家自然科学基金会获得全尺寸的探测器时，索恩发挥了关键的作用，而LIGO也成为美国自然科学基金会资助力度最大的一个项目。

图说：LIGO外观

　　物理学讲述者：指导《星际穿越》与《超时空接触》

　　1940年，基普•索恩出生于美国犹他州洛根市，父亲是犹他州立大学的一名农学教授，母亲则是知名的经济学家。在学术环境下长大，他的四名兄弟姐妹中的两名，都已经成为大学教授。

　　小时候，索恩的梦想是成为一名扫雪车司机。“在落基山下长大，这是一份你能想到的最荣耀的工作。”

　　8岁时，哥哥带他去参加一场关于太阳系的讲座，从此，索恩被物理学深深吸引。

　　索恩年轻时就在学术领域表现非凡，成为加州理工学院历史上最年轻的全职教授之一。1962年，他在加州理工学院获得理学学士学位，并于1965年在普林斯顿大学获得理学博士学位。两年后，他回到加州理工学院，成为一名教授物理学的副教授。1970年，他晋升为理论物理学教授。

　　多年来，索恩一直扮演着众多前沿理论学者的导师和论文指导者的角色，这些人目前都活跃在广义相对论的观测、实验和天体物理学等领域，大约50人在他的个人指导下，获得加州理工学院的博士学位

　　索恩的父母是摩门教信徒，他在信仰的熏陶中长大，他现在是一名无神论者。

　　他曾说，很多优秀的同事是虔诚的信仰上帝的教徒，“科学和宗教之间并没有本质上的冲突，我只不过恰好不信仰上帝。”

　　与其他科学家不同的是，索恩是一名很好的讲述者。他更善于向他人展示在引力物理和天体物理学领域的一些发现，并强调这些发现令人兴奋并且重要之处，不仅是面向学术界，同时也面向大众。

　　美国的PBS和英国的BBC都播放过索恩关于黑洞、引力波、相对论、时间旅行以及虫洞等主题的公众演讲节目。

　　1999年，索恩对“21世纪人类将会对哪些问题找到答案”做了推测，其中就包括：我们能否观察宇宙的诞生和他的黑暗面，通过使用时空扭曲造成的扩散，也就是引力波。

　　2009年6月，他辞去费曼教授职务去追求写作和电影事业，他的第一部电影就是和诺兰合作的《星际穿越》。“我很享受这个过程，我正处在想做一些新事情的人生阶段。”

　　在《星际穿越》之前，他和好莱坞曾有过一次交集。那是在1980年代中期，他建议卡尔•萨根（已故的美国著名天文学家和物理家）在电影《超时空接触》中用虫洞代替黑洞，作为空间中从一点到另一点的方式。

　　《洛杉矶时报》在报道中假设，如果科幻电影和电视剧每次使用虫洞作为情节设计，索恩都能收到一份报酬的话，那么他将是一个更富有的人。

　　谈及进军电影，索恩说，我无法想象自己不试图学习或创造东西，这是生命的本质。

　　科学预言者：曾预计十年内人类会发现引力波

　　2014年，因为热门电影《星际穿越》，基普•索恩曾成为公众舆论关注的焦点。

　　作为电影的科学顾问，影片中瑰丽炫目的黑洞、虫洞，正是来源于他的设想。

　　2009年快退休时，他和制片人琳达•奥布斯特就在谈论要不要制作一部涉及黑洞与虫洞神秘性质的电影。

　　不久之后，史蒂文•斯皮尔伯格签约导演这部影片，之后又退出，该片成了编剧乔纳森•诺兰以及其兄克里斯托弗•诺兰一手打造的科幻巨片。

　　在克里斯托弗•诺兰重写他弟弟的剧本的同时，他想弄明白这个故事核心里的科学内容，便力邀索恩加入创作团队。

　　影片中黑板上那一连串的公式，是索恩亲自书写，导演要求索恩能使他们的特效软件反映出符合物理规律的真实世界。

　　那时，他预计人类会在10年之内首次实现对引力波的观测，因此他在电影《星际穿越》的设定中，把发现虫洞的时间安排在了2019年。

　　然而，现实比预测提早了3年。

　　电影上映后，索恩知道自己会遭到很多科学家同行的批评。

　　“一名接触的同事走出星际穿越的影厅然后说，我很喜欢这部电影，但是关于里面的科学我可以挑出很多错误。”索恩耸了耸肩。

　　“我已经74了，我的工作已经半个世纪了，而且十分享受，我对于批评已经不再特别敏感了。”

　　其实在《星际穿越》的剧本初稿中，曾设定人类在观测引力波时意外发现了虫洞。

　　但诺兰兄弟在修改剧本的时候，不得不对影片中的科学信息有所删减，不至于让观众在观看电影的时候“烧脑”得太过火候。

　　索恩曾对此情节的删改表示遗憾，“到目前为止，人类对时空弯曲还不甚了解，几乎没有相关的实验和观测数据。”

　　“这就是为什么引力波尤其重要的原因：引力波源自于空间的弯曲，所以它们是探索宇宙弯曲的理想工具。”

　　在《星际穿越》大获成功之后，索恩并没有觉得电影会是他未来的主要事业。他列出了未来自己要做的一系列工作，包括研究引力波、写科幻小说、与妻子一起深潜和滑雪。

　　没想到，仅仅一年多之后，他就完成了其中最重要的目标。