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出品 科學有段子

作者 清涼醴

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基普·索恩推薦序,節錄:

在宇宙的狂野風暴中,樂享那宇宙彎曲的一面

人們常常問我,在參與電影《星際穿越》的工作時,我在進行什麼樣的物理學研究。答案並不出奇,是關於在遙遠宇宙中的彎曲時空——我自己喜歡稱之為“宇宙彎曲的一面”。也就是研究彎曲的時空,比如黑洞、蟲洞以及奇點造成的種種現象。我感興趣的課題是關於由彎曲的時空引發的“宇宙風暴”——海洋風暴的宇宙版本。電影《星際穿越》中展現的時空彎曲是平靜的,就好像海上平靜的日子。但是,如果兩個旋轉的黑洞出現碰撞,它們就會讓時空漩渦變得狂暴起來。時間的流逝急劇變慢,又突然地加速,並持續瘋狂地震盪。這也會讓空間的幾何發生瘋狂的變化。

與我合作的是一群來自加州理工學院、康奈爾大學和其他地方的年輕科學家,他們透過計算機數值模擬來研究這些“風暴”。這是被我們稱作“極限時空”(Simulating eXtreme Spacetimes,SXS)的研究計劃的一部分。我和SXS團隊的另一個成員馬克·謝爾(Mark Scheel)一起總結了我們的一些奇妙發現,並發表在了技術論文中。

我們的研究並不僅侷限於理論方面。風暴化的彎曲時空會產生引力波(時空中的漣漪),而引力波又會將風暴的資訊帶來地球。鐳射干涉引力波天文臺(LIGO計劃,1983年啟動,我是奠基人之一)會從2015年起採用一套更先進的引力波探測器來做搜尋工作。

在很多年前,我已經將LIGO的領導權移交給了年輕一代的科學家,但我仍以極大的興趣關注著他們的出色工作。我很有信心,在接下來的數年間,他們會真的探測到碰撞的黑洞發出的引力波訊號,而我們則可以從觀測分析的角度利用這些引力波來研究彎曲時空的狂野風暴。

當挑戰演變成人類大危機時,請追隨科學的巨大力量

在《星際穿越》中,人類生活的地球正遭遇著生物危機。大多數人為了生存而放棄了科學,只有少數人在利用科學的力量與危機作鬥爭,並試圖拯救人類。在五維空間的居民——超體生物(bulk beings)的幫助下,這些人最終取得了勝利。

讓我們感到幸運的是,我們今時今日的現實世界並未處於危機中。但是,我們也面臨著一系列挑戰。如果不能妥善處理,它們都可能演化為巨大的危機,比如,加速變化的氣候、進化了的生物病原體(就好像埃博拉病毒)以及核武器的擴散。在面對這些挑戰時,科學是一個非常有力的工具。但是,正如在《星際穿越》中展現的那樣,很多人,甚至是掌握力量的政治領導人,都背離科學而去。他們或者拒絕相信這些危機的嚴重性,又或者希冀找到與科學無關的解決方法。

我希望,《星際穿越》這部被上億人觀賞了的影片,能夠傳遞重要的資訊:科學在處理嚴峻挑戰時蘊含著巨大的力量;在挑戰演化成重大危機前,用科學應對是非常重要的。這也正是克里斯托弗·諾蘭和喬納森·諾蘭所希望的。

基普·索恩於加州理工學院帕薩迪納市,加利福尼亞州2015年4月7日

一支野生科學段子菌的自白:你好,我是科學段子菌。

有時候我會想:

把這個問題拿出來問自己,我的答案是:我也不知道。

或許只是一份熱愛;或許只是因為我的倔強;或許是因為“科學有段子”這個鬆散團隊中溫暖的人們;或許,“堅持”這件事情本身,能讓我在這個喧囂、膚淺的世界中,感受到一點點久違的中二和熱血……

飲冰十年,難涼熱血。

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