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瑞典皇家科学院院士答:如果霍金健在,是否会获得此次诺奖?

2020年诺贝尔物理学奖颁给了研究黑洞的三位科学家。图为2020年诺贝尔物理学奖得主罗杰·彭罗斯(右)与史蒂芬·霍金(左)。图源:The Arc of Life: Roger Penrose,https://iai.tv/video/the-arc-of-life-roger-penrose
 
2020年10月6日,瑞典皇家科学院宣布,将2020年诺贝尔物理学奖的一半授予罗杰·彭罗斯(Roger Penrose),“以表彰他发现黑洞的形成是广义相对论的准确预言”;另一半则授予莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)和安德烈亚·盖兹(Andrea Ghez),“以表彰他们发现银河系中心有一个超大质量的致密物体”。
 
对这一结果,多位物理学家连称意外,毕竟2019年诺贝尔物理学奖颁发的领域也是关于宇宙的研究,而最近一些年诺贝尔物理学奖颁发的数据,似乎显示出粒子物理、天体物理、凝聚态物理、原子分子及光物理四个领域轮流获奖的迹象。为何诺贝尔物理学奖会连续颁发给天体物理学领域?
 
另外,公众很关心的一个问题是:如果英国物理学家史蒂芬·霍金也在世,是否也应获得此次诺奖?因为在罗杰·彭罗斯1965年提出黑洞中心的时空奇点的理论后,是霍金将其发展,应用于宇宙大爆炸的奇点。
 
在诺贝尔奖100多年的历史中,女性获得者非常少,尤其是在物理学领域。今年的一个惊喜是,第四位获得诺贝尔物理学奖的女性出现了。未来,是否会有更多的女性获得诺贝尔物理学奖?
 
北京时间10月6日晚上7点,瑞典理论天体物理学家本特·古斯塔夫松(Bengt Gustafsson)接受《知识分子》专访,对以上问题进行了解答。对于物理学奖得主的最终胜出,作为瑞典皇家科学院院士,古斯塔夫松拥有名单宣布前最后一轮会议的投票权。
 
采访 | 陈晓雪
 
音频审校 | 宋宇铮
 
翻译审校 | 吴学兵 王一苇
 
英国物理学家罗杰·彭罗斯获得2020年诺贝尔物理学奖。图为2011年10月,彭罗斯在意大利的一个科学节上。Cirone-Musi, Festival della Scienza / CC BY-SA
 
知识分子:去年诺贝尔物理学奖颁发给了天体物理学,今年又给了天体物理学,这让很多人惊讶。你们是如何决定的?
 
古斯塔夫松:物理学是一个非常大的领域,我们无意于选某一个特定的主题或每年换一个主题。相反,我们倾心于最有意思的发现和发明。如果你看看那么多的地外行星以及去年的奖项,今年奖励的就是一个非常不同的主题。去年奖励的发现,是在我们的恒星系统中,有很多很多的行星,这比我们之前想的要多的多。这是一个基础的发现。
 
但是黑洞是如此不一样。据我们所知,我们附近没有任何黑洞,但是黑洞又表现出非常奇特的行为,从某种意义上来说,它们与正常的物质非常不同。所以,对于我和我的同事们来说,今年的奖项与去年的奖项完全不是一回事。
 
但是你是对的,它们都是天文学家研究的领域。这反过来表明,在过去50多年中,天文学一直是物理学领域非常活跃和成功的分支。在这一时期,天文学领域有许多新的发现,很多有趣的天体表现出奇妙的现象。这也是这两个奖项如此接近的原因。
 
知识分子:有一个猜测,如果霍金还在世,他也很有可能获得这次的诺贝尔物理学奖。您如何看待这一评论?
 
古斯塔夫松:史蒂芬·霍金确实是一位非常伟大的物理学家。如果他还在世,我们很可能会讨论到他。但也有区别。彭罗斯(Penrose)很早就开始研究可能导致黑洞形成的理论。霍金则对广义相对论的结果和所谓的真正的奇点,也就是理论上(引力)的无限大,更感兴趣。这是宇宙大爆炸理论的一部分,他们俩也一起做了相关的研究。但是我们今天颁发的奖并不是给宇宙大爆炸的发现,而是给黑洞。史蒂芬·霍金后来也对黑洞做了研究,并在黑洞的量子效应方面开展了非常有趣的研究。但是,他的理论目前还没有被观测所证实。所以,今年没有将其作为获奖主题进行讨论。
 
所以,我的答案是,如果霍金健在,我们应该不会怀疑他在这个奖项上是否有足够竞争力。但我会认为,他还不是最自然的人选,因为在这种情况下,彭罗斯比他更接近获奖。
 
知识分子:您的意思是,彭罗斯的理论更加实际,更容易被实验所证实吗?
 
古斯塔夫松:从某种意义上说,彭罗斯的理论是非常实际的,他表现出来的是数学上的好奇心,正如他指出奇点出现在广义相对论中一样,证明奇点在现实中几乎不可避免。也就是说,只要物体质量足够大,它在开始塌缩终结其生命时,最后形成奇点是无法避免的。我认为这是非常实际的,因为他证明了奇点不仅是理论中数学上的奇点,而且在现实中确实存在。
 
当然,很难说这些理论对我们有什么现实中的实际用途。但是它使得我们对空间和时间有了更深的理解。它表明时空与我们在地球上行走时所想象的完全不同,我认为这本身就是非常基础的重要认识。我们认为时空存在是理所当然的,因为它们无处不在,但事实上,它们是以一种我们难以置信的方式被物质包裹了起来,并受到物质的影响。我认为这对于我们理解这个世界非常重要。
美国加州大学洛杉矶分校教授Andrea Ghez成为第四位诺贝尔物理学奖的女性得主。图源:UCLA
 
知识分子:最后一个问题是关于Andrea Ghez教授的。长时间以来,很少有女性获得诺贝尔奖,尤其是物理学奖。Andrea Ghez教授此次获奖,有评论认为,诺贝尔奖最近几年也在进化,希望追赶上时代的步伐。您对此有什么评论吗?
 
古斯塔夫松:Andrea Ghez 是一位极其出色的天文学家。今天,当我环顾四周,我看到下一代科学家中有非常多的女性。例如,我们系的女性几乎和男性一样多,其中一些女科学家还极其优秀。所以世界正在朝着性别更加平等的方向迅速发展。我希望,而且我认为这是有充分证据的,未来几十年,我们会有和男性一样多的女性赢得物理学奖。我认为改变习惯需要时间。这个问题也与权力有关,因此至少要在某种程度上改变权力的分配。现在改变正在发生。我对此非常乐观。
 
另外,Andrea Ghez 获奖激励了许多人,尤其是年轻女性。我知道她也在很积极地推动面向年轻科学家的教学工作。积极教育培养年轻科学家,对我们所有人而言都是一项重要的工作,而女性在其中的参与尤为重要,因为可以鼓舞其他女性也参与到这项事业中去。



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