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  • 基普·S·索恩

    基普·S·索恩

    基普·S·索恩(Kip Stephen Thorne,1940年6月1日-),出生于美國猶他州洛根,畢業(yè)于普林斯頓大學(xué),美國理論物理學(xué)家,加州理工學(xué)院費(fèi)曼理論物理學(xué)教授,2017年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者。

    他奠定了引力波探測的理論基礎(chǔ),開創(chuàng)了引力波波形計(jì)算以及數(shù)據(jù)分析的研究方向,并對LIGO儀器科學(xué)做出了重要貢獻(xiàn)。


    人物經(jīng)歷

    索恩出生在美國 猶他州的洛根(Logan),父母都是 猶他州立大學(xué)的教授:父親維恩·索恩(D. Wynne Thorne)是土壤化學(xué)家,母親艾莉森·索恩(Allsion C. Thorne)是經(jīng)濟(jì)學(xué)家。同在學(xué)術(shù)氛圍濃郁的環(huán)境中成長,他的四名兄弟姐妹當(dāng)中有兩人也成為了教授。

    索恩年輕時就在學(xué)術(shù)領(lǐng)域取得了非凡的成就,他在三十歲時成為了 加州理工學(xué)院歷史上最年輕的正教授之一。他于1962年獲得加州理工學(xué)院的學(xué)士學(xué)位,而在1965年就獲得了普林斯頓大學(xué)的博士學(xué)位。在著名的物理學(xué)家 約翰·惠勒的指導(dǎo)下,索恩完成了名為《圓柱系統(tǒng)的幾何動力學(xué)》( )的博士論文。1967年索恩回到加州理工學(xué)院并成為了一名副教授,其后在1970年獲得教授職位,1981年起擔(dān)任威廉·科南(William R Kenan, Jr.)教授,自1991年起擔(dān)任費(fèi)曼理論物理學(xué)教授至今。

    多年來索恩一直扮演著眾多前沿理論學(xué)者的導(dǎo)師和論文指導(dǎo)者的角色,這些人目前都活躍在廣義相對論的觀測、實(shí)驗(yàn)和天體物理學(xué)等領(lǐng)域。到目前為止,出自索恩門下的加州理工學(xué)院物理博士畢業(yè)生大約有五十名左右。

    索恩善于向他人展示在引力物理和天體物理學(xué)領(lǐng)域的一些發(fā)現(xiàn)的令人興奮并且重要之處,不僅是面向?qū)W術(shù)界,同時也能夠讓大眾了解。1999年,索恩預(yù)言在 二十一世紀(jì)人類將能夠?qū)ο旅嬉恍┪唇鉀Q的問題做出回答:

    是否存在這樣一個“宇宙的黑暗面”,其中遍布諸如黑洞一樣的暗物質(zhì)天體? 我們能否通過時空的擾動,即引力波,來觀測宇宙的誕生和黑暗面等未知領(lǐng)域? 21世紀(jì)的技術(shù)能否觀測到像人類尺寸大小物體的量子行為? 美國的PBS電視網(wǎng)和英國的 BBC電視網(wǎng)都播放過索恩關(guān)于黑洞、引力波、相對論、 時間旅行以及 蟲洞等主題的公眾演講節(jié)目。

    基普·S·索恩

    索恩于1960年和第一任妻子琳達(dá)·簡·彼得森(Linda Jean Peterson)結(jié)婚并有兩個孩子,后來于1970年離婚。1984年和第二任妻子, 南加州大學(xué)的運(yùn)動機(jī)能學(xué)和 物理療法教授卡羅莉·喬伊斯·溫斯坦(Carolee Joyce Winstein)結(jié)婚。

    2016年9月27日晚,邵逸夫獎2016年度頒獎禮在香港舉行。基普·S·索恩、雷納·韋斯、羅奈爾特·德雷弗獲得邵逸夫天文學(xué)獎,以表彰他們對“激光干涉儀重力波觀測站”(LIGO)的構(gòu)思和設(shè)計(jì)。LIGO最近首次直接觀測到重力波,為天文探索開創(chuàng)了一個新方法,而它首先偵測到的非凡事例,是兩個星級質(zhì)量的黑洞合幷。

    個人作品

    《 黑洞與時間彎曲》——愛因斯坦的幽靈

    星際穿越 作為制片人及科技顧問

    研究領(lǐng)域

    索恩的研究方向主要為相對論天體物理學(xué)和引力物理,著重于對相對論性星體和黑洞,特別是引力波的研究。對于公眾而言,索恩最著名且富有爭議的理論可能就是他關(guān)于蟲洞或許能夠作為時間旅行工具的假說。不過,索恩真正的科學(xué)貢獻(xiàn)其實(shí)涵蓋了廣義相對論里以時空和引力本性為中心的幾乎全部的話題。

    引力波和LIGO在當(dāng)今世界上研究引力波的眾多物理學(xué)家當(dāng)中,索恩被認(rèn)為是權(quán)威之一。他的工作主要包括對引力波形的預(yù)測和引力波的探測。索恩是 激光干涉引力波天文臺(LIGO)的主要發(fā)起者:1984年索恩與其他人合作創(chuàng)建了LIGO計(jì)劃,這成為了美國國家科學(xué)基金會投資的最大項(xiàng)目。LIGO運(yùn)用激光干涉的方法測量微小的長度變化,這些長度變化則來自引力波引起的時空擾動。索恩不僅開創(chuàng)了計(jì)算干涉儀對引力波信號響應(yīng)的數(shù)學(xué)方法,他還為LIGO一些實(shí)驗(yàn)中不能實(shí)現(xiàn)的特色執(zhí)行了工程設(shè)計(jì)上的分析工作,并對數(shù)據(jù)分析的算法給出了建議。長久以來,索恩給予了LIGO盡可能多的理論支持,包括指明了LIGO所要探測的目標(biāo)波源,設(shè)計(jì)了光束管道中用來控制散射光的反射板。他還和 莫斯科的弗拉基米爾·布拉金斯基的研究小組合作研究開發(fā)了用于新一代引力波探測器的量子非破壞性測量(QND)器件設(shè)計(jì),并提出了降低影響引力波探測器的主要噪聲之一,即熱彈性噪聲的數(shù)種解決方案。索恩還和 新墨西哥大學(xué)的卡爾頓·卡維斯一起開發(fā)了用于 諧振子正交幅度的量子非破壞性測量的非干擾(back-action evasion)逼近技術(shù),這種技術(shù)可以有效應(yīng)用于引力波探測和 量子光學(xué)中。

    黑洞宇宙學(xué) 蟲洞和時間旅行 相對論性星體、多極子和其它

    獲獎記錄

    2016年9月21日,入選2016年 引文桂冠獎名單。

    2016年9月27日,獲得邵逸夫天文學(xué)獎。

    2017年10月3日,獲得2017年諾貝爾物理學(xué)獎。

    2017年12月,基普·史蒂芬·索恩被授予-中植科學(xué)獎。

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