【2017年诺贝尔奖】7位科学家热评物理学奖:百年现代物理学,今天做了个了断!

映维网
2018年09月12日
)如果大家有印象,《SPHERES(天体)》刚刚夺得了第75届威尼斯电影节的最佳VR大奖(沉浸式故事)。这部作品由著名演员杰西卡·查斯坦(《斯隆女士》,《相助》和《猎杀本·拉登》等等)旁白,并向我们展示了引力波的突破性发现,同时邀请我们聆听来自宇宙的音乐。日前,Oculus分享了他们对《SPHERES:Songs
of Spacetime(天体:时空之歌)》编剧兼导演伊丽莎·麦克尼特(Eliza
McNitt)的专访,以下是映维网的具体整理:

另外引力波以光速传播,它与物质的相互作用非常非常的弱,通过引力波可以几乎无阻挡地看到宇宙大爆炸时候的图景,而这是无法利用我们熟知的电磁波来实现的。所以引力波是我们了解最早期宇宙的最好工具。

Protozoa团队非常重视艺术与科学之间的联系,这是我工作的支柱,而达伦和阿里·汉达尔(Ari
Handel)都是我们的执行制片人,有着深厚的科学背景。真正令人惊讶的是,我们能够得到他们对这个项目的指导和支持,并令这个故事深深植根于科学。

引力波研究之路漫漫其修远兮,还需众多科学家的一起努力。

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这次的诺贝尔物理学奖有一个特殊的意义:百年的现代物理学,今天终于做了一个了断!

阿里对科学充满热情,他在这个过程中提供了大量的支持与帮助,从而确保我们能够尽可能深远地呈现科学。例如,有一晚在纽约市,他把团队带到一场活动中,而雷纳·韦斯(理论物理学家)正在里面接受问答。我向雷纳·韦斯询问了关于黑洞的问题。他刚刚凭借引力波的发现赢得了诺贝尔物理学奖,所以有机会与他交流是一次非常令人兴奋的体验,同时为项目提供了大量的信息参考。

虽然这次的诺贝尔物理学奖对百年现代物理的发展做了一个了断,但是这对于引力波探测以及相关领域的研究却仅仅是一个开始。探测到引力波之前,人类对于宇宙的了解只是“看”,但是不能“听”;探测到了引力波,人类从此面对宇宙就不再是聋子了!

为什么你决定采用交互式元素呢?比如说允许观众用双手将物体拉进黑洞?到目前为止你看到了什么样的反应呢?

LIGO探测到引力波是人类历史上最重大的发现之一。这个发现的意义不仅在于直接验证广义相对论和引力波的存在,更重要的还在于开启了对强引力、随时间变化的引力以及黑洞的直接观测,打开了认识宇宙的一个新窗口。在这之前,我们关于宇宙的信息来自宇宙中传来的电磁波和高能粒子,而引力波带来了主宰宇宙的引力的直接信息。

在圣丹斯电影节期间,我看到伊利亚·伍德(《指环王》)感受这款体验。在最后,你将成为里面的角色,你需要使用自己的声音,而伊利亚·伍德就像是在体验中欢声歌唱,他已经沉醉于其中,而看到这样的反应十分令人感到非常高兴。如果你走过我们的展台,你会看到大家们在体验中尖叫,低语或叹息,并沉醉于其中,而这真的很酷。

除了继续利用LIGO这样的仪器探测引力波之外,空间激光干涉引力波天文台(比如欧洲的LISA项目、中国的太极和天琴计划)将会“听到”完全不同类型的黑洞撞击并合所发出的引力波,这对于我们理解整个宇宙的结构形成和演化都会非常重要。而探测宇宙大爆炸前期的暴胀过程所产生的宇宙原初引力波(比如利用中国的“阿里”原初引力波探测计划),将对于我们理解宇宙的起源起着不可替代的的作用。

另外,我必须要指出的是,与杰西卡·查斯坦合作实现了我的梦想,而这同时是她在真正意义下参与的第一部VR体验。她曾为《The
Martian
VR》配音,但《SPHERES》是她第一次戴上头显,并在VR中配音的作品。返回搜狐,查看更多

对引力波的直接探测的历史起于上世纪70年代,今天的LIGO项目的创始人之一Rainer
Weiss(雷纳·韦斯)那时候就开始发展激光干涉探测引力波的技术,随后和加州理工学院的Kip
Thorne(基普·索恩)以及当时英国格拉斯哥(Glasgow)大学后来加入了加州理工学院的罗纳德·德雷弗(Ronald
Drever)合作一起发起了LIGO实验(该实验是美国科学基金会有史以来投资最大的科学项目),历经30多年,终于获得了第一个正科学结果,也就是探测到了引力波!不但这个团队几十年来初心不变,而且资助机构也不离不弃,这绝对是科学史上的奇迹!

这是一个非常令人兴奋的话题,因为我非常喜欢音效团队。声音和音乐是这款体验中的一个角色,而在最后,它确实成为了里面的角色。我与克雷格·亨尼根(Craig
Hennigan)进行了合作,他是《梦之安魂曲》,《黑天鹅》,《母亲!》和《怪奇物语》的声音设计师。他是一个真正的大师和音效传奇。这次经历非常棒。当我们开始工作的时候,我把自己认为非常引人入胜能够的宇宙声音都发给了他,然后他用来启发了用于我们体验的调音板。他创建声音并将其定制为特定的效果的方式非常令人激动,他并不害怕将声音推向一个完全出乎意料的方向。所以这真的非常令人兴奋。

LIGO的成功同时也是精密测量的伟大胜利,也将进一步推动量子测量方面的研究。LIGO的成功还给大科学的运作提供了经验。 

《SPHERES》是分为三章的旅程。我们正在制作下一章节,而完整的系列将在今年年底推出。在这个项目之后,我将开始制作我的第一部角色驱动作品。

中国也是引力波探测国际合作团队的成员之一。我相信中国的引力波队伍会不断扩大。中国有无数的智慧青年,政府有意大力支持创新科研。如果有一天中国也像LIGO引力波合作团队一样,跨国界,跨学科,跨院校,跨种族,跨性别地团结起来,那就可以达到天时地利人和的境界了。那时,中国也许也会有属于自己的最新一代引力波探测器,也会走在世界前沿不断地展示引力波探测带来的科学技术的创新和人类对宇宙的最新认知。

阿里一直是创意过程中的关键组成部分,因为他为项目带来了丰厚的科学知识。他推动着我们通过一种诗意的方式来深入探索这些科学概念。每当我向他展示构思时,他总是质问其中的科学,并询问我们道,‘你确定这个星体是蓝色的吗?你确定纹理看上去是这样子的吗?’他总是一丝不苟,而且非常关注细节,所以这样的反馈对开发项目十分关键。

很多媒体之前作过预测,除引力波之外,还提到了很多其他可能性,不过引力波确实是概率最大的。

我希望融入交互性,因为它令你成为了其中的一个角色。体验为你提供了六自由度,因为你可以自由地探索和移动,并成为观察者。你是一只在墙上看着一颗星体出生的苍蝇。当星体陷入黑洞时,突然之间你将失去了那种自由感。在陷入黑洞时,你将失去移动的能力并限制在轨道之中。因此,我不仅要使用交互性,还要利用太空来作为叙述设备来推动故事向前发展,在你陷入这个黑洞中心核心时向你提供一种失去控制的感觉,一种无力感。最后,当你遇到奇点时,你就能够伸手触摸。在你体验那个场景时,随着你在走向奇点时被扯成一百万个碎片,你必须像星体那样死去,从而重新回到表面。当你这样做时,你会变成一个黑洞。你突然间就变成了杀死你的元素,你成了原本自我的敌人。这是一个只能通过交互进行探索的故事。

温琳清(西澳大学物理系教授,LIGO科学合作组织团队成员):

我希望讲述一个关于人类与宇宙联系的故事。当我深入研究项目背后的科学时,我了解到引力波的发现赢得了诺贝尔物理学,因此这是项目进展的重要部分。我想捕捉最前沿的科学发现,事实上,这就是声音的概念。内容的灵感来自于一个名为‘Music
of the
Spheres(天体音乐)’的古老哲学理论。它预言天体创造了一种音乐形式,而我们确实通过引力波的发现证明了这一点。

与此形成鲜明对照的是,广义相对论建立一百年来虽然已经成为了现代物理学的主要部分,而狭义相对论更是和量子力学一起构成了现代物理的两个支柱,但是历史上不但爱因斯坦没有因为相对论而获得诺贝尔物理学奖,后来对于丰富广义相对论而做出了很多贡献的物理学家们也无人因此获得过诺贝尔物理学奖,这和量子力学以及相关的物理学研究的情况相比有天渊之别,这不能不说是物理学史和诺贝奖历史上的一个遗憾!

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最后引力波也给我们提供了了解宇宙的另外一个全新维度。可以说之前仅仅是看到的宇宙的图景,却没有声音。引力波给探测宇宙的方式上增添了一个声音的维度,丰富了我们探索宇宙的方式。

《SPHERES》是分为三章的旅程,完整的系列将在今年年底推出

图片 3慧眼HXMT于2017年6月15号11:00顺利发射运行。

我同时与《怪奇物语》的作曲凯尔·蒂森(Kyle
Dixon)和迈克尔·斯坦因(Michael
Stein)进行了合作。在看了那个节目之后,我真的非常想与他们合作,而当我们开始与克雷格一起工作的时候,我一直对他说,‘我喜欢《怪奇物语》中的音乐,我希望创建类似的效果。我希望与这样的作曲家合作。’然后克雷格表示,‘既然这样,我们为什么不联系凯尔和迈克尔呢?’。所以我们马上联系了他们,而这是他们涉足的第一款VR体验,就像克雷格一样。对于凯尔和迈克尔,这是一次非常令人兴奋的合作,因为他们从未接触过这个,而且他们是如此出色,有趣和富有创造性。我会说,开发这款体验时我最喜欢的部分是声音与音乐。

目前几乎所有的物理测量手段,都是通过电磁相互作用来观察我们的世界。引力波的探测,打开了一个观察世界的全新窗口。在这个新窗口中,我们通过引力相互作用中的引力波来观察宇宙中最猛烈的极端事件。这是一个新的天文学的开始。中国也应该有自己的引力波观测台。但中国自己的引力波观察台,应该有自己的想法,自己的新设计。仅仅是复制几个现有的引力波观察台,或加大一号,意义也许不是太大。

我很高兴你提到阿里·汉达尔。作为一名原本是神经科学家的电影制作人,他为项目提供了什么独特的观点呢?

以前关于黑洞的信息都是间接的,所以原来黑洞的存在并没有被直接证实。现在LIGO通过直接探测引力波证明了黑洞的存在及其一些性质,比如面积不减,以及更细节的性质。 

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因此,2017年的诺贝尔物理学奖授予了LIGO实验直接探测到并且发现了引力波,不但是众望所归,而是也对百年现代物理学做了一个了断!从今往后,扩展广义相对论理论并且发展和量子力学统一的量子引力理论的研究将进入一个新的时代!

《SPHERES》一开始的灵感是什么?随着时间的推移,项目发生了什么变化呢?

引力波的观测将会更加常态化,引力波天文学将会发展起来,其他引力波源,比如中子星并合、超新星爆发等等也会被观测到。

责任编辑:

文小刚(麻省理工大学物理学教授):

与达伦·阿伦诺夫斯基(《黑天鹅》和《梦之安魂曲》等)合作的感觉如何?他标志性的超现实主义风格又扮演着什么角色呢?

此次引力波之所以能够毫无悬念地获奖,是因为引力波直接探测在物理学当中的重要性。从物理科学本身的意义而言,引力波有助于帮助科学家们检验相对论的理论边界在哪里。往往一个理论失效的地方就是理论进行变革的机会。之前广义相对论在弱场中已经得到很多次的验证,但是在强引力之下的验证,在引力波之前却从来没有进行过。所以由双黑洞所产生的引力波的直接探测是对广义相对论在强引力环境下是否能够成立的一个非常好的检验,结果确认广义相对论是正确的。