宇宙的扭曲一侧有啥古怪的现象

■武夷山

（发表于《中国科学报》2024年1月19日）

基普·索恩是美国加州理工学院的荣休理论物理学教授，2017年诺贝尔物理学奖得主。1975年，35岁的索恩曾与33岁的英国理论物理学家霍金打赌说天鹅座X-1不是黑洞。赌输者要为对方订一年的《藏春阁》杂志。天鹅座X-1果然不是黑洞，霍金输了。

2023年10月，已经83岁的索恩与美国艺术家、查普曼大学艺术系主任Lia Halloran（莉娅·哈洛伦）合著了The Warped Side of Our Universe：An Odyssey through Black Holes，Wormholes，Time Travel，and Gravitational Waves（本文作者译为“宇宙的扭曲一侧：穿越黑洞、虫洞、逆时旅行和引力波之旅”）一书，由美国Liveright出版社出版。该书包含索恩的科普文章、哈洛伦的绘画及索恩的诗配画。

哈洛伦在高中期间打第一份工的场所就是世界著名的科普场馆——旧金山探索馆，从此爱上了科学。1999年，她获得美国耶鲁大学版画绘画专业的艺术硕士学位。她在艺术创作中经常借用科学概念。

可以说，两人合作这本新书的酝酿期差不多有20年。多年前，索恩和哈洛伦曾试图合作完成一篇杂志文章，介绍黑洞之内和周遭的奇异的扭曲时空。那篇文章未能发表，但是两人那时的合作为本书的问世播下了种子。

书名“宇宙的扭曲一侧”，指的是扭曲时空中的物体和现象，包括相互碰撞的黑洞和中子星、坍缩的虫洞、时间机器可能的逆时旅行，等等。本书生动描绘了宇宙扭曲一侧的奇迹和狂野。

通过诗意盎然的文字和100多幅关于另一世界的绘画，本书解释了索恩及其同事的天体物理学发现和猜想，提出了几个重大问题：宇宙是怎么开始的？能进行逆时旅行吗？宇宙的扭曲一侧会有什么古怪或者奇异的现象？

2023年12月19日出版的《自然》杂志就此书采访了两位作者。他俩都说，合作著书的过程是相互学习的过程，是认识深化的过程。

例如，索恩问：奇点的结构该怎么反映？人们总是将奇点绘制为一个个的点，但那并未抓住数学想告诉我们的奇点之性质。物理定律指出，当人们接近奇点时，物质会被毫无章法地拉伸和挤压。这该怎么描述？

哈洛伦这么描绘索恩所描述的奇点：画出一种具有几何形状、惊奇和混沌性质的东西。当她画完后，打量一下自己的画作，却对索恩所说的东西理解得更清晰了——这真是意想不到。奇点概念使她这个艺术家很困扰，也为之着迷。“密度无限大”“质量无限大”之类的词语让她头痛。

“我们对世界的理解驱动着我的日常创作。我迄今还在修习物理学和天文学课程。我从来没有打算成为一名科学家，但科学激励人们不断应对挑战的方式是我喜欢的。”哈洛伦说。

记者问索恩：为什么要写诗配画？

索恩回答说：诗歌迫使思维聚焦。如果写的是散文，作者会叙述许多细节，焦点就不集中了。诗歌能将正在进行的事物的精华吸走，并以几乎本能的方式将此精华传达出来。“这将影响读者的看法，影响我的看法。”

索恩还说，他小时候，曾经每天沿着固定的路线送报。为了打发无聊时间，他一边走，一边背诵诗歌。最打动他的是加拿大诗人Robert Service（1874—1958）的作品，尤其是Service的民谣《山姆·麦基的火化》，该诗的幽默和韵律深深打动了索恩。这么多年过去了，索恩仍能背诵这首诗。他在本书中配画的诗就采用了该诗的韵律。

索恩回忆说，在他的职业生涯早期阶段曾与美国物理学家Charles Misner（1932—2023）、John Wheeler（1911—2008）合写过一本名为《引力》的教材（1973年出版）。这本教材开创性地加入了一些新元素：框图、边注、大小不同的字号和其他一些手段。索恩说：“我为引入了科学传播的新方式感到自豪。”

整整50年后，索恩与哈洛伦的合作再次引入了新的科学传播方式。索恩说，将绘画与诗歌结合起来，是在不同载体中引入了不同的传播方式，传递的是科学的不同侧面，这种方式“是我从来没有做过也从来没有见过的”。

对这样的科学传播作品，我们理应给予热切的期待。

（《中国科学报》 (2024-01-19 第3版 读书）