基普·索恩

诺贝尔物理学奖得主，美国国家科学院院士，加州理工学院费曼理论物理学荣誉教授

基普·索恩（Kip S. Thorne），男，1940年6月1日出生于美国犹他州洛根，诺贝尔物理学奖、邵逸夫天文学奖得主，美国国家科学院院士，美国艺术与科学院院士，俄罗斯科学院外籍院士，挪威科学与文学院外籍院士，美国物理学会会士，美国科学促进会会士，美国哲学学会会士，国际广义相对论与引力学会会士，加州理工学院费曼理论物理学荣誉教授。

人物经历

1940年6月1日，基普·索恩出生于美国犹他州洛根，并在犹他州洛根完成大学预科教育。

1962年，在加州理工学院获得物理学学士学位。

1963年，在普林斯顿大学获得物理学硕士学位。

1965年，在普林斯顿大学获得物理学博士学位。

1965年—1966年，在普林斯顿大学担任物理学博士后研究员。

1966年—1967年，在加州理工学院物理系担任研究员。

1967年—1970年，在加州理工学院担任理论物理学副教授。

1970年—1991年，在加州理工学院担任理论物理学教授。

1971年，当选为美国物理学会会士。

1972年，当选为美国艺术与科学院院士。

1973年，当选为美国国家科学院院士。

1976年，当选为美国科学促进会会士。

1981年—1991年，在加州理工学院担任小威廉·凯南教授。

1986年—1992年，在康奈尔大学担任安德鲁·怀特教授。

1991年—2009年，在加州理工学院担任费曼理论物理学教授。

1999年，当选为俄罗斯科学院外籍院士，同年当选为美国哲学学会会士。

2009年，成为加州理工学院费曼理论物理学荣誉教授。

2014年，由于他对电影的贡献，特别是对电影《星际穿越》的贡献，获得“原创科学电影节”颁发的基普·索恩重力奖（以他的名字命名），以表彰其在故事片中对科学原理的精彩描述。

2016年，获得邵逸夫天文学奖，同年当选为国际广义相对论与引力学会会士、挪威科学与文学院外籍院士。

2017年，获得诺贝尔物理学奖。

主要成就

科研成就

引力波：从20世纪60年代末到80年代初，基普·索恩和他的研究小组对引力波和引力辐射反应的理论有了深入的了解，并开发了计算引力波产生的技术。在20世纪70年代早期，他和学生开始构想引力波天文学的远景：可以探测到引力波的频带，这些频带中的来源，以及可以从引力波中提取的信息。从20世纪70年代中期到80年代，他与弗拉基米尔·布拉金斯基（莫斯科）、罗纳德·德雷弗（格拉斯哥/加州理工学院）和雷纳·韦斯（麻省理工学院）密切合作，开发引力波探测的技术思路和计划。1984年，他与雷纳·韦斯和罗纳德·德雷弗共同创立了激光干涉仪引力波观测项目（LIGO）。从20世纪80年代开始，基普·索恩和他的研究小组为LIGO提供了理论支持，包括确定LIGO应该瞄准的引力波源，为寻找引力波和从引力波中提取信息的数据分析技术奠定基础，设计障碍物来控制LIGO光束管中的散射光，深入了解其他噪声源及其控制，以及与弗拉基米尔·布拉金斯基的莫斯科研究小组合作发明和分析先进引力波探测器的量子不破坏设计。21世纪初，基普·索恩离开了LIGO的日常工作，与李·林德布洛姆一起发起了加州理工学院在超级计算机上模拟黑洞碰撞的研究——作为索尔·特乌科尔斯基（Saul Teukolsky）在康奈尔大学成熟的类似研究的扩展。康奈尔大学/加州理工学院SXS（模拟极端时空）项目的主要目标是了解由黑洞碰撞产生的时空结构中的“风暴”，以及由这些风暴产生的引力波，作为LIGO引力波搜索和数据分析的输入。2015年，当黑洞碰撞产生的引力波被发现时，这是LIGO实验工作、SXS和其他碰撞计算机模拟的研究高潮。

基普·索恩和卡尔顿·凯夫斯一起发明了反作用力规避方法，用于谐波振子正交振幅的量子非破坏测量——这项技术现在应用于引力波探测、量子光学和纳米技术。他与克利福德·威尔和他的其他学生一起，为相对论引力理论的实验测试的理论解释奠定了基础——克利福德·威尔和其他人随后在此基础上进行了研究。基普·索恩和安娜·齐特科一起预测了以中子星为核心的红超巨星的存在（“索恩-齐特科天体”）。与伊戈尔·诺维科夫和唐·佩奇一起，发展了关于黑洞周围薄吸积盘的广义相对论理论，并利用这一理论推断，当这种吸积使黑洞的质量加倍时，黑洞的自旋将达到广义相对论所允许的最大自旋的0.998，但永远不会更远；这可能是自然界允许的最大黑洞旋转。基普·索恩与詹姆斯·哈特尔一起，从广义相对论中推导出了黑洞和其他相对论天体的运动和进动定律，包括它们的多极矩耦合对附近物体时空曲率的影响。1972年，基普·索恩提出了环猜想（任何质量为M的物体，如果能绕其旋转一个周长为8π GM/c2的环，就一定是黑洞）——这个猜想已经有了广泛的理论和计算机模拟证据，但仍然没有确凿的证据。基普·索恩与学生和同事一起发展了黑洞的膜范式，并用它来阐明“布兰福德-兹纳杰克”机制，即黑洞可能为某些类星体和活动星系核提供动力。基普·索恩和Wojciech Zurek一起证明了已知质量、角动量和电荷的黑洞的熵是黑洞形成方式的对数。与Sung-Won Kim一起，基普·索恩发现了一种普遍的物理机制（量子场真空极化的爆炸性增长），它可能总是阻止时空发展成封闭的类时曲线（即阻止“向后时间旅行”）。与麦克·莫里斯和Ulvi Yurtsever一起，证明了可穿越的洛伦兹虫洞可以存在于时空结构中，只有当它们被违反平均零能量条件的量子态的量子场所贯穿（即在足够大的区域内具有负的重整化能量）。这引发了探索量子场拥有这种扩展负能量的能力的研究。

自从2009年从加州理工学院的费曼教授职位上退休以来，基普·索恩与10位年轻的物理学家同事一起发明了可视化时空曲率的工具。这些线包括框架-拖曳涡旋线和潮汐张力线，前者是类似于磁场线的引力线，控制着空间的扭曲；后者是类似于电场线的引力线，控制着空间的拉伸和挤压。将这些工具与SXS团队的数值模拟相结合，基普·索恩及其同事正在探索旋转黑洞碰撞时触发的弯曲时空的非线性动力学。

据2023年12月AMiner平台数据，基普·索恩在《Nature（自然）》《Science（科学）》《American Journal of Physics（美国物理学杂志）》《Reviews of Modern Physics（现代物理学评论）》《The Astrophysical Journal（天体物理学杂志）》《Physical Review Letters（物理评论快报）》《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society（皇家天文学会月刊）》《Classical and Quantum Gravity（经典引力与量子引力）》等学术期刊发表论文300多篇，被引27600余次，H-Index：65。

2018年11月4日，腾讯WE大会在北京举行，包括基普·索恩、丽莎·蓝道尔、蒲慕明在内的著名科学家以精彩的演讲，著名理论物理学家基普·索恩在演讲中分享了他对黑洞、虫洞、时间旅行以及引力波的最新研究与思考，他在演讲中给出了三个重要观点：

1、虫洞不会自然存在，可以由高级文明创造出来

2、越靠近黑洞，时间流逝越慢。在事件视界的边缘，时间是停滞的。

3、在理论上，时间旅行是可能实现的，但时间机器启动后就会发生爆炸。

人才培养

据2023年12月加州理工学院教授个人主页数据，基普·索恩已培养毕业博士生52位，他们中的许多人在所选择的领域已成为世界性的研究领导者。

荣誉表彰

社会任职

个人生活

基普·索恩的父亲韦恩·索恩和母亲艾莉森·索恩都是大学教授。

基普·索恩于1960年9月12日与琳达·简·彼得森结婚，1977年7月离婚，1984年7月7日与卡洛丽·乔伊斯·温斯坦结婚，他育有两个孩子卡雷斯·安妮、布雷特·卡特。

人物评价

他（基普·索恩）对科学做出了广泛的贡献（For his contributions to science more broadly）。（加州理工学院评）

基普·索恩作为一名研究生给人留下了深刻的印象——他正在走向伟大的事业（Kip was very impressive as a graduate student — you could tell he was headed for great things）。（普林斯顿大学阿尔伯特·爱因斯坦科学荣誉教授詹姆斯·皮布尔斯评）

基普·索恩是引力物理和天体物理学领域最有影响力的理论物理学家之一。（人民邮电出版社评）

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