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
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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。