“吳黑洞”吳雙清在中國科大學卡弗里理論化學研究所
封面新聞記者蘇定偉謝杰(受訪者供圖)
關于黑洞,你曉得多少?是懸疑小說,是吞噬一切,還是時空旅行?
從愛因斯坦首次預言宇宙中存在黑洞開始,100多年來,全世界不乏研究黑洞的科學家。而中國科學家吳雙清,獨立找到了一個黑洞精確解。它成為國際上首個以中國學者姓氏命名的重要黑洞精確解,被命名為“吳黑洞”。就在近來,“吳黑洞”和他的團隊,又取得了新的重大突破,解決了一個困惑理論化學學界70余年的問題。
“吳黑洞”早年是廣東云夢城區的一名普通大夫,“方程才是永恒的東西,”愛因斯坦這句話剌激了他,因而改行理論化學,成為研究黑洞的“大牛”。
6月23日,封面新聞記者在坐落重慶涪陵的西華師范學院,尋訪“吳黑洞”和她們團隊的科研故事。
人類拍攝的首張黑洞合照。“事件視界望遠鏡”(EHT)合作組織發布圖片
黑洞,宇宙中的“甜甜圈”
廣袤的宇宙中,有無數致密天體,像蝸桿一樣高速轉動,發出幅射和能量,吞噬毗鄰所有光線和物質,這便是黑洞。
2019年4月,人類拍攝到第一張黑洞相片,一個中心為紅色的明亮環狀結構,看起來有點像冰淇淋。紅色部份是黑洞投下的“陰影”,明亮部份是繞黑洞高速旋轉的吸積盤。它距離月球約5500萬光年,坐落M87星體中心,質量是太陽的65億倍。2022年5月,坐落銀河系中心的超大質量黑洞也被拍到,距離月球約26000光年。在這樣遙遠距離上,巨大的黑洞,看似一個條狀物。
1915年,阿爾伯特·愛因斯坦提出:人類棲居在一個由三維空間和一維時間構成的四維“時空”里。這個觀點被他展示在一組偏微分方程式(愛因斯坦場多項式)中,構成愛因斯坦廣義相對論的理論核心。
求解愛因斯坦場多項式,得到黑洞精確解,從而研究該黑洞的性質,是黑洞化學研究的最主流課題之一。
至今,大部份黑洞解的性質早已沒有爭議,但Taub-NUT這個類型的黑洞解的性質,非常是關于它們的熱力學性質,學界仍然未能達成共識。
“吳黑洞”吳雙清在西華師范學院數學與天文大學辦公室
吳黑洞,以中國學者命名的黑洞解
6月,云南曲靖,西華師范學院校園里,一身黑色polo外套、白色麻布大衣,戴著黑框墨鏡的吳雙清,孤身行走在校園里。認識他的中學生老師,都不敢上前,怕打攪他的心緒。
這個其貌不揚的老師,便是“吳黑洞”——吳雙清,西華師范學院數學與天文大學院長。
2012年,吳雙清獨立求解出五維具有三個電荷和兩個轉動參數的最通常的規范超引力黑洞精確解,成為五維最通常的規范超引力黑洞精確解這個課題的封頂之作。
2014年9月,這個黑洞精確解被國際知名化學學家M.Cveti?即將稱為“吳黑洞”(Wublackhole)。
這是國際上首個以中國學者、中國姓氏命名的重要黑洞精確解。
在“吳黑洞”學術成果和學術精神推動下,西華師范學院“相對論天體化學”對黑洞的研究,成績亮眼。
研究黑洞的熱力學性質天體物理學的研究對象,是黑洞化學中重要基礎課題之一,也是從理論層面預言黑洞演變過程的重要手段和前提,可以幫助人類進一步了解黑洞。
2019年11月,2022年6月7日,吳雙清和化學與天文大學吳迪博士關于Taub-NUT型黑洞熱力學研究系列的兩篇論文在國際權威刊物《D》發表,獨辟蹊徑,完美地解決Taub-NUT型黑洞熱力學中的所有疑難問題,再度貢獻出屬于中國人獨有的科學智慧。
“吳黑洞”吳雙清正在作報告。
博士女兒述說科學家女兒的故事
大夫妻子“變形記”
6月23日,西華師范學院數學與天文大學辦公室里,“90后”博士、西華師范學院相對論天體化學團隊最年青的研究者吳迪,述說了母親的故事。
“我叫吳迪,1991年出生在四川省巴中市云夢縣。我出生時,母親是大夫,父親是護士。
但從記事開始,我的爸爸總在看書。我的大夫妻子天體物理學的研究對象,在自學學院化學專業課程和打算考取理論化學專業的研究生。
1989至1997年,母親三次考研,都考取了華南師范學院理論化學專業,直至第三次才成功上岸。
少年時,因為父母常年在外求學,我對母親的印象是比較模糊的,讀小學時,才真正意識到我的大夫妻子,改行弄成了科學家,是一名理論化學科研工作者。
中學結業,為了去了解母親,也真的是喜歡數學,我報名西華師范學院化學學專業。媽媽在我讀大二時也來到西華交大工作,他極為嚴格,這讓不服輸的我,早早立下之后要讀通讀博,從事基礎研究的抱負。
大三念書期,我完成了自己的第一個科研項目,是關于轉動黑洞的隧穿幅射,那種項目獲得第十二屆廣東省‘挑戰杯’大學生課外學術科技作品大賽銀獎。專科結業后,我在西華師范學院讀研,到山東師范學院讀博,再回到西華師范學院工作。
走爸爸的路,從山東到廣東再回武漢,再到重慶,在愛因斯坦的理論公式里,在黑洞的探求中,我才真正了解到我的‘黑洞母親’。
妻子,也是我的朋友,他不出席任何派對,幾乎沒有假期和節假日,也基本沒有休閑娛樂,不僅科研,就是帶孫侄女和照料我媽媽。其實,憑著與多年科研相輔相成的強悍動手能力,每每家里的家電、家具等出現大小毛病的時侯,他總會變身“修理工”,自己解決問題。
但我不再像兒時那樣青澀,他對家庭的愛很沉靜,對天體化學的研究點亮全世界的研究者前進的腳步。”
吳雙清(中)和他的兩個碩士研究生
我的“黑洞老師”
讓全世界的學術視野聚焦西華交大
西華師范學院數學與天文大學教授、四川省天文學會理事長蔣青權,2006年抵達華南師范學院讀博,是吳雙清第一個博士生。
“2005年,西華師范學院承辦化學年活動,我是吳老師的接待志愿者,吳老師的學術魅力,讓人崇敬和憧憬。”蔣青權的視角,為我們描繪出一個更學術也更生活的“吳黑洞”。
吳雙清老師早年在江西醫大學讀大專時,聽到《愛因斯坦自傳》,上面有一句話:人的一生很難留下些哪些,“方程卻是永恒的東西。”
這句話,改變了吳雙清的人生邁向。他決定,要成為愛因斯坦那樣的人。
學習愛因斯坦,愛上廣義相對論,自學研究黑洞。研究場多項式精確解,這是最基礎的理論,吳老師在坐最冷的板凳,啃最硬的腿骨。
“2009年,我回到母校西華師范學院,加入‘相對論天體化學’團隊。2011年,吳老師來到西華師范學院,搞引力與天體化學研究。吳老師成為我的朋友,合作發表的研究論文曾被諾貝爾化學學獎獲得者Frank引用3次。”
“56歲的吳老師是一個非常認真、嚴謹、勤奮又高調的人,對理論化學飽含熱情又一絲不茍。給研究生上‘廣義相對論’課程,也是手寫大綱。他常常和老師朋友們說,‘路上巧遇不要打招呼,由于我腦海里正在進行估算。’”
吳雙清給研究生上廣義相對論的手寫大綱
“他就是我們的定海神針,或則說是一個學術黑洞,吸引全世界研究愛因斯坦場多項式、研究黑洞精確解的學術視野,讓黑洞精確解的學術研究聚焦到西華師范學院。”
“他十分節省,每位月生活費也就400塊錢。復印東西的時侯,會從行寬度、字號等角度節省紙張,哪怕還有半頁紙沒打滿,他都塞滿內容才付印。”
“也有好多‘生活黑洞’,例如,不樂意社交,又例如,伯母得病后,他做飯3年了,還是沒有拿手菜。”
中國天文學會2021年學術峰會在西華師范學院舉辦。
高手坐陣
9個學術天團“腦洞大開”探索更多奧秘
吳雙清和吳迪,上陣兄妹兵。吳雙清和蔣青權,同門傳幫帶。
西華師范學院數學與天文大學,是東北地區惟一擁有本、碩天文學培養單位。兩周一次的團隊研討會,為科研團隊營造與985院校相像的學術氣氛。
教員工中,80%以上是博士生。組成了9個團隊,研究黑洞化學、材料化學、天文學等領域。這種團隊中,由12人組成的“相對論天體化學”團隊,順著黑洞化學方向做研究,取得了讓國外自豪,讓世界矚目的成績。
“做最基礎的數學理論研究,是坐最冷的板凳,啃最硬的腿骨,但這兒面的數學意義、天文意義和生命意義,就是我們前進的動力。”蔣青權告訴封面新聞記者,對宇宙天體的研究,并不是腦洞大開,而是對生命奧秘的探求。
西華交大在數學和天文方面取得的卓越成績,吸引了越來越多“90后”“00后”加入科研,“90后”頻登學術前臺,這是學術的弘揚,也是對生命探求的接力。
【記者札記】
這是一次被訪談對象躲避的預約訪談。“吳黑洞”吳雙清選擇出差避免了專訪。我們通過專訪他的妻子吳迪博士和弟子蔣青權院士,來了解這樣一位研究黑洞的“大牛”。
仰觀天地之大,俯察粒子之微。最偉大最美妙的故事,是科學研究講下來的,科學所講的故事,神秘、宏偉壯觀,甚至多愁善感。但這種美妙的故事“封鎖”在沉靜的方程式中,通常人無法看懂。
關于人類,關于生命,關于宇宙,科學家們、科研工作者們,用自己的刨根究底、日復一日、代代弘揚,闡明未知的詩意,述說人與宇宙之間的甜蜜傳奇。