“吴黑洞”吴双清在中国科大学卡弗里理论化学研究所
封面新闻记者苏定伟谢杰(受访者供图)
关于黑洞,你晓得多少?是悬疑小说,是吞噬一切,还是时空旅行?
从爱因斯坦首次预言宇宙中存在黑洞开始,100多年来,全世界不乏研究黑洞的科学家。而中国科学家吴双清,独立找到了一个黑洞精确解。它成为国际上首个以中国学者姓氏命名的重要黑洞精确解,被命名为“吴黑洞”。就在近来,“吴黑洞”和他的团队,又取得了新的重大突破,解决了一个困惑理论化学学界70余年的问题。
“吴黑洞”早年是广东云梦城区的一名普通大夫,“方程才是永恒的东西,”爱因斯坦这句话剌激了他,因而改行理论化学,成为研究黑洞的“大牛”。
6月23日,封面新闻记者在坐落重庆涪陵的西华师范学院,寻访“吴黑洞”和她们团队的科研故事。
人类拍摄的首张黑洞合照。“事件视界望远镜”(EHT)合作组织发布图片
黑洞,宇宙中的“甜甜圈”
广袤的宇宙中,有无数致密天体,像蜗杆一样高速转动,发出幅射和能量,吞噬毗邻所有光线和物质,这便是黑洞。
2019年4月,人类拍摄到第一张黑洞相片,一个中心为红色的明亮环状结构,看起来有点像冰淇淋。红色部份是黑洞投下的“阴影”,明亮部份是绕黑洞高速旋转的吸积盘。它距离月球约5500万光年,坐落M87星体中心,质量是太阳的65亿倍。2022年5月,坐落银河系中心的超大质量黑洞也被拍到,距离月球约26000光年。在这样遥远距离上,巨大的黑洞,看似一个条状物。
1915年,阿尔伯特·爱因斯坦提出:人类栖居在一个由三维空间和一维时间构成的四维“时空”里。这个观点被他展示在一组偏微分方程式(爱因斯坦场多项式)中,构成爱因斯坦广义相对论的理论核心。
求解爱因斯坦场多项式,得到黑洞精确解,从而研究该黑洞的性质,是黑洞化学研究的最主流课题之一。
至今,大部份黑洞解的性质早已没有争议,但Taub-NUT这个类型的黑洞解的性质,非常是关于它们的热力学性质,学界仍然未能达成共识。
“吴黑洞”吴双清在西华师范学院数学与天文大学办公室
吴黑洞,以中国学者命名的黑洞解
6月,云南曲靖,西华师范学院校园里,一身黑色polo外套、白色麻布大衣,戴着黑框墨镜的吴双清,孤身行走在校园里。认识他的中学生老师,都不敢上前,怕打搅他的心绪。
这个其貌不扬的老师,便是“吴黑洞”——吴双清,西华师范学院数学与天文大学院长。
2012年,吴双清独立求解出五维具有三个电荷和两个转动参数的最通常的规范超引力黑洞精确解,成为五维最通常的规范超引力黑洞精确解这个课题的封顶之作。
2014年9月,这个黑洞精确解被国际知名化学学家M.Cvetič即将称为“吴黑洞”(Wublackhole)。
这是国际上首个以中国学者、中国姓氏命名的重要黑洞精确解。
在“吴黑洞”学术成果和学术精神推动下,西华师范学院“相对论天体化学”对黑洞的研究,成绩亮眼。
研究黑洞的热力学性质天体物理学的研究对象,是黑洞化学中重要基础课题之一,也是从理论层面预言黑洞演变过程的重要手段和前提,可以帮助人类进一步了解黑洞。
2019年11月,2022年6月7日,吴双清和化学与天文大学吴迪博士关于Taub-NUT型黑洞热力学研究系列的两篇论文在国际权威刊物《D》发表,独辟蹊径,完美地解决Taub-NUT型黑洞热力学中的所有疑难问题,再度贡献出属于中国人独有的科学智慧。
“吴黑洞”吴双清正在作报告。
博士女儿述说科学家女儿的故事
大夫妻子“变形记”
6月23日,西华师范学院数学与天文大学办公室里,“90后”博士、西华师范学院相对论天体化学团队最年青的研究者吴迪,述说了母亲的故事。
“我叫吴迪,1991年出生在四川省巴中市云梦县。我出生时,母亲是大夫,父亲是护士。
但从记事开始,我的爸爸总在看书。我的大夫妻子天体物理学的研究对象,在自学学院化学专业课程和打算考取理论化学专业的研究生。
1989至1997年,母亲三次考研,都考取了华南师范学院理论化学专业,直至第三次才成功上岸。
少年时,因为父母常年在外求学,我对母亲的印象是比较模糊的,读小学时,才真正意识到我的大夫妻子,改行弄成了科学家,是一名理论化学科研工作者。
中学结业,为了去了解母亲,也真的是喜欢数学,我报名西华师范学院化学学专业。妈妈在我读大二时也来到西华交大工作,他极为严格,这让不服输的我,早早立下之后要读通读博,从事基础研究的抱负。
大三念书期,我完成了自己的第一个科研项目,是关于转动黑洞的隧穿幅射,那种项目获得第十二届广东省‘挑战杯’大学生课外学术科技作品大赛银奖。专科结业后,我在西华师范学院读研,到山东师范学院读博,再回到西华师范学院工作。
走爸爸的路,从山东到广东再回武汉,再到重庆,在爱因斯坦的理论公式里,在黑洞的探求中,我才真正了解到我的‘黑洞母亲’。
妻子,也是我的朋友,他不出席任何派对,几乎没有假期和节假日,也基本没有休闲娱乐,不仅科研,就是带孙侄女和照料我妈妈。其实,凭着与多年科研相辅相成的强悍动手能力,每每家里的家电、家具等出现大小毛病的时侯,他总会变身“修理工”,自己解决问题。
但我不再像儿时那样青涩,他对家庭的爱很沉静,对天体化学的研究点亮全世界的研究者前进的脚步。”
吴双清(中)和他的两个硕士研究生
我的“黑洞老师”
让全世界的学术视野聚焦西华交大
西华师范学院数学与天文大学教授、四川省天文学会理事长蒋青权,2006年抵达华南师范学院读博,是吴双清第一个博士生。
“2005年,西华师范学院承办化学年活动,我是吴老师的接待志愿者,吴老师的学术魅力,让人崇敬和憧憬。”蒋青权的视角,为我们描绘出一个更学术也更生活的“吴黑洞”。
吴双清老师早年在江西医大学读大专时,听到《爱因斯坦自传》,上面有一句话:人的一生很难留下些哪些,“方程却是永恒的东西。”
这句话,改变了吴双清的人生迈向。他决定,要成为爱因斯坦那样的人。
学习爱因斯坦,爱上广义相对论,自学研究黑洞。研究场多项式精确解,这是最基础的理论,吴老师在坐最冷的板凳,啃最硬的腿骨。
“2009年,我回到母校西华师范学院,加入‘相对论天体化学’团队。2011年,吴老师来到西华师范学院,搞引力与天体化学研究。吴老师成为我的朋友,合作发表的研究论文曾被诺贝尔化学学奖获得者Frank引用3次。”
“56岁的吴老师是一个非常认真、严谨、勤奋又高调的人,对理论化学饱含热情又一丝不苟。给研究生上‘广义相对论’课程,也是手写大纲。他常常和老师朋友们说,‘路上巧遇不要打招呼,由于我脑海里正在进行估算。’”
吴双清给研究生上广义相对论的手写大纲
“他就是我们的定海神针,或则说是一个学术黑洞,吸引全世界研究爱因斯坦场多项式、研究黑洞精确解的学术视野,让黑洞精确解的学术研究聚焦到西华师范学院。”
“他十分节省,每位月生活费也就400块钱。复印东西的时侯,会从行宽度、字号等角度节省纸张,哪怕还有半页纸没打满,他都塞满内容才付印。”
“也有好多‘生活黑洞’,例如,不乐意社交,又例如,伯母得病后,他做饭3年了,还是没有拿手菜。”
中国天文学会2021年学术峰会在西华师范学院举办。
高手坐阵
9个学术天团“脑洞大开”探索更多奥秘
吴双清和吴迪,上阵兄妹兵。吴双清和蒋青权,同门传帮带。
西华师范学院数学与天文大学,是东北地区惟一拥有本、硕天文学培养单位。两周一次的团队研讨会,为科研团队营造与985院校相像的学术气氛。
教员工中,80%以上是博士生。组成了9个团队,研究黑洞化学、材料化学、天文学等领域。这种团队中,由12人组成的“相对论天体化学”团队,顺着黑洞化学方向做研究,取得了让国外自豪,让世界瞩目的成绩。
“做最基础的数学理论研究,是坐最冷的板凳,啃最硬的腿骨,但这儿面的数学意义、天文意义和生命意义,就是我们前进的动力。”蒋青权告诉封面新闻记者,对宇宙天体的研究,并不是脑洞大开,而是对生命奥秘的探求。
西华交大在数学和天文方面取得的卓越成绩,吸引了越来越多“90后”“00后”加入科研,“90后”频登学术前台,这是学术的弘扬,也是对生命探求的接力。
【记者札记】
这是一次被访谈对象躲避的预约访谈。“吴黑洞”吴双清选择出差避免了专访。我们通过专访他的妻子吴迪博士和弟子蒋青权院士,来了解这样一位研究黑洞的“大牛”。
仰观天地之大,俯察粒子之微。最伟大最美妙的故事,是科学研究讲下来的,科学所讲的故事,神秘、宏伟壮观,甚至多愁善感。但这种美妙的故事“封锁”在沉静的方程式中,通常人无法看懂。
关于人类,关于生命,关于宇宙,科学家们、科研工作者们,用自己的刨根究底、日复一日、代代弘扬,阐明未知的诗意,述说人与宇宙之间的甜蜜传奇。