2025 狄拉克奖得主揭晓｜四位黑洞和量子引力理论研究者荣膺该奖

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2025 狄拉克奖得主揭晓｜四位黑洞和量子引力理论研究者荣膺该奖

原创  叶殊寒  也疏寒  2025 年 08 月 08 日 23:32  新加坡

2025 年的狄拉克奖得主揭晓，四位在黑洞与引力理论领域卓有建树的物理学家共同获此殊荣。他们分别是：

● 加里·吉本斯（Gary Gibbons），英国剑桥大学

● 加里·霍洛维茨（Gary Horowitz），美国加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校

● 罗伊·克尔（Roy Kerr），新西兰坎特伯雷大学

● 罗伯特·沃尔德（Robert Wald），美国芝加哥大学


从左至右：加里·吉本斯（Gary Gibbons），加里·霍洛维茨（Gary Horowitz），罗伊·克尔（Roy Kerr），罗伯特·沃尔德（Robert Wald）

颁奖词中写道，他们“在跨越数代人的广义相对论研究中作出了具有里程碑意义的贡献，深刻塑造了这一领域的发展格局。他们的工作，在经典与量子两个层面上，为理解引力奠定了坚实的概念与技术基础。”

量子化引力一直是理论物理中的圣杯之一，长期以来吸引着无数学者孜孜以求。四位获奖者的研究正聚焦于这一宏大课题，特别是黑洞及其相关的量子场论、弦理论等现代前沿领域。

虽然他们的研究横跨多个学科，却因对黑洞的共同兴趣而紧密相连。黑洞曾经只是纸上的假说，以其强大到连光都无法逃逸的引力而闻名，而如今，我们知道它们真实存在于宇宙的各个角落。

今年的获奖成果根植于经典广义相对论和量子场论与弦理论中精妙的数学构造，现已直接助力天体物理学、黑洞物理和引力波等观测前沿的发展；同时，这些研究也为深入探讨黑洞的量子特性——包括黑洞热力学定律与全息原理——打下了坚实的理论基础。

加里·吉本斯（Gary Gibbons）

加里·威廉·吉本斯（Gary William Gibbons ，1946 年 7 月 1 日 -  ）是英国著名理论物理学家。

出生于英国萨里郡的库尔斯登（Coulsdon）。1969 年，他进入剑桥大学，在丹尼斯·夏马（Dennis Sciama）的指导下开始攻读研究生。后来，夏马转至牛津大学任职，他则转而师从斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）开展研究，并于 1973 年在剑桥大学获得博士学位。除了 20 世纪 70 年代在慕尼黑马克斯·普朗克研究所的短暂停留外，吉本斯几乎将整个职业生涯都献给了剑桥大学。

在博士论文完成经典广义相对论研究之后，吉本斯将目光转向黑洞的量子理论。他与马尔科姆·佩里（Malcolm Perry）合作，利用热格林函数证明了包括宇宙事件视界在内的各类视界，其热力学性质都具有普遍性。他与霍金共同发展了量子引力的欧几里得方法，从泛函积分的角度推导出黑洞的热力学性质。这一方法的关键在于，由于引力的欧几里得作用量并非正定，为确保积分收敛，必须对共形因子采取特定的积分路径。近年来，吉本斯的研究领域延伸至超引力、p-膜与 M 理论，研究动力主要来自弦论的发展。他始终对各种几何问题保持浓厚兴趣，尤其关注那些在物理学中具有应用价值的几何结构。

狄拉克奖官网对其成就总结如下：

加里·吉本斯在广义相对论、量子引力以及数学物理领域作出了奠基性贡献。他与霍金合作的重要成果之一，是发展了量子引力的欧几里得路径积分表述。这一基于几何路径积分的半经典近似方法带来了许多基础性洞见，并仍是不可或缺的工具。例如，它推动了引力瞬子（gravitational instanton）的研究，并显著深化了我们对黑洞与宇宙学视界热力学性质的理解。其技术性成果之一，是引入了吉本斯–霍金–约克（Gibbons–Hawking–York）边界项，使得在具有边界的流形上，爱因斯坦–希尔伯特作用量的变分原理得到严格定义。他在高维黑洞与超对称解方面的开创性研究，也为弦论与全息原理的发展奠定了重要基础。

加里·霍洛维茨（Gary Horowitz）

加里·T·霍洛维茨（Gary T. Horowitz ，1955 年 4 月 14 日 -  ）是美国著名理论物理学家。

霍洛维茨生于美国华盛顿特区，他于 1976 年获得普林斯顿大学学士学位，1979 年在芝加哥大学师从罗伯特·杰罗赫（Robert Geroch）完成博士学业。随后，他先后在加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校和英国牛津大学开展博士后研究。1981 年至 1983 年间，他作为爱因斯坦研究员在高级研究院工作。1983 年，霍洛维茨加入加州大学圣塔芭芭拉分校，并任职至今。

霍洛维茨的研究聚焦于弦理论中的引力现象，尤其是黑洞的量子结构。1990 年代，他与安德鲁·斯特罗明格（Andrew Strominger）、约瑟夫·波尔钦斯基（Joseph Polchinski）等人合作，开创性地证明了弦理论能够描述某些黑洞的量子微观态，这一突破继承并深化了斯特罗明格与库姆伦·瓦法（Cumrun Vafa）早期的开创性成果。

1985 年，霍洛维茨与菲利普·坎德拉斯（Philip Candelas）、斯特罗明格以及爱德华·威滕（Edward Witten）合作，发表了关于超弦在卡拉比–丘（Calabi-Yau）空间紧化的具有深远影响的论文，奠定了弦论研究的关键基础。90 年代初，他与斯特罗明格共同发现了弦理论中的黑膜解。近年来，他还致力于反德西特空间/共形场理论（AdS/CFT）对应的研究，并与肖恩·哈特诺尔（Sean Hartnoll）、克里斯·赫尔佐格（Chris Herzog）合作，开辟了全息超导体的研究新领域。

狄拉克奖官网对其成就总结如下：

加里·霍洛维茨在将弦论转化为描述时空几何的理论框架中发挥了核心作用。他在 1984 年与坎德拉斯（Candelas）、斯特罗明格（Strominger）和威滕（Witten）的合作中提出了卡拉比–丘（Calabi–Yau）紧化的方案，这一工作是从十维超弦理论走向具有超对称性的四维物理的首次现实路径。这一突破也标志着弦论开始全面深入地与几何与引力相结合。他与斯特罗明格合作的黑膜（black brane）研究确立了 D 膜的引力解释，为 AdS/CFT 对应奠定了基础。此后，他与哈特诺尔（Hartnoll）和赫尔佐格（Herzog）合作，建立了超导性的全息模型，推动了 “AdS/CMT 对应” 成为活跃研究领域。

罗伊·克尔（Roy Kerr）

罗伊·帕特里克·克尔（Roy Patrick Kerr ，1934 年 5 月 16 日生）是新西兰著名数学与理论物理学家。

克尔出生于新西兰南岛的库罗（Kurow），童年充满坎坷：三岁时母亲离家，父亲服役期间，他被寄养在农场。退役后，全家迁往基督城。克尔就读于圣安德鲁学院（St Andrew's College），这是一所私立学校。1951 年，他跳级进入坎特伯雷大学学院（Canterbury University College ，隶属于新西兰大学，后发展为坎特伯雷大学），并于 1954 年获得学士学位，1955 年前往剑桥大学深造，并于 1959 年完成博士学位，博士论文聚焦广义相对论中的运动方程研究。

博士毕业后，克尔在美国锡拉丘兹大学进行博士后研究，师从爱因斯坦的合作者彼得·伯格曼（Peter Bergmann）。之后，他曾在美国空军赖特-帕特森空军基地任职，随后回到新西兰坎特伯雷大学工作。

克尔因发现“克尔几何”而成为广义相对论史上的里程碑人物。该精确解描述了无电荷旋转大质量天体（包括旋转黑洞）外部的引力场，早在旋转黑洞被观测之前，就预言了它们的存在，极大地推动了我们对宇宙深层结构的理解。

狄拉克奖官网对其成就总结如下：

罗伊·克尔发现了描述旋转黑洞的爱因斯坦方程精确解，这无疑是广义相对论史上的重大突破。1963 年提出的克尔度规将史瓦西解推广到旋转黑洞的物理情形，并自此成为引力理论与现代天体物理学的基石。克尔解对引力的经典与量子研究都产生了深远而持久的影响，揭示了许多新现象，如框架拖曳、静止极限区（ergoregion）与超辐射，这些现象在理论与观测中都至关重要。该度规支撑了我们对天体物理黑洞的现代理解，并构成了解释 LIGO/Virgo/KAGRA 联合探测到的黑洞并合事件，以及事件视界望远镜成像的理论基础。更进一步，克尔解在黑洞唯一性、稳定性乃至热力学的研究中发挥了关键作用。例如，克尔解在巴丁（Bardeen）、卡特（Carter）与霍金发现黑洞力学四定律的过程中起到了重要作用。

罗伯特·沃尔德（Robert Wald）

罗伯特·M·沃尔德（Robert M. Wald ，1947 年 6 月 29 日生于纽约市）是美国著名理论物理学家。

沃尔德出生于学术世家，其父为著名数学家兼统计学家亚伯拉罕·沃尔德（Abraham Wald）。1968 年，他毕业于哥伦比亚大学，1972 年在普林斯顿大学师从物理学大师约翰·阿奇博尔德·惠勒（John Archibald Wheeler）获得博士学位，博士论文题为《非球对称引力坍缩与黑洞唯一性》。

博士毕业后，沃尔德曾于 1972 年至 1974 年在马里兰大学担任物理学研究助理。随后加盟芝加哥大学，先后担任博士后研究员及教员，自1976年起长期任教至今。

它的主要研究广义相对论、黑洞及量子引力，研究重点包括黑洞及其热力学性质、引力辐射反作用力（自力）等领域。因量子效应，黑洞能够发射粒子，表现出明确的温度和熵。沃尔德发表了 100 多篇关于广义相对论及曲率时空量子场论的论文，成果影响深远，广泛被引用。1993 年，他提出了基于黑洞视界面积的“沃尔德熵”概念。

除了研究之外，他还著有影响深远的广义相对论和引力的教材。华人引力和相对论学者梁灿彬曾受其指导。



狄拉克奖官网对其成就总结如下：

罗伯特·沃尔德在引力理论的形式结构方面作出了具有数学严谨性与物理重要性的基础性贡献。其中最重要的成果之一，是在一般微分同胚不变的引力理论中给出了视界熵的计算方法。在与其学生艾耶（Iyer）的进一步研究中，这一形式将视界熵表述为与微分同胚不变性相关的诺特荷。它不仅是现代黑洞热力学理解的核心，也为将全息纠缠熵推广到一般引力理论及其应用奠定了基础。他在经典广义相对论中的其他重要贡献包括黑洞稳定性、能量定理以及宇宙审查猜想的研究。此外，他在曲率时空中的量子场论表述，为理解霍金辐射、Unruh效应以及曲率背景下应力–能量张量的重整化等现象提供了概念与技术框架。

参考文献

1. ICTP 2025 狄拉克奖得主介绍：https://www.ictp.it/news/2025/8/ ... s-gravity-explorers

2. 各位获奖者个人主页及维基百科介绍

叶殊寒  也疏寒