爭議是科學前進的必由之路
位於義大利的Virgo引力波觀測台。 credit: The Virgo collaboration/CCO 1.0
撰文 鞠 強
責編 陳曉雪
北京時間9月28日凌晨，美國的LIGO（激光干涉引力波天文台）和歐洲的VIGRO天文台在義大利都靈聯合宣布，他們又一次觀測到兩個黑洞融合形成的引力波。同時由於採用新的觀測方法，這次觀測的精度要比此前提升了10倍。
而早在2015年9月14日，LIGO第一次探測到引力波信號，隨後該組織對信號（被命名為GW150914）進行了分析和確認，並於2016年2月11日對外公布了這個結果。在引力波被探測到的過程中，LIGO居功至偉。
今年的「諾獎季」即將到來，物理學獎很有可能和LIGO相關——美國麻省理工學院榮休教授雷納·韋斯（Rainer Weiss）和加州理工學院榮休教授基普·索恩（Kip Thorne）因「對直接探測引力波的傑出貢獻」（for their contributions to direct detection of gravitational wave）而成為熱門人選。
兩個月前，美國物理學家珍娜·萊文（Janna Levin）介紹引力波探測歷史的圖書Black Hole Blues and Other Songs from Outer Space的中譯本《引力波》面世。這本書以LIGO的歷史為線索展開，圍繞LIGO組織的「三巨頭」——雷納、基普和另一位加州理工學院的教授羅納德·德雷弗（Ronald Drever），介紹了引力波探測這樣一段引人入勝的歷史。
羅納德·德雷弗、基普·索恩和雷納·韋斯既是引力波探測的先驅，也是LIGO最早的發起者。然而，造化弄人，今年3月7日，德雷弗在英國愛丁堡去世，享年85歲。
從左至右分別為：羅納德·德雷弗、基普·索恩和雷納·韋斯。2016年，三人曾經共同獲得科維理天體物理學獎（The Kavli Prize in Astrophysics）。圖片來源：The Kavli Foundation
引力波是這本書的主線，作者主要在兩個方面關注引力波：一是引力波形成的原因，二是對探測引力波的儀器的介紹（其中主要是對LIGO的介紹，同時也包括最早的韋伯棒和其他LIGO之前的探測儀器和方案）。作者對LIGO的設計者、建設者和運營者都進行了深入的訪談，同時造訪了分別位於漢福德和利文斯頓的兩台探測器，因此她獲得大量第一手的珍貴資料，再加上本身是物理學家的背景，使得她在書中有機會向讀者完整地展現LIGO的全貌。
位於美國路易斯安那州利文斯頓的LIGO
位於美國華盛頓州漢福德的LIGO
讀完《引力波》如果能對引力波和LIGO有更多的了解，當然是不菲的收穫。但是，這本書之所以令人印象深刻，更重要的原因也許是它描寫的「人」。引力波探測的故事抑或LIGO合作組織的故事，既是一個科學的故事，也是一個有關人的故事。事實上，萊文書中著墨最多的也是科學家。除了主角「三巨頭」，其他扮演過不同角色的科學家也會依次登場，或親自講述，或借作者之筆，回憶那些記載著光榮與夢想、滲透著汗水與苦澀的過往。
科學家不是機器，思維敏捷卻也性格各異，產生分歧是常事。「爭議」既是貫穿全書的線索，也是LIGO發展史中不可迴避的話題。
爭議首先來自科學界宏觀的考量，即到底要不要探測引力波。懷疑和反對引力波探測的科學家不在少數，他們主要的考量在於：一來這可能會佔用其他天文學研究項目的資金；二來在技術上難度太大，成功實現的可能性很低。而就算是在支持探測引力波的科學家之間，也不是一團和氣，彼此之間吵得不可開交，因為這其中還涉及不同的項目發展路線圖等具體一些的問題。
德雷弗在LIGO早期發揮了巨大的作用，但在項目執行過程中，他因為性格等多方面的原因，與雷納吵得不可開交，也無法繼續與團隊中的其他科學家保持合作關係，不得不中途離開LIGO合作組織。基普·索恩的《黑洞與時間彎曲》影響深遠，成為《星際穿越》的科學指導更令他名聲大噪。在萊文的書中，我們看到，基普不只是一名傑出的科學家，更是彌合分歧、促進合作的潤滑劑。正是因為基普的斡旋，雷納和德雷弗的長期對立才沒有使LIGO分崩離析。
這段故事被更多的人了解，也會讓我們更冷靜地看待其他的科研項目，例如近期引起爭議的12米望遠鏡的建設方案。每一個大科學項目都不會一蹴而就，勢必都要在爭議中前行，這是科學研究的規律，歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機（LHC）項目上也驗證過這一點，我們不必迴避和掩飾爭議的存在。LIGO和LHC的成功說明，拉幫結派不能解決問題，人身攻擊更是令斯文掃地，科學分歧應該擺在桌面上討論得到充分的討論。如果我們國家的科研工作者能從這樣一本書中獲得一些如何從容面對爭議的啟示，想必會是中國科學的一件幸事。
製版編輯：斯嘉麗丨
本頁刊發內容未經書面許可禁止轉載及使用
公眾號、報刊等轉載請聯繫授權
TAG:ChemK |