發現中微子的萊因斯：不靠譜才能創新

陳華森1942年生於重慶，幼年時以難民身份進入美國，靠打工為生，先後加州理工學院和普林斯頓大學獲得了學士和博士學位。1968年博士畢業後，他到新成立的加州大學爾灣分校物理系做理論物理博士後，加入萊因斯的小組，跟萊因斯一樣，轉行到了實驗物理。

1984年，陳華森提出了用重水探測太陽中微子的方法（論文於1985年發表），並成立了一個國際合作組，準備在加拿大薩德伯里的一個鎳礦中進行這個實驗，他擔任美方發言人，加拿大女王大學的尤恩擔任加方負責人。不幸的是，陳華森1987年因白血病英年早逝。普林斯頓的麥克唐納接替了他的美方發言人職位。萊因斯也加入實驗，臨時領導爾灣的小組。兩年之後，尤恩退休，麥克唐納返回祖國，接受了空缺下來的女王大學的教授職位，並擔任新成立的薩德伯里中微子實驗主任。2002年薩德伯里發現太陽中微子振蕩，麥克唐納獲得2015年諾貝爾獎。

其實用重水探測中微子最早是萊因斯提出來的，用來探測反應堆發出的反中微子。陳華森則將它用來探測來自太陽的正中微子。核心思想都是同時探測幾種過程，用相對比值來抵消模型的不確定性。萊因斯是中微子研究的開拓者，在反應堆中微子、超新星中微子、大氣中微子、質子衰變等方向都有開拓性的貢獻。他因首次探測到中微子被授予1995年諾貝爾獎。

萊因斯是一個做實驗的理論物理學家，其特點就是「不靠譜」。他曾回憶說，他的理論物理思維方式在發現中微子的過程中至關重要，「因為一個靠譜的實驗家會認為根本沒有成功的可能。」他的上級領導，因提出太陽能源來自氫核聚變而獲得1967年諾獎的貝特，聽到萊因斯探測到中微子的消息後表示懷疑，說「我們不能論文上寫的什麼東西都信」。貝特的懷疑是有道理的。萊因斯測得的中微子反應截面與當時的理論符合很好，不幸的是，同年李政道和楊振寧提出宇稱不守恆，導致中微子反應的理論截面增大了一倍。他們重新分析了數據，又與新理論符合得很好，在同行中引起了非議。也許因為這個原因，如此重要的工作過了39年才被授予諾貝爾獎。

在中微子振蕩理論提出後，萊因斯進行了第一個尋找中微子振蕩的實驗。那是1979年，依然在他曾發現中微子的薩瓦納河，在離反應堆11.2米的地方用重水同時探測中性流反應（對所有中微子敏感）和帶電流反應（只對電子中微子敏感 ），他發現比值僅為0.4，說明反應堆中微子變成了其它中微子，因此以「中微子不穩定的證據」為題在PRL上發表了論文。當然，這個結果也是錯的。真正的反應堆中微子有兩種振蕩模式，慢振蕩的極大值在60公里，由日本KamLAND實驗在2002年發現；快振蕩的極大值在2公里，2012年由大亞灣實驗發現。在11.2米的地方根本不會有振蕩效應。

著名天體物理學家Sunayev年青時問研究太陽中微子的巴考爾，他應該去做實驗還是做理論？巴考爾說，做理論好！做為理論物理學家，你可以犯很多錯，人家會覺得你思維活躍，有想法；做實驗的話，犯一次錯你就完了。

如果不準犯錯，勢必會壓抑很多「不靠譜」的創新想法，很多發現就是在犯錯中意外做出的。天下聰明人那麼多，但凡一看就「靠譜」的想法，多半早就掃完了。反之，如果經常犯錯，那實驗結果不可信，科學便失去了基礎。能做到「大膽假設，小心求證」，該靠譜時就靠譜，還是很難的。

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