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争议(有时)是科学前进的必由之路 | 《引力波》书评

撰文 | 鞠    强
责编 | 陈晓雪
 
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北京时间9月28日凌晨,美国的LIGO(激光干涉引力波天文台)和欧洲的VIGRO天文台在意大利都灵联合宣布,他们又一次观测到两个黑洞融合形成的引力波。同时由于采用新的观测方法,这次观测的精度要比此前提升了10倍。
 
而早在2015年9月14日,LIGO第一次探测到引力波信号,随后该组织对信号(被命名为GW150914)进行了分析和确认,并于2016年2月11日对外公布了这个结果。在引力波被探测到的过程中,LIGO居功至伟。
 
今年的“诺奖季”即将到来,物理学奖很有可能和LIGO相关——美国麻省理工学院荣休教授雷纳·韦斯(Rainer Weiss)和加州理工学院荣休教授基普·索恩(Kip Thorne)因“对直接探测引力波的杰出贡献”(for their contributions to direct detection of gravitational wave)而成为热门人选。
 
两个月前,美国物理学家珍娜·莱文(Janna Levin)介绍引力波探测历史的图书Black Hole Blues and Other Songs from Outer Space的中译本《引力波》面世。这本书以LIGO的历史为线索展开,围绕LIGO组织的“三巨头”——雷纳、基普和另一位加州理工学院的教授罗纳德·德雷弗(Ronald Drever),介绍了引力波探测这样一段引人入胜的历史。
 
 
罗纳德·德雷弗、基普·索恩和雷纳·韦斯既是引力波探测的先驱,也是LIGO最早的发起者。然而,造化弄人,今年3月7日,德雷弗在英国爱丁堡去世,享年85岁。
 
 
引力波是这本书的主线,作者主要在两个方面关注引力波:一是引力波形成的原因,二是对探测引力波的仪器的介绍(其中主要是对LIGO的介绍,同时也包括最早的韦伯棒和其他LIGO之前的探测仪器和方案)。作者对LIGO的设计者、建设者和运营者都进行了深入的访谈,同时造访了分别位于汉福德和利文斯顿的两台探测器,因此她获得大量第一手的珍贵资料,再加上本身是物理学家的背景,使得她在书中有机会向读者完整地展现LIGO的全貌。
 
读完《引力波》如果能对引力波和LIGO有更多的了解,当然是不菲的收获。但是,这本书之所以令人印象深刻,更重要的原因也许是它描写的“人”。引力波探测的故事抑或LIGO合作组织的故事,既是一个科学的故事,也是一个有关人的故事。事实上,莱文书中着墨最多的也是科学家。除了主角“三巨头”,其他扮演过不同角色的科学家也会依次登场,或亲自讲述,或借作者之笔,回忆那些记载着光荣与梦想、渗透着汗水与苦涩的过往。
 
科学家不是机器,思维敏捷却也性格各异,产生分歧是常事。“争议”既是贯穿全书的线索,也是LIGO发展史中不可回避的话题。
 
争议首先来自科学界宏观的考量,即到底要不要探测引力波。怀疑和反对引力波探测的科学家不在少数,他们主要的考量在于:一来这可能会占用其他天文学研究项目的资金;二来在技术上难度太大,成功实现的可能性很低。而就算是在支持探测引力波的科学家之间,也不是一团和气,彼此之间吵得不可开交,因为这其中还涉及不同的项目发展路线图等具体一些的问题。
 
德雷弗在LIGO早期发挥了巨大的作用,但在项目执行过程中,他因为性格等多方面的原因,与雷纳吵得不可开交,也无法继续与团队中的其他科学家保持合作关系,不得不中途离开LIGO合作组织。基普·索恩的《黑洞与时间弯曲》影响深远,成为《星际穿越》的科学指导更令他名声大噪。在莱文的书中,我们看到,基普不只是一名杰出的科学家,更是弥合分歧、促进合作的润滑剂。正是因为基普的斡旋,雷纳和德雷弗的长期对立才没有使LIGO分崩离析。
 
这段故事被更多的人了解,也会让我们更冷静地看待其他的科研项目,例如近期引起争议的12米望远镜的建设方案。每一个大科学项目都不会一蹴而就,势必都要在争议中前行,这是科学研究的规律,欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)项目上也验证过这一点,我们不必回避和掩饰争议的存在。LIGO和LHC的成功说明,拉帮结派不能解决问题,人身攻击更是令斯文扫地,科学分歧应该摆在桌面上讨论得到充分的讨论。如果我们国家的科研工作者能从这样一本书中获得一些如何从容面对争议的启示,想必会是中国科学的一件幸事。
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