引力波探測者：LIGO與天琴計劃不矛盾

　　近日，LIGO“引力波”項目證實了物理學界的百年猜想，在引起科學家們關注的同時，也引起了公眾對于這項研究的興趣。昨天下午，一場約2000人互動的引力波討論在“科學來幫忙”的8個微信群同步展開，這場討論邀請了分別來自美國加州的陳雁北和德國的胡一鳴兩位“引力波”項目參與者，和媒體、科學愛好者進行了一場中美德三地互動的訪談。

陳雁北（引力波論文作者之一、LIGO科學聯盟核心成員、加州理工學院教授）

胡一鳴（德國馬普引力物理所、清華大學博士后、LIGO科學合作組織成員）

　　1何種機緣讓您開始引力波實驗項目的探測？

　　因為“有意思”加入團隊

　　陳雁北：我以前在北大本科學的是核物理專業，到了美國加州理工學院后看到引力波的方向挺有意思的，就是在這么一個偶然的機會加入的。引力波的探測是一個很長的過程，其實前后花費了好幾十年時間，最開始大家并不知道引力波到底有多長，不知道從哪一個系統能夠探測到它。

　　2這項研究成果對您和其他科學工作者而言意味著什么？

　　成果將研究帶入新時代

　　陳雁北：我們這個領域有了實驗數據，就可以把理論和實驗相比較，研究廣義相對論的正確性，以及引力波的傳播性質，相當于把這個研究領域帶入了一個新時代，讓我們可以帶著更多問題去深入研究，因此是非常重要的轉折點。

　　我參加引力波領域研究十幾年后終于有了信號，這已經很不容易了。可能很多科學工作者參加了三四十年研究才探測到引力波，他們學術生涯中很多時間沒有數據支撐，更多是一種探索的狀態。

　　引力波的存在被證實后，對當前年輕的學者是一個更好的機會，他們在學術剛剛開始的時候就有了新的發現，可以有更多的實驗數據去研究，這是非常幸運的一件事。

　　3從開始參與到探測到之前，兩位面對這樣一個看似無望的研究，想過要放棄嗎？

　　風景在路上過程很美好

　　胡一鳴：詩意一點地說，風景在路上，追逐探測的這個過程，也一樣很美好。

　　陳雁北：我是覺得沒希望也無所謂，主要是這個過程比較有意思。當然，我也希望這個研究項目能更好。

　　4引力波存在與每個人的生活有何密切聯系？

　　不該用現實評價科學突破

　　胡一鳴：如果要問及它的現實意義，恐怕很少有人能回答得上來。正如愛因斯坦當年也無法準確地預言，廣義相對論能給人帶來什么用處。但實際上，我們手機里使用的衛星導航，如果缺了廣義相對論的修正，根本就無法正常使用。

　　有故事說，一位收稅官在觀看了法拉第的電動機工作表演后，很輕蔑地問道：“這樣的東西會有什么用呢？”法拉第告訴那位收稅官：“先生，我想在將來的某一天，您一定會向它收稅的。”

　　在面對科學突破時，特別是這種基礎領域的突破時，我們不應該以現實應用評價它的價值。當然，這也并不是說，納稅人的錢扔給LIGO只是為了聽個響（我們的確聽到了這一聲黑洞的并合）。在LIGO的建造中，涉及無數科研前沿的問題等待突破，而這些技術上的創新與突破，紛紛都衍生出草創公司，也許未來某一天，我們也將從中受益。要知道，創造互聯網的，并不是某個商業公司，而是為了探索高能物理的歐核中心。

　　5為什么時隔半年左右才宣布探測到引力波的事？

　　沒有十二分的自信不敢發布

　　胡一鳴：其實信號到達后3分鐘就被程序發現，但是因為那個時候還沒有正式開始觀測，所以大家并不期待探測到信號，回過神來第一個發現這次探測時已經是半小時以后了。盡管如此，我們內部恪守規則，在沒有萬分的把握之前，嚴禁任何成員向任何組織外的個人透露消息。

　　LIGO科學合作組織非常的嚴謹。只有當你握有強有力的證據，你才可以做出超出常

　　人想象的論斷。雙黑洞的探測是一次驚世之作，在我們沒有十二分自信之前，我們不敢輕易發布消息。

　　對于大眾讀者而言，這不過是屏幕或者報紙上的簡單幾個數字，但是我們所發表的論文中的每一句話、每一個數字，背后都是漫天飛舞的電子郵件的討論和反復的計算和確認，浸滿了科學家的汗水。可以說，我們發表的文章，兩句三年得，一吟雙淚流。

　　6兩位科學家的日常研究工作是怎么樣的？

　　研究之外還有教學工作

　　胡一鳴：每天上百封電子郵件，每天都有電話會議，有時候更多。平常我們的探測器在美國，但是數據都會放在超級計算機上（這部分的工作也有清華研究團隊早些年的貢獻）。我們都可以連接到超級計算機進行分析和處理。

　　陳雁北：我的科研組里有8個研究生和2個博士后，有很大部分的科研分配給他們去做。他們之間也會有合作，我的工作時間有相當一部分時間跟他們討論進展，同時自己還要去想一些理論問題。我和胡一鳴不一樣，我不是直接參加數據分析的電話會議，我以自己小組里面的工作為主。我的工作還有一部分要教書，準備講課的材料，新的課程每講一個半小時的課要準備五六個小時時間，教學也是工作中很大一部分時間。

　　我現在還沒有學會安排時間，工作也不是有條不紊地完成。我跟大家想象中的科學家可能完全不一樣，我的工作既不處理數據，也不用觀測儀器，主要做一些紙和筆的計算，以及在計算機上進行一些論文的數值模擬。

　　7關于對大眾進行引力波科普方面的工作，LIGO有沒有進行準備？

　　因為嚴謹無法對謠言發聲

　　陳雁北：我沒有經過科普方面的培訓，我們以前的科普工作專門有人組織在探測器方面有面向中小學生開放的展覽，合作組織也會定期組織科普活動，我本人參與科普活動很少。我們以前也沒有探測到引力波，如今探測到了，在科普方面現在應該會有所加強。

　　胡一鳴：科普更多的還是個人的興趣，大家都很忙，很難擠出時間做科普。不過我作為一個從小就是天文愛好者，成長為天文研究人員，非常希望可以把我對科學，對天文的熱情傳遞給更多的大眾。

　　在LIGO團隊里面有一個專門的小組是科普相關的，大家都是業余愛好，因為畢竟時間上和做科研的時間常常沖突。當然這一次的探測結果，這個科普列表忙瘋了，我們LIGO科學合作組織的很多年輕華人學者在微信里面建立了一個群，在新聞發布會之前的一個星期做了很多的翻譯和寫作工作。

　　我都是業余參加的，沒有什么多余的經費去做科普。主要是LIGO之前因為嚴謹，不能對謠言做出任何回應，謠言滿天飛的時候官方不能發聲，很是痛苦。所以我們希望能夠在新聞發布會開始的時候，將正確的信息準確地傳遞給大眾。正是這種使命感，讓我們十幾個年輕的學子跨越全球24小時不間斷連續工作，短時間內完成了大量的翻譯和寫作。

　　8有人說，LIGO項目探測到了引力波，是否中國的“天琴計劃”就不要繼續了？

　　天琴計劃可探測更多信息

　　陳雁北：我覺得這是一個非常錯誤的說法，地面和天空探測是不同的波段，看到的圓是不同的，學到的知識也是不一樣的。不同的波段會有不同現象，能看到不同的東西，這個計劃本身是沒有矛盾的。

　　如果考慮到地面已經探測到引力波，對于空間探測將是一個鼓勵，“天琴計劃”很可能會相比地面探測到的黑洞更大，可能看到星系中心大質量黑洞的并合過程，它們可以研究了解到宇宙早期星系演化的過程，這個是地面上探測不到的，因此“天琴計劃”可以探測到更多新的信息，兩個項目研究是完全沒有矛盾的。

　　在國內有幾個科研組參加了引力波的研究方向，甚至有的研究可以推動中國空間的引力波項目。“天琴計劃”我去年已經聽說了，中國現在發展那么快，在科研方向應該做出中國的貢獻，我也在和中山大學的教授們討論怎么幫助“天琴計劃”。目前“天琴計劃”尚處于比較起始的階段，大家需要從天文學、儀器上的可行性等方面去論證，如何把它變得更好，需要實驗物理學家和理論物理學家、天文學家共同討論的過程。

　　胡一鳴：對于我國自己的引力波實驗項目，我個人認識是應該大力鼓勵和支持的。我去年年底參加過“天琴計劃”的研討會，如果可以做成，我非常希望可以參與到咱們國家自己的引力波研究進展中。

　　■鏈接

　　“天琴計劃”

　　“天琴計劃”是中山大學發起的一個科研計劃，中山大學正在組建研究小組開展我國空間引力波探測計劃任務的預先研究，制定我國空間引力波探測計劃的實施方案和路線圖，提出“天琴”空間引力波探測計劃，并開展關鍵技術研究。該計劃已于2015年7月份正式啟動。