引力波探測全球超過千名科學(xué)家參與
探索頂尖科學(xué)需聚世界之力
來源：文匯報(bào) 2016-2-18 沈湫莎
引力波探測是當(dāng)今時代最前沿、最頂尖的科學(xué)探索，迄今共有來自全球各個學(xué)科的超過千名科學(xué)家參與其中。
世界頂級課題必定是一次全球智慧的協(xié)作與“眾包”，清華大學(xué)信息技術(shù)研究院研究員曹軍威這樣判斷，他還說：“像引力波這樣規(guī)模的科學(xué)探索，遠(yuǎn)超出某個單一學(xué)科的范疇，也超出某一個研究小組、一個大學(xué)或研究機(jī)構(gòu)，甚至一個國家的能力，必須是物理、天文、機(jī)械、激光、精密儀器、信息等方方面面的專家共同參與，在全球范圍聯(lián)合攻關(guān)。”
工作像“碼農(nóng)”，心態(tài)很重要
許多人把探測到引力波比喻為宇宙尺度的浪漫相遇，但身在其中的科學(xué)家并沒有覺得這么浪漫。從2001年開始，現(xiàn)任西澳大學(xué)物理學(xué)教授的溫琳清就在加州理工學(xué)院引力波數(shù)據(jù)分析組開始了引力波探測研究，她的主要工作是提出模型并驗(yàn)證。
今年已經(jīng)是溫琳清和引力波結(jié)緣的第15個年頭，要不是不久前的發(fā)現(xiàn)讓她從事的這一領(lǐng)域大熱，估計(jì)枯燥的工作還會繼續(xù)持續(xù)下去。她如何堅(jiān)持可能要耗費(fèi)一輩子時間去等待一個結(jié)果渺茫的試驗(yàn)?zāi)兀?/p>
“我們周圍有好幾個有威信而樂觀的科學(xué)家，他們找引力波都40年了，有他們在，我不太擔(dān)心探測不到。”溫琳清說，“就算探測不到，我們也可以研究為什么探測不到。”她所在的團(tuán)隊(duì)有很大的科研自由度，除了引力波，溫琳清對她博士期間研究的X-射線雙子系統(tǒng)也很感興趣。
引力波探測論文的參與作者、美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）科學(xué)合作組織核心成員、加州理工大學(xué)教授陳雁北幾十年中主要工作，就是用紙筆做計(jì)算，或者在計(jì)算機(jī)上做小規(guī)模的數(shù)值模擬，沒有成果時，他的心態(tài)其實(shí)與溫琳清很像。他說:“引力波的探測是一個很長的過程，已經(jīng)花了幾十年的時間，即便沒希望也無所謂，這個過程本身就很有意思。”
興趣是最好的使人進(jìn)步的老師
溫琳清不會想到，她在南京大學(xué)的一次演講，會在一個小男孩心中播下引力波的“火種”，他就是目前在德國馬普引力物理所從事相關(guān)研究的LIGO科學(xué)合作組織成員、清華大學(xué)博士后胡一鳴。
從小，胡一鳴就對天文有狂熱的興趣，因?yàn)閻劭慈粘觯依镉譀]什么錢，一家人搬到鄉(xiāng)下去看日出。到了初中課堂上，他冒出的專業(yè)天文術(shù)語能把老師給震住。
高三第一學(xué)期時，胡一鳴要代表國家隊(duì)去印度參加國際天文奧林匹克競賽，而且一去就是半個多月。高中老師擔(dān)心他回來會跟不上學(xué)習(xí)進(jìn)度，影響高考，但最后還是放他去了，因?yàn)楦咧欣蠋熆吹贸鲞@孩子對天文的癡迷。
報(bào)高考志愿時，胡一鳴只填了一個專業(yè)，就是南京大學(xué)天文系，而那年他填的這個專業(yè)只招一人。老師和家長都問他，如果考不上怎么辦？胡一鳴很堅(jiān)定地說：“除了天文，我不想報(bào)任何其他專業(yè)，今年沒考上，明年復(fù)讀再考。”
這份堅(jiān)定感動了胡一鳴的高中校長，他給南大校長寫了一封信，里面提到：“如果你們錄取胡一鳴，比錄取十個、二十個考大學(xué)為了某一個出路的學(xué)生更有價(jià)值。”
為每一寸極限突破費(fèi)盡心力
“臂長”4千米的LIGO不僅體型巨大，從開建到運(yùn)行，它就是個融合了光學(xué)工程、機(jī)械工程、電子控制、數(shù)字分析處理、抗震、鍍膜的大型科學(xué)裝置項(xiàng)目。
據(jù)上海理工大學(xué)教授韓森透露，構(gòu)成LIGO主體的精密光學(xué)儀器設(shè)備制造大多出自澳大利亞團(tuán)隊(duì)，而韓森曾在1998年受邀為LIGO設(shè)計(jì)和制造了一臺光學(xué)檢測設(shè)備。
清華大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)以高精度的數(shù)據(jù)分析能力幫助“凈化”了引力波探測中的干擾信號，LIGO數(shù)據(jù)采樣頻率超過1.6萬次/秒，采樣信道達(dá)上萬個，只能依靠先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)做支撐。在曹軍威看來，探測器的精度提升和數(shù)據(jù)分析處理相輔相成，最終成就了引力波探測的成功，這是全世界千余名研究人員共同努力的結(jié)果。
未來的大型科學(xué)研究什么樣？可以肯定的是，更大的數(shù)據(jù)樣本，更長的周期，更大的投入，從全球各地都在興起的綜合性的大科學(xué)中心就能體現(xiàn)出世界科研的變化趨勢，而匯聚全球“智慧大腦”是未來科研的必然選擇。
編輯：苑苑
