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引力波探測參與者:LIGO與中國天琴計(jì)劃不矛盾

2016年02月14日 05:57:49  來源:京華時(shí)報(bào)
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  近日,LIGO“引力波”項(xiàng)目證實(shí)了物理學(xué)界的百年猜想,在引起科學(xué)家們關(guān)注的同時(shí),也引起了公眾對于這項(xiàng)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(xué)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(xiàng)目參與者,和媒體、科學(xué)愛好者進(jìn)行了一場中美德三地互動的訪談。

  1何種機(jī)緣讓您開始引力波實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的探測?

  因?yàn)椤坝幸馑肌奔尤雸F(tuán)隊(duì)

  陳雁北:我以前在北大本科學(xué)的是核物理專業(yè),到了美國加州理工學(xué)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(jī)會加入的。引力

  波的探測是一個很長的過程,其實(shí)前后花費(fèi)了好幾十年時(shí)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(tǒng)能夠探測到它。

  2這項(xiàng)研究成果對您和其他科學(xué)工作者而言意味著什么?

  成果將研究帶入新時(shí)代

  陳雁北:我們這個領(lǐng)域有了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),就可以把理論和實(shí)驗(yàn)相比較,研究廣義相對論的正確性,以及引力波的傳播性質(zhì),相當(dāng)于把這個研究領(lǐng)域帶入了一個新時(shí)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(zhuǎn)折點(diǎn)。

  我參加引力波領(lǐng)域研究十幾年后終于有了信號,這已經(jīng)很不容易了?赡芎芏嗫茖W(xué)工作者參加了三四十年研究才探測到引力波,他們學(xué)術(shù)生涯中很多時(shí)間沒有數(shù)據(jù)支撐,更多是一種探索的狀態(tài)。

  引力波的存在被證實(shí)后,對當(dāng)前年輕的學(xué)者是一個更好的機(jī)會,他們在學(xué)術(shù)剛剛開始的時(shí)候就有了新的發(fā)現(xiàn),可以有更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)去研究,這是非常幸運(yùn)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(fēng)景在路上過程很美好

  胡一鳴:詩意一點(diǎn)地說,風(fēng)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(dāng)然,我也希望這個研究項(xiàng)目能更好。

  4引力波存在與每個人的生活有何密切聯(lián)系?

  不該用現(xiàn)實(shí)評價(jià)科學(xué)突破

  胡一鳴:如果要問及它的現(xiàn)實(shí)意義,恐怕很少有人能回答得上來。正如愛因斯坦當(dāng)年也無法準(zhǔn)確地預(yù)言,廣義相對論能給人帶來什么用處。但實(shí)際上,我們手機(jī)里使用的衛(wèi)星導(dǎo)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(jī)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(xué)突破時(shí),特別是這種基礎(chǔ)領(lǐng)域的突破時(shí),我們不應(yīng)該以現(xiàn)實(shí)應(yīng)用評價(jià)它的價(jià)值。當(dāng)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(shù)科研前沿的問題等待突破,而這些技術(shù)上的創(chuàng)新與突破,紛紛都衍生出草創(chuàng)公司,也許未來某一天,我們也將從中受益。要知道,創(chuàng)造互聯(lián)網(wǎng)的,并不是某個商業(yè)公司,而是為了探索高能物理的歐核中心。

  5為什么時(shí)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(fā)布

  胡一鳴:其實(shí)信號到達(dá)后3分鐘就被程序發(fā)現(xiàn),但是因?yàn)槟莻時(shí)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(fā)現(xiàn)這次探測時(shí)已經(jīng)是半小時(shí)以后了。盡管如此,我們內(nèi)部恪守規(guī)則,在沒有萬分的把握之前,嚴(yán)禁任何成員向任何組織外的個人透露消息。

  LIGO科學(xué)合作組織非常的嚴(yán)謹(jǐn)。只有當(dāng)你握有強(qiáng)有力的證據(jù),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(fā)布消息。

  對于大眾讀者而言,這不過是屏幕或者報(bào)紙上的簡單幾個數(shù)字,但是我們所發(fā)表的論文中的每一句話、每一個數(shù)字,背后都是漫天飛舞的電子郵件的討論和反復(fù)的計(jì)算和確認(rèn),浸滿了科學(xué)家的汗水?梢哉f,我們發(fā)表的文章,兩句三年得,一吟雙淚流。

  6兩位科學(xué)家的日常研究工作是怎么樣的?

  研究之外還有教學(xué)工作

  胡一鳴:每天上百封電子郵件,每天都有電話會議,有時(shí)候更多。平常我們的探測器在美國,但是數(shù)據(jù)都會放在超級計(jì)算機(jī)上(這部分的工作也有清華研究團(tuán)隊(duì)早些年的貢獻(xiàn))。我們都可以連接到超級計(jì)算機(jī)進(jìn)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?nèi)プ。他們之間也會有合作,我的工作時(shí)間有相當(dāng)一部分時(shí)間跟他們討論進(jìn)展,同時(shí)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(shù)據(jù)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(zhǔn)備講課的材料,新的課程每講一個半小時(shí)的課要準(zhǔn)備五六個小時(shí)時(shí)間,教學(xué)也是工作中很大一部分時(shí)間。

  我現(xiàn)在還沒有學(xué)會安排時(shí)間,工作也不是有條不紊地完成。我跟大家想象中的科學(xué)家可能完全不一樣,我的工作既不處理數(shù)據(jù),也不用觀測儀器,主要做一些紙和筆的計(jì)算,以及在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行一些論文的數(shù)值模擬。

  7關(guān)于對大眾進(jìn)行引力波科普方面的工作,LIGO有沒有進(jìn)行準(zhǔn)備?

  因?yàn)閲?yán)謹(jǐn)無法對謠言發(fā)聲

  陳雁北:我沒有經(jīng)過科普方面的培訓(xùn),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(xué)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(xiàn)在應(yīng)該會有所加強(qiáng)。

  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(shí)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(xué),對天文的熱情傳遞給更多的大眾。

  在LIGO團(tuán)隊(duì)里面有一個專門的小組是科普相關(guān)的,大家都是業(yè)余愛好,因?yàn)楫吘箷r(shí)間上和做科研的時(shí)間常常沖突。當(dāng)然這一次的探測結(jié)果,這個科普列表忙瘋了,我們LIGO科學(xué)合作組織的很多年輕華人學(xué)者在微信里面建立了一個群,在新聞發(fā)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(yè)余參加的,沒有什么多余的經(jīng)費(fèi)去做科普。主要是LIGO之前因?yàn)閲?yán)謹(jǐn),不能對謠言做出任何回應(yīng),謠言滿天飛的時(shí)候官方不能發(fā)聲,很是痛苦。所以我們希望能夠在新聞發(fā)布會開始的時(shí)候,將正確的信息準(zhǔn)確地傳遞給大眾。正是這種使命感,讓我們十幾個年輕的學(xué)子跨越全球24小時(shí)不間斷連續(xù)工作,短時(shí)間內(nèi)完成了大量的翻譯和寫作。

  8有人說,LIGO項(xiàng)目探測到了引力波,是否中國的“天琴計(jì)劃”就不要繼續(xù)了?

  天琴計(jì)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(xué)到的知識也是不一樣的。不同的波段會有不同現(xiàn)象,能看到不同的東西,這個計(jì)劃本身是沒有矛盾的。

  如果考慮到地面已經(jīng)探測到引力波,對于空間探測將是一個鼓勵,“天琴計(jì)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(zhì)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(jì)劃”可以探測到更多新的信息,兩個項(xiàng)目研究是完全沒有矛盾的。

  在國內(nèi)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(xiàng)目!疤烨儆(jì)劃”我去年已經(jīng)聽說了,中國現(xiàn)在發(fā)展那么快,在科研方向應(yīng)該做出中國的貢獻(xiàn),我也在和中山大學(xué)的教授們討論怎么幫助“天琴計(jì)劃”。目前“天琴計(jì)劃”尚處于比較起始的階段,大家需要從天文學(xué)、儀器上的可行性等方面去論證,如何把它變得更好,需要實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家和理論物理學(xué)家、天文學(xué)家共同討論的過程。

  胡一鳴:對于我國自己的引力波實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,我個人認(rèn)識是應(yīng)該大力鼓勵和支持的。我去年年底參加過“天琴計(jì)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(jìn)展中。

  ■鏈接

  “天琴計(jì)劃”

  “天琴計(jì)劃”是中山大學(xué)發(fā)起的一個科研計(jì)劃,中山大學(xué)正在組建研究小組開展我國空間引力波探測計(jì)劃任務(wù)的預(yù)先研究,制定我國空間引力波探測計(jì)劃的實(shí)施方案和路線圖,提出“天琴”空間引力波探測計(jì)劃,并開展關(guān)鍵技術(shù)研究。該計(jì)劃已于2015年7月份正式啟動。

  京華時(shí)報(bào)記者潘珊菊采寫

[責(zé)任編輯:郭曉康]