引力波：广义相对论的“最后一块拼图”(2)
2016年2月11日当地时间10时30分(北京时间23时30分)，NSF召集来自加州理工学院、麻省理工学院以及LIGO科学合作组织的科学家在华盛顿特区国家媒体中心，由LIGO发言人、路易斯安那州立大学物理学家冈萨雷斯宣布：位于德国汉诺威马普学会引力物理研究所的LIGO在2015年9月14日17时50分45秒(北京时间)，首次直接探测到了引力波信号(代号GW 150914)!GW 150914来自13亿光年之遥的质量分别为36M⊙(M⊙指“太阳质量”，1M⊙=1个太阳的总质量≈1.989×1030千克)和29M⊙的两个黑洞合并末期发出的引力波；两者在不到1秒的时间内合并后，成为质量为62 M⊙的一個黑洞(质量“损失”了3 M⊙)，在合并的最后20毫秒里以强大的引力波形式把能量(其峰值能量约3.6×1049瓦，比整个可见宇宙释放出的能量高出约50倍)释放到宇宙空间，经过13亿年的日夜兼程抵达地球。这一引力波信号的初始频率为35赫兹，紧接着迅速提高到了250赫兹，最后变得无序而消失，整个过程仅持续了约0.25秒。美国的LIGO也探测到了GW 150914：位于利文斯顿市的探测器比位于汉福德市的探测器早探测到7毫秒，这个时间差表明引力波从南部天区传来。这也是人类首次直接“看”到双黑洞并合。同年12月26日，LIGO又再次直接探测到另一个引力波信号(代号GW 151226)。
正是：“众里寻‘波’千百度，那‘波’却在灯火阑珊处。”
从“八仙过海”到“千军万马”
——三位得奖者的贡献
韦斯出生在德国柏林，是一位对引力物理学和天体物理学做出过重要贡献的美国物理学家、麻省理工学院物理学教授、激光干涉引力波探测器(LIGO的核心设备)的主要发明者，也是LIGO的最早提出者。索恩出生在美国犹他州的洛根，也是一位对引力物理学和天体物理学做出过重要贡献的美国理论物理学家、加州理工学院教授。如前所述，他俩率先讨论了用激光干涉方法探测引力波的可能性。于是，他俩就成了LIGO的联合创始人。不过，LIGO的联合创始人是三位。那么，第三位是谁呢？
第三位是德雷弗——一位出生在英国的实验物理学家、加州理工学院教授。那德雷弗为什么在2017年的诺贝尔物理学奖中“名落孙山”呢？原来，他于2017年3月7日就在苏格兰首府爱丁堡辞世了——从1974年开始，诺贝尔奖原则上在生前提名，不颁发给逝者(从1974年迄今唯一的例外是：2011年诺贝尔生理学或医学奖的三位得主之一的斯坦曼——1943年出生在加拿大的生物学家，他在诺贝尔奖评委会确定他获奖之后、在当地时间2011年10月3日宣布获奖之前3天的9月30日辞世)。
德雷弗的“早逝”(其实活了85周岁)，是诺贝尔奖历史上罕见的一场“悲喜剧”。原来，在前述NSF宣布成功直接探测到引力波之时，当年诺贝尔奖的提名已经截止了10天。然而，就是这区区10天，就酿成了他不可能被授奖的“悲剧”!正是：“出师‘已’捷身先死，长使英雄泪满襟。”所幸的是，当时已深受痴呆症之困的他，仍能理解引力波探测成功这一消息，并为之开心不已。不过，他的“悲剧”倒是诺贝尔奖评委会的“喜剧”——某一项诺贝尔奖在某一年最多只能颁发给三人。如果他还活着，评委会就会面临在LIGO的“三巨头”与巴里什这四人之中“四选三”的尴尬。随着他的辞世，这道“四选三难题”也迎刃而解。
诺贝尔奖评委会的“喜剧”还有另一层意思。如果没有上述“截止了10天”，而是在2016年就给这项成果匆忙颁奖，就有“成果不实”的风险，因为历史对声称“发现”引力波的研究者并不“仁慈”。事实之一是，就在2015年初，一支国际团队不得不撤回了南极一架望远镜发现引力波间接信号的声明。在诺贝尔奖历史上，这种风险并不鲜见。例如，瑞士生理学家赫斯和葡萄牙精神病学家莫尼兹因“发现脑白质切断术对某些精神疾病的治疗价值”，共享1949年的诺贝尔生理学或医学奖。然而，他俩的这种治疗方法，却让许多病人受害，1960年被普遍废弃。探测到引力波的成果“推迟”了一年颁奖，给了反复验证这项成果的时间，减小了“成果不实”的风险。事实上，在前述两次直接探测到之后，LIGO 又两次直接探测到：2017年1月4日(引力波代号GW 170104)与8月14日(引力波代号GW 170814)；其中后面的那一次，就是在2017年3月7日德雷弗辞世之后。
多次探测是必须的——可重复性是科学发现的必要条件。上述四次中的最后那一次来自两个不同的团队(这比前三次都是LIGO一个团队的探测更有价值)：前述有两台孪生引力波探测器的汉福德市和利文斯顿市的LIGO，有一台引力波探测器的欧洲“处女座”天文台(即位于意大利的Virgo引力波天文台，LIGO的合作机构)。这次探测到的GW 170814，由18亿光年外的两颗黑洞产生。它俩的初始质量分别大约是30.5M⊙和25.3 M⊙，两者合并成了一颗质量为53.2M⊙的黑洞，质量“亏损”了2.6M⊙。位于利文斯顿市的探测器比位于汉福德市和“处女座”的探测器分别早探测到6毫秒与12毫秒。
那么，并不是LIGO创始人的巴里什又凭什么得奖呢？巴里什出生在美国内布拉斯加州奥马哈市，是一个实验物理学家、加州理工学院教授。虽然他不是LIGO的创始人，但他是在LIGO进程中力挽狂澜的不可或缺的领导者。原来，从1994年开始，巴里什担任了LIGO的领导人。1992年，德雷弗因为与NSF指派并得到美国国会信任的LIGO负责人、曾任加州理工学院教务长的沃格特不睦被“扫地出门”之后，LIGO成了一潭死水。巴里什临危受命，用务实而严谨的管理能力争取到了经费，建立了成熟的科研体系，并把起初仅40人的研究小组发展成了有上千人参与的大型国际合作项目——“LIGO科学大联盟”，从而得到了来自世界各国不计其数的专业技术支持……
由此可见，为直接发现引力波做出贡献的，远不止2017年的诺贝尔物理学奖得主。包括中国科学家(其成果是：成功获得“引力场以光速传播”的第一个观测证据)在内的近20个国家的1000多位科学家，都直接参加了这一科研项目。这一成功，体现了从“八仙过海”发展到“千军万马”的国际合作“大科学模式”的重要性。 (陈仁政)
正是：“众里寻‘波’千百度，那‘波’却在灯火阑珊处。”
从“八仙过海”到“千军万马”
——三位得奖者的贡献
韦斯出生在德国柏林，是一位对引力物理学和天体物理学做出过重要贡献的美国物理学家、麻省理工学院物理学教授、激光干涉引力波探测器(LIGO的核心设备)的主要发明者，也是LIGO的最早提出者。索恩出生在美国犹他州的洛根，也是一位对引力物理学和天体物理学做出过重要贡献的美国理论物理学家、加州理工学院教授。如前所述，他俩率先讨论了用激光干涉方法探测引力波的可能性。于是，他俩就成了LIGO的联合创始人。不过，LIGO的联合创始人是三位。那么，第三位是谁呢？
第三位是德雷弗——一位出生在英国的实验物理学家、加州理工学院教授。那德雷弗为什么在2017年的诺贝尔物理学奖中“名落孙山”呢？原来，他于2017年3月7日就在苏格兰首府爱丁堡辞世了——从1974年开始，诺贝尔奖原则上在生前提名，不颁发给逝者(从1974年迄今唯一的例外是：2011年诺贝尔生理学或医学奖的三位得主之一的斯坦曼——1943年出生在加拿大的生物学家，他在诺贝尔奖评委会确定他获奖之后、在当地时间2011年10月3日宣布获奖之前3天的9月30日辞世)。
德雷弗的“早逝”(其实活了85周岁)，是诺贝尔奖历史上罕见的一场“悲喜剧”。原来，在前述NSF宣布成功直接探测到引力波之时，当年诺贝尔奖的提名已经截止了10天。然而，就是这区区10天，就酿成了他不可能被授奖的“悲剧”!正是：“出师‘已’捷身先死，长使英雄泪满襟。”所幸的是，当时已深受痴呆症之困的他，仍能理解引力波探测成功这一消息，并为之开心不已。不过，他的“悲剧”倒是诺贝尔奖评委会的“喜剧”——某一项诺贝尔奖在某一年最多只能颁发给三人。如果他还活着，评委会就会面临在LIGO的“三巨头”与巴里什这四人之中“四选三”的尴尬。随着他的辞世，这道“四选三难题”也迎刃而解。
诺贝尔奖评委会的“喜剧”还有另一层意思。如果没有上述“截止了10天”，而是在2016年就给这项成果匆忙颁奖，就有“成果不实”的风险，因为历史对声称“发现”引力波的研究者并不“仁慈”。事实之一是，就在2015年初，一支国际团队不得不撤回了南极一架望远镜发现引力波间接信号的声明。在诺贝尔奖历史上，这种风险并不鲜见。例如，瑞士生理学家赫斯和葡萄牙精神病学家莫尼兹因“发现脑白质切断术对某些精神疾病的治疗价值”，共享1949年的诺贝尔生理学或医学奖。然而，他俩的这种治疗方法，却让许多病人受害，1960年被普遍废弃。探测到引力波的成果“推迟”了一年颁奖，给了反复验证这项成果的时间，减小了“成果不实”的风险。事实上，在前述两次直接探测到之后，LIGO 又两次直接探测到：2017年1月4日(引力波代号GW 170104)与8月14日(引力波代号GW 170814)；其中后面的那一次，就是在2017年3月7日德雷弗辞世之后。
多次探测是必须的——可重复性是科学发现的必要条件。上述四次中的最后那一次来自两个不同的团队(这比前三次都是LIGO一个团队的探测更有价值)：前述有两台孪生引力波探测器的汉福德市和利文斯顿市的LIGO，有一台引力波探测器的欧洲“处女座”天文台(即位于意大利的Virgo引力波天文台，LIGO的合作机构)。这次探测到的GW 170814，由18亿光年外的两颗黑洞产生。它俩的初始质量分别大约是30.5M⊙和25.3 M⊙，两者合并成了一颗质量为53.2M⊙的黑洞，质量“亏损”了2.6M⊙。位于利文斯顿市的探测器比位于汉福德市和“处女座”的探测器分别早探测到6毫秒与12毫秒。
那么，并不是LIGO创始人的巴里什又凭什么得奖呢？巴里什出生在美国内布拉斯加州奥马哈市，是一个实验物理学家、加州理工学院教授。虽然他不是LIGO的创始人，但他是在LIGO进程中力挽狂澜的不可或缺的领导者。原来，从1994年开始，巴里什担任了LIGO的领导人。1992年，德雷弗因为与NSF指派并得到美国国会信任的LIGO负责人、曾任加州理工学院教务长的沃格特不睦被“扫地出门”之后，LIGO成了一潭死水。巴里什临危受命，用务实而严谨的管理能力争取到了经费，建立了成熟的科研体系，并把起初仅40人的研究小组发展成了有上千人参与的大型国际合作项目——“LIGO科学大联盟”，从而得到了来自世界各国不计其数的专业技术支持……
由此可见，为直接发现引力波做出贡献的，远不止2017年的诺贝尔物理学奖得主。包括中国科学家(其成果是：成功获得“引力场以光速传播”的第一个观测证据)在内的近20个国家的1000多位科学家，都直接参加了这一科研项目。这一成功，体现了从“八仙过海”发展到“千军万马”的国际合作“大科学模式”的重要性。 (陈仁政)