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LIGO是怎樣煉成的,MIT校長(zhǎng)闡述基礎(chǔ)科學(xué)創(chuàng)新理念

 殘?jiān)瓢辁Q歸 2016-02-13


編者按


中國(guó)的科學(xué)研究已經(jīng)有了較大的體量,大家轉(zhuǎn)而關(guān)注如何能產(chǎn)生更多原創(chuàng)型的、高質(zhì)量的科學(xué)研究。這需要中國(guó)的科學(xué)工作者和科學(xué)管理者換一種心態(tài),換一種精神,有更高貴的追求。在下文中,LIGO的創(chuàng)始者Rainer Weiss介紹了LIGO四十年的發(fā)展經(jīng)歷。而MIT的校長(zhǎng)L.Rafael Reif則以LIGO為例,展示了他對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)所持有的理念。從科學(xué)工作者和科學(xué)管理者兩個(gè)角度,Weiss和Reif都向我們傳遞出,要做出原創(chuàng)型高質(zhì)量的研究需要何種心態(tài)、何種精神和何種追求。

——文小剛





專訪LIGO聯(lián)合創(chuàng)始人、麻省理工學(xué)院榮譽(yù)教授雷納·韋斯



本文經(jīng)麻省理工科技評(píng)論(微信公眾號(hào):mit-tr)授權(quán)轉(zhuǎn)載,禁止二次轉(zhuǎn)載


Rainer Weiss


麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院,與來自全球各地的科學(xué)家們一道,通過LIGO首次直接探測(cè)到了抵達(dá)地球的引力波。LIGO全稱為“激光干涉引力波天文臺(tái)”(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,LIGO)。


LIGO系統(tǒng)由兩個(gè)相距1865英里,且完全相同的探測(cè)器組成。每個(gè)探測(cè)器包含兩個(gè)布置成L型的長(zhǎng)度為4公里的真空管,科學(xué)家們通過真空管來發(fā)射激光束。每束激光到達(dá)真空管末端后,會(huì)被鏡面反射,并沿相反路線返回。在同等條件下,兩束激光應(yīng)該在完全相同的時(shí)間抵達(dá)源頭,由于干涉,光線不會(huì)抵達(dá)光電探測(cè)器。然而,如果有引力波穿過探測(cè)器,根據(jù)愛因斯坦100年前的預(yù)測(cè),會(huì)使兩個(gè)真空管中的空間出現(xiàn)極其微小的拉伸與壓縮,從而破壞了原有的完美平衡,使光線外泄到光電探測(cè)器上。

 

迄今為止,LIGO已涉及來自美國(guó)本土的大學(xué),如麻省理工學(xué)院,以及來自全球15個(gè)國(guó)家的950位之多的科學(xué)家。但很難想象,在四十年前,LIGO僅僅是麻省理工學(xué)院物理學(xué)教授雷納·韋斯(Rainer Weiss)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)課堂練習(xí)。

 

雷納·韋斯(Rainer Weiss),1932年9月29日出生于德國(guó)柏林。麻省理工學(xué)院物理學(xué)教授,于1964年加入麻省理工學(xué)院。韋斯教授發(fā)明了干涉引力波探測(cè)器,并聯(lián)合創(chuàng)立了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)LIGO項(xiàng)目。他在將理論及實(shí)驗(yàn)物理學(xué)應(yīng)用于宇宙研究領(lǐng)域做出了重大貢獻(xiàn)。

 

2016年2月,雷納·韋斯教授與另外三位科學(xué)家聯(lián)合出席了在華盛頓舉行的美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的新聞發(fā)布會(huì),正式向全世界宣布已于2015年9月探測(cè)到引力波。其他三位科學(xué)家分別為大衛(wèi)·瑞茲(David Reitze)(LIGO執(zhí)行主任)、加布里娜·岡薩雷斯(Gabriela González)(LIGO科學(xué)合作組織發(fā)言人)、基普·索恩(Kip Thorne)(加州理工學(xué)院教授、LIGO聯(lián)合創(chuàng)始人)。

 

麻省理工學(xué)院新聞辦公室對(duì)韋斯教授進(jìn)行了專訪,他講述了LIGO的歷史,以及他們?nèi)绾斡昧怂氖陼r(shí)間去證明愛因斯坦是正確的。


Q:LIGO從何而來?

 

A:故事從1967年的麻省理工學(xué)院開始,當(dāng)時(shí)物理學(xué)教務(wù)主任要求我設(shè)計(jì)一門廣義相對(duì)論課程。那時(shí),廣義相對(duì)論已被納入數(shù)學(xué)系的研究領(lǐng)域。雖然是引力理論,但絕大多數(shù)人也認(rèn)為它與物理學(xué)沒什么關(guān)系。這主要是因?yàn)閻垡蛩固估碚擃A(yù)測(cè)的可觀測(cè)效應(yīng)本來就是無限小的,這很難用實(shí)驗(yàn)物理學(xué)去驗(yàn)證。

 

愛因斯坦曾看著他的引力公式說道:“所研究的數(shù)字和維度都太小了,小到不會(huì)對(duì)任何事物造成影響,也沒有人能夠測(cè)量?!碑?dāng)你回想1916年的技術(shù)條件時(shí),他可能是正確的。

 

過去100年發(fā)生了一些大事,天文學(xué)的發(fā)現(xiàn)表明,人們?cè)?916年所掌握的有關(guān)緊密壓縮源、無限密度方面的知識(shí)是非常有限的,比如中子星和黑洞。但現(xiàn)在,我們擁有各種技術(shù)去做精確測(cè)量。從激光、微波激射器、精密電子儀器、計(jì)算機(jī),到大批的科研人員,這些都是那個(gè)年代所不敢想象的。

 

所以,當(dāng)我們準(zhǔn)備開始尋找引力波時(shí),人類已經(jīng)在技術(shù)和知識(shí)方面做好了準(zhǔn)備。

 

20世紀(jì)60年代,馬里蘭大學(xué)的約瑟夫·韋伯(Joseph Weber)認(rèn)為,尋找引力波需要的技術(shù)條件可能已經(jīng)具備,并發(fā)明了一種探測(cè)方法。他想象有一種具有極大質(zhì)量類似木琴的東西,稱為諧振棒(韋伯棒)。當(dāng)有引力波穿過時(shí),諧振棒會(huì)在不同方向上被拉伸和壓縮,同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。當(dāng)引力波的頻率恰好和諧振棒本身的特征頻率相符的時(shí)候,則會(huì)產(chǎn)生可被探測(cè)到的聲音。

 

這是尋找引力波的第一個(gè)實(shí)踐,韋伯當(dāng)時(shí)也宣稱發(fā)現(xiàn)了引力波。

 

我在教授課程時(shí),學(xué)生也很有興趣去了解這方面的知識(shí)。說實(shí)話,當(dāng)時(shí)我覺得可能一輩子都弄不明白韋伯在做什么,這就是問題所在,因?yàn)檫@與我當(dāng)時(shí)對(duì)廣義相對(duì)論所有的認(rèn)知相左,所以我也無法向?qū)W生解釋。

 

這就是我當(dāng)時(shí)的窘境。我在想,用什么方式才能夠最簡(jiǎn)單地向?qū)W生展示引力波的影響。

 

當(dāng)時(shí)對(duì)我而言很顯然的方案是:對(duì)在太空自由飄動(dòng)的物體,測(cè)量光線在它們之間往返所需的時(shí)間。如果存在引力波,光傳遞的時(shí)間會(huì)有變化。通過對(duì)傳遞時(shí)間差異的觀察,可以測(cè)量引力波的振幅。這一過程的公式很容易編寫,班里的絕大多數(shù)學(xué)生都能做到。請(qǐng)忽略當(dāng)時(shí)并沒有精密儀器去做測(cè)量,而僅僅停留在腦力實(shí)驗(yàn)這一事實(shí)。但大原則是沒有問題的。

 

此后,我沒有就此事再做更深入的考慮,直到一年后,我意識(shí)到韋伯的實(shí)驗(yàn)可能有些問題,因?yàn)槠渌硕紱]有得出他的結(jié)論?;蛟S是他的實(shí)驗(yàn)方法有問題,甚至是整個(gè)理論體系都出了問題。

 

一個(gè)夏天,我坐在被稱為“膠合板宮殿”、位于瓦薩大街(Vassar Street)20號(hào)樓的一個(gè)小房間內(nèi),花了一整個(gè)夏天研究我向?qū)W生們提出的想法,我想到了激光,我們是否真能用它來探測(cè)引力波?答案是肯定的,激光絕對(duì)是一種比韋伯的方式更有力的驗(yàn)證手段!


 

Q:從理論到物理實(shí)踐,您是如何做到的?

 

A:我們那時(shí)一直在電子研究實(shí)驗(yàn)室(The Research Laboratory of Electronics,RLE),使用軍方資金制造1.5米長(zhǎng)的原型探測(cè)器,進(jìn)度還不錯(cuò)。但由于越南戰(zhàn)爭(zhēng)和《曼斯菲爾的修正案》,我們突然失去了所有的科研經(jīng)費(fèi)。在RLE管理層眼中,研究重力與宇宙學(xué)不是軍方所關(guān)心的,資金被劃撥到更實(shí)際的物理研究領(lǐng)域。因此,我第一次向其他政府和私營(yíng)機(jī)構(gòu)申請(qǐng)資助,以繼續(xù)我們的研究。

 

當(dāng)時(shí),沒有人認(rèn)真從事引力波干涉的研究,雖然后來我也得知,某些人也有過此想法。位于德國(guó)加爾興的馬克斯·普朗克研究所(Max Planck Institute)的一個(gè)小組剛剛制造了一個(gè)“韋伯棒”。他們與意大利人合作,并發(fā)現(xiàn)韋伯是錯(cuò)誤的。這可能是70年代中期關(guān)于引力波最有價(jià)值的研究了。

 

正當(dāng)他們?cè)诳紤]下一步該做些什么的時(shí)候,就被美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(National Science Foundation)邀請(qǐng)去審議我的提案。他們當(dāng)時(shí)的想法和世界上其他從事該領(lǐng)域研究的小組類似:如何通過無限接近絕對(duì)零度來制造更好的“韋伯棒”??吹轿业奶岚负?,他們決定改變思路,并打電話給我詢問是否有對(duì)1.5米原型機(jī)比較了解的學(xué)生能去他們那里工作。(他們打電話給我的時(shí)候,我確實(shí)沒有合適人選。但后來,大衛(wèi)·舒梅克(David Shoemaker)加入了加爾興團(tuán)隊(duì),他參與了麻省理工學(xué)院原型探測(cè)器的研發(fā)。)隨后,他們果真造出了能正常工作的3米原型探測(cè)器,真是好樣的!

 

再后來,他們成功制造了30米原型探測(cè)器。到我拿到國(guó)家科學(xué)基金的資助,并重新開始研究工作時(shí),德國(guó)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)解決了絕大部分的技術(shù)問題,而且證明了我當(dāng)初的計(jì)算是準(zhǔn)確且行之有效的。他們還在我的理念上加入了一些新元素,進(jìn)一步優(yōu)化了這個(gè)系統(tǒng)。

 

1975年是非常關(guān)鍵的一年:因?yàn)槲耶?dāng)時(shí)也在做由NASA資助的宇宙背景輻射研究,NASA要求我組織一個(gè)宇宙學(xué)和相對(duì)論領(lǐng)域空間研究應(yīng)用方面的委員會(huì)。對(duì)我來說,該委員會(huì)的最大好處是讓我結(jié)識(shí)了基普·索恩(Kip Thorne)(加州理工物理學(xué)家),我曾邀請(qǐng)他來參加委員會(huì)聽證。

 

在一個(gè)炎熱的夏夜,華盛頓街頭游人如織,我去機(jī)場(chǎng)接了基普。因?yàn)樗麤]訂酒店,我便讓他住我的房間。基普在加州理工建立了一只頂尖的引力理論研究組,并已開始著手建立引力實(shí)驗(yàn)研究組。我們攤開一大張紙,在上面寫下了新的引力研究組能做的一切實(shí)驗(yàn)。我向他介紹了自己的研究進(jìn)展,基普當(dāng)即表示很有興趣合作。這次談話后,麻省理工學(xué)院和加州理工學(xué)院正式聯(lián)手,于是便有了后來的LIGO。


 

Q:這是一個(gè)雄心勃勃的愿景,無疑也是一個(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過程。是怎樣一些關(guān)鍵時(shí)刻推動(dòng)了項(xiàng)目繼續(xù)前進(jìn)?

 

A:在上世紀(jì)70年代后期,包括現(xiàn)在的皮特·索爾森(Peter Saulson)和保羅·林賽(Paul Linsay)在內(nèi)的麻省理工學(xué)院小組,與產(chǎn)業(yè)合作做了一項(xiàng)研究,確定建設(shè)一個(gè)大型的、數(shù)公里規(guī)模的引力波干涉探測(cè)器選址的可能性。這項(xiàng)研究包括:如何建造一個(gè)大型的真空系統(tǒng);考慮如何確定成本的比例法則;考察了可能的建設(shè)5到10公里長(zhǎng)度的L形結(jié)構(gòu)的物理選址,做到最小的土地移動(dòng);還有所需的光學(xué)與光源的條件。

 

我們仔細(xì)查看了各種可能的引力波源,以及世界不同實(shí)驗(yàn)室所開發(fā)的干涉測(cè)量方案的原型,所有這些信息被放進(jìn)了一份稱為藍(lán)皮書(Blue Book)的報(bào)告中,并在1983年提交給了國(guó)家科學(xué)基金會(huì)。來自加州理工學(xué)院和麻省理工學(xué)院的科學(xué)家共同做了“藍(lán)皮書”里面涉及內(nèi)容的報(bào)告,以及原型研究的若干成果。

 

我們提出的方案是,讓探測(cè)器系統(tǒng)的靈敏度足夠高,能夠從天體物理源中探測(cè)到引力波(但不只是一個(gè)新的原型)。這個(gè)方案建議建造兩個(gè)探測(cè)器:你不可能靠一個(gè)探測(cè)器完成這項(xiàng)科學(xué)研究,而必須有兩個(gè)獨(dú)立的探測(cè)器,必須有同樣的敏感度,并且能夠運(yùn)行足夠長(zhǎng)的時(shí)間。

 

這在后來變成了一場(chǎng)真正的爭(zhēng)論。你想堅(jiān)持這些想法,但有人很快提出質(zhì)疑:為什么不建一個(gè)足夠長(zhǎng)的呢?為什么要花這么長(zhǎng)時(shí)間呢?但所有這些質(zhì)疑都被否定了,我們堅(jiān)持了下來,否則早就失敗了,我們今天也不會(huì)在這里。我們從委員會(huì)獲得了認(rèn)可:這是一項(xiàng)有風(fēng)險(xiǎn),但可能產(chǎn)生卓越成果的研究,值得國(guó)家科學(xué)基金會(huì)考慮進(jìn)行立項(xiàng)。

  

到了80年代中期,美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)一直在嘗試怎么啟動(dòng)這個(gè)項(xiàng)目。在1986年,一件有趣的事情發(fā)生了,終于打破了僵局。

 

理查德·加爾文(Richard Garwin)曾與恩里科·費(fèi)米(Enrico Fermi)(1938諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者)一道工作,并就職于美國(guó)能源部,他參與完成了第一顆氫彈的計(jì)算和開發(fā),還曾擔(dān)任IBM首席科學(xué)家。他讀過關(guān)于韋伯實(shí)驗(yàn)的資料,并決定與他在IBM的一個(gè)同事建造一個(gè)小型的諧振條,但比韋伯建造的更加精巧,但他什么也沒探測(cè)到。

 

那時(shí),美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)正在推廣這個(gè)大型的引力波項(xiàng)目。加爾文得到消息,他認(rèn)為他是個(gè)過來人。他在給美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的信中寫到,“如果你準(zhǔn)備堅(jiān)持做這個(gè)項(xiàng)目,你最好做一下真正的相關(guān)研究?!?/p>

  

所以,我們?cè)谖挥诓ㄊ款D劍橋的美國(guó)藝術(shù)科學(xué)研究院(The American Academy of Arts and Sciences)進(jìn)行了一場(chǎng)研討會(huì)。這場(chǎng)研討持續(xù)了一周時(shí)間,高水準(zhǔn)會(huì)議委員會(huì)由頂級(jí)科學(xué)家構(gòu)成,最后會(huì)議委員會(huì)提出建議令人難以置信的積極:項(xiàng)目絕對(duì)是值得做的,但不要將原計(jì)劃切分成在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)弄一個(gè)探測(cè)器,需要有完整長(zhǎng)度的探測(cè)器,不要再造原型。委員會(huì)還建議,在項(xiàng)目管理體系中必須有一個(gè)調(diào)整,即只設(shè)置一個(gè)主管主任,而不再由一個(gè)管理小組領(lǐng)導(dǎo),而這正是我們管理項(xiàng)目的方法。

 

到了1989年,我們?cè)诹_克斯·沃格特(Rochus Vogt)(前加州理工學(xué)院教務(wù)長(zhǎng))的指導(dǎo)下寫了另一個(gè)方案,這幾乎花了我們六個(gè)月的時(shí)間來完成,但這無疑是份杰作。這項(xiàng)方案提議要建兩個(gè)4公里長(zhǎng)的干涉探測(cè)器。

 

第一個(gè)基于已經(jīng)比較成熟的相關(guān)研究,借鑒了前面的原型,其敏感性為探測(cè)提供了一個(gè)非常合理的機(jī)會(huì)。第二臺(tái)探測(cè)器是基于比較先進(jìn)的理念,當(dāng)時(shí)尚未完全測(cè)試,但具備很好的潛力能夠探測(cè)到引力波。這一提案獲得了國(guó)家科學(xué)委員會(huì)的支持,資金開始大量流入。

 

截至上世紀(jì)90年代,剩下的歷史過程變得容易起來?,F(xiàn)在,在巴里·巴里希(Barry Barish)(加州理工學(xué)院物理學(xué)教授)的領(lǐng)導(dǎo)下,新址正在建設(shè)和開發(fā),我們建造了新的真空系統(tǒng),并開始運(yùn)行第一臺(tái)探測(cè)器。

 

到2010年,我們?cè)诿舾卸确矫嬉呀?jīng)取得了巨大的進(jìn)展,但并沒有探測(cè)到什么。那真是什么都沒有,探測(cè)器根據(jù)設(shè)計(jì)方案已經(jīng)在運(yùn)行,但我們沒有探測(cè)到任何可以解釋為引力波的異常。但基于我們已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期的探測(cè)靈敏度,并根據(jù)科學(xué)原理確定了一些有趣的可能探測(cè)源的引力波強(qiáng)度上限,我們獲得了新的資金可以開始建設(shè)更為先進(jìn)的LIGO。


 

Q:這一發(fā)現(xiàn)對(duì)你有多重要?


A:從某種角度看,這一發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了工作在這個(gè)項(xiàng)目上很多人的抱負(fù),這已經(jīng)很重要了。這是我們所有人都想看到的引力波信號(hào),因?yàn)槲覀冎浪谴嬖诘?,只是從未有過真正的證明,它是愛因斯坦方程中從未被觀察到的界限——在強(qiáng)引力領(lǐng)域和高速度限制中的空間幾何力學(xué)的展現(xiàn)。

 

對(duì)我而言,這是一個(gè)有著復(fù)雜歷史事件的收尾。廣義相對(duì)論的場(chǎng)方程及其歷史一直以來都很復(fù)雜。突然間,我們有了一些可以抓住的東西,并可以說:“愛因斯坦是對(duì)的,這是多么了不起的洞察力和直覺?!?/p>

 

我感到一種巨大的解脫和喜悅,但其實(shí)更多是解脫。一直以來,有一只猴子坐在我的肩上長(zhǎng)達(dá)40年,他一直在我耳邊嘮叨,說:“嗯,你怎么知道這真的能夠成功?你已經(jīng)把一大堆人拉了進(jìn)來,但如果它是錯(cuò)誤的呢?”突然,他跳走了,這實(shí)在是巨大的解脫。


原文地址:http://news./2016/rainer-weiss-ligo-origins-0211



麻省理工學(xué)院校長(zhǎng)就人類首次探測(cè)到引力波致信全校



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L. Rafael Reif



下面這封郵件是麻省理工學(xué)院校長(zhǎng)L. Rafael Reif致全校的信。


麻省理工學(xué)院校園全體成員:


2月11日上午10點(diǎn)30分,麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院以及美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金在華盛頓特區(qū)將進(jìn)行物理學(xué)界的一次歷史性發(fā)布:人類首次直接探測(cè)到引力波,Albert Einstein ( 阿爾伯特·愛因斯坦)百年前預(yù)見的一種時(shí)空干擾波。


你也許會(huì)去現(xiàn)場(chǎng)觀看這一發(fā)布。在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金發(fā)布會(huì)后,你也可觀看我們校園的發(fā)布活動(dòng)。你也可以在學(xué)院官方網(wǎng)站上閱讀到關(guān)于這一發(fā)現(xiàn)的綜述,以及對(duì)麻省理工學(xué)院教授Emeritus Rainer Weiss的專訪,他是LIGO(激光干涉引力波觀測(cè)站)的倡導(dǎo)者和領(lǐng)導(dǎo)者。


基礎(chǔ)科學(xué)的美麗和力量


通常而言,不管多么令人印象深刻,我不會(huì)給全校致信祝賀某個(gè)人的研究成果。我們校區(qū)一直都在推出重要的科研成果。但我要鼓勵(lì)你們?nèi)ニ伎冀裉斓陌l(fā)布,因?yàn)樗谝粋€(gè)廣袤的背景上展示了,對(duì)深刻的科學(xué)問題人類為什么要探索,如何探索,以及為什么至關(guān)重要。


今天的新聞至少包括兩個(gè)重要的故事:


首先是科學(xué)告訴我們:憑藉廣義相對(duì)論,愛因斯坦準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了引力波的存在,它是從宇宙中某個(gè)引力極其強(qiáng)大的地方旅行到我們這里的時(shí)空漣漪。這些漣漪信號(hào)是不可察覺地微弱。直到不久前,它們也無法被直接觀察到。但因?yàn)長(zhǎng)IGO成功檢測(cè)到了這些微弱的信號(hào)——從兩個(gè)黑洞相撞成為一個(gè)更大的黑洞——我們有了確鑿證據(jù),這個(gè)系統(tǒng)的活動(dòng)正如愛因斯坦所預(yù)言。


即使是最先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡也依賴于光,所以我們不能看到這壯觀的碰撞,因?yàn)槲覀円恢闭J(rèn)為,黑洞不會(huì)發(fā)出任何光。然而,憑借LIGO的儀器,我們現(xiàn)在有“耳朵”可以聽到。配備這種新感官,LIGO的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)和記錄了一個(gè)關(guān)于大自然的、迄今未被發(fā)現(xiàn)的基本事實(shí)。但他們利用這個(gè)新工具的探險(xiǎn)才剛剛開始。這就是為什么人類要從事科學(xué)!


第二個(gè)故事是關(guān)于人類的成就。它始于愛因斯坦:一種廣闊的人類意識(shí),可以形成一個(gè)超越當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ母拍睿暮笕擞昧艘话倌?,發(fā)明工具,證明了其有效性。


這個(gè)故事可以推廣到Rai Weiss和其合作者的科學(xué)創(chuàng)造力和無比的毅力。數(shù)十年來,在技術(shù)可能性的邊緣,不計(jì)成敗,Rai Weiss領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)全球合作的團(tuán)隊(duì),最終將一個(gè)光輝的思想實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成一個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的勝利。


這個(gè)敘事中的重要角色還包括數(shù)十名外圍科學(xué)家,也包括美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)管理者,他們?cè)谶^去幾十年中,系統(tǒng)地評(píng)估了這一雄心勃勃項(xiàng)目的意義,決定了予以大量投資。最后的篇章也包括LIGO團(tuán)隊(duì),精心地將這些發(fā)現(xiàn)展示在物理學(xué)界面前。通過嚴(yán)謹(jǐn)分析和同行評(píng)審出版的一步步莊重過程,令我們滿懷信心分享這一喜訊——而且開創(chuàng)了一個(gè)探索的新前沿。

 

在麻省理工學(xué)院這樣的地方,有太多人正在參與解決現(xiàn)實(shí)世界的問題,我們有時(shí)會(huì)以實(shí)用的附帶產(chǎn)品來檢驗(yàn)國(guó)家的基礎(chǔ)科學(xué)投資是否物有所值。但在這個(gè)案例中,這幾乎是不相關(guān)的。當(dāng)然,個(gè)中也有立即有用的“成果”:LIGO一直以來是數(shù)千大學(xué)生和數(shù)百博士生艱苦的訓(xùn)練場(chǎng)——其中兩人已經(jīng)正式擔(dān)任我校的教職。


更重要的是,LIGO團(tuán)隊(duì)的技術(shù)創(chuàng)新,以及創(chuàng)造性使用其他領(lǐng)域的工具,產(chǎn)生了前所未有的精密儀器。正如我們?cè)诼槭±砉W(xué)院所熟知的,人類無法抗拒一個(gè)新工具的誘惑。LIGO技術(shù)將進(jìn)一步完善和發(fā)展,“回報(bào)”的方式未可限量。關(guān)注其發(fā)展十分有意義。


*             *             *


我們今天慶祝的發(fā)現(xiàn)體現(xiàn)了基礎(chǔ)科學(xué)的悖論:它是辛苦的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮途徛?,又是震撼性的、革命性的和催化性的。沒有基礎(chǔ)科學(xué),最好的設(shè)想就無法得到改進(jìn),“創(chuàng)新”只能是小打小鬧。只有隨著基礎(chǔ)科學(xué)的進(jìn)步,社會(huì)也才能進(jìn)步。


麻省理工學(xué)院校園具備如此不凡的條件,能欣賞這一成就的美麗和意義,并敞開進(jìn)一步成就的機(jī)會(huì)。我為自己屬于這個(gè)校區(qū)的一員而自豪和榮幸。


謹(jǐn)致振奮與贊嘆!


L. Rafael Reif


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