引力波论文作者之一：LIGO团队如何协同工作

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引力波论文作者之一：LIGO团队如何协同工作

2016年02月15日10:06    来源：科技日报    手机看新闻



　　2月13日深夜，远在美国的引力波论文作者之一、激光干涉引力波天文台（LIGO）科学合作组织核心成员、加州理工学院的陈雁北教授，接受了科技日报记者的独家专访，首次披露LIGO这支发现引力波的科学家团队是如何协同开展科研工作的。

　　世界“最强大脑”旗舰队

　　众所周知，LIGO项目团队在美国公布了引力波的发现成果，而实际上，这是一支汇集了世界各地科学家的“最强大脑”旗舰队。这些团队有的在LIGO总部，有的在外围，分别具有各自不同的专业背景和强项。

　　美国集中了最多的研究团队，有在各方面研究都比较突出的美国加州理工学院和麻省理工学院，还有提供了很多光学技术支持的佛罗里达大学，以及对数据分析有特别贡献的威斯康辛大学；英国的大学对LIGO镜子悬挂系统做出了相当大的贡献；德国研究机构提供激光技术；澳大利亚的大学运用了光学压缩态的实验方法；法国和意大利推出了LIGO-VIRGO探测器。

　　按照一系列复杂的章程，LIGO通过委员会组织这些团队进行工作。委员会名额是按照每个研究组成员情况进行分配，更高层的执行委员会则由较资深的科学家组成，以决定更重要的事。此外还有负责实验室仪器和重大事情决策的实验室主任，以及协调内外关系的发言人。

　　在有需求或者遇到问题时，各小组主要通过邮件联络，定期开会，每年两次，还会定期审定每个团队的研究进展，如果做得不好将被警告。

　　碰撞的火花层出不穷

　　去年夏天，最先看到“引力波事件”的是一位在德国工作的博士后，他当时正在运行一个实时监测的程序。在进行自动扫描数据分析时，程序提示有一个强度很大的信号。

　　为了验证结果，LIGO迅速展开了一个大规模的协作行动，让大家分工协作，从各方面核准，比如检查其他传感器，看看是不是别的因素导致，或者甄别是否是有他人注入的恶意信号等。

　　陈雁北指出：“国际合作太重要了！因为大项目需要做的事情特别多，相互合作、取长补短才能推动科研的进展，碰撞的火花才会层出不穷。”

　　陈雁北的小组曾遇到一位美国西北大学研究光学和原子物理的教授，其说是有办法可以提高N倍引力波探测精度，听起来不太靠谱。尽管持怀疑态度，但团队还是吸纳他一道进行研究。但是好几年都没特别大的进展，最要命的是还没有一个系统可判断其研究的对错。然而，在后续的合作中，团队突然发现可从其方案里抽取一些极好的理论想法，即用不稳定的光学系统提高仪器灵敏度的实验设计方案。真是多亏有了这次合作碰撞。

　　科学家相约熬夜实验

　　“在与麻省理工学院的实验物理学家合作时，由于所做的实验对地面的震动比较敏感，所以我经常看到他们约好熬夜做研究。”陈雁北说。

　　要倾听来自宇宙深处的声音，探测引力波的实验大多需要在比较安静的环境下开展，所以很多科学家不得不深更半夜做实验，而且经常是几个人约好一起熬夜，相互协作。甚至，还出现各国科学家相约一起做夜猫子的情形。

　　“我觉得一个人熬夜还好，但若好几个人约好熬夜做实验，意味着经常性熬夜，还是很辛苦的。如果你今天不想熬，恐怕会耽误同事的实验进展。像找舞伴似的。”陈雁北感慨道。

　　LIGO的成员分布于世界各地，要找到合适的电话会议时间特别难。而由于成员中在欧洲、美国的人比较多，因此开会交流的时间会以这些地区的时间为主，所以澳大利亚、日本和中国的参与者往往比较辛劳。

　　就在引力波的发现得以证实，LIGO项目团队欢聚一堂时，有科学家感叹，“哎，连这个灵敏度的仪器都可以看到黑洞，以后的日子该多好啊。”陈雁北解释说，这是指现在观测仪器的灵敏度尚未达到设计上所谓的高精度。如果达到，未来将能看得更清晰，而且还可听到更多黑洞碰撞之声。这次发现绝对是一个开端。当然，也意味着科学家们将要做更多的事情，更加兴奋地相约一起熬夜了。

　　爱因斯坦是“总设计师”

　　一百年前，爱因斯坦凭借着超人的洞察力提出了广义相对论，预言了引力波。但是，他自己也不知道怎么样来观测它。

　　然而，通过科学事实验证预言并非易事。陈雁北说：“人类对于引力波的观测有近50年历史，由于宇宙中引力波源发生频率的不确定，这令研究人员难免会有‘探测不到它’的心理准备。在这条道路上也有一些人改变了研究方向，或者离开。”

　　那么，对前景有些渺茫的研究，科学家是靠什么支撑下去呢？陈雁北说：“是兴趣，以玩游戏的心态。比如实验物理学家喜欢搞激光，如同小孩玩乐高积木；理论物理学家喜欢找点儿问题想、弄点儿题做。更重要的是，想加入研究的伙伴都是真的想干点事的。”

　　最后，陈雁北意味深长地说：“我从事理论物理学的研究已17载，与一直坚持研究的同伴一样，在发现引力波之前，对爱因斯坦的预言还是深信不疑的，起码达到99.99%，否则我们不会如此执拗地在深夜相约‘玩游戏’的。从某种角度而言，爱因斯坦是LIGO的‘总设计师’！”（华凌）