時(shí)空獵手

葛佳男

號(hào)稱(chēng)馬上能探測(cè)到

9月的德國(guó)漢諾威城，氣溫維持在15攝氏度左右，阿爾勒河的支流萊納河與米特爾蘭運(yùn)河在這里交匯，把溫和濕潤(rùn)的風(fēng)帶到這片平原。秋天的大部分夜晚涼爽且晴朗，如果你愿意的話(huà)，隨便什么時(shí)候抬頭都能看到滿(mǎn)天星斗。

這是天體物理博士明鏡和他馬克斯·普朗克引力物理研究所的同事們喜歡漢諾威的重要原因—尤其是明鏡，在中國(guó)可不大容易看到這樣的星空。在很多沮喪的、看起來(lái)毫無(wú)進(jìn)展的時(shí)刻，他覺(jué)得自己就是被這些星星安慰的。“搞天文搞物理的人可能心態(tài)比較好，”他說(shuō)，“因?yàn)橹恍枰ь^看看這滿(mǎn)天繁星，感覺(jué)所有煩惱都煙消云散了?！?/p>

馬克斯·普朗克引力物理研究所集聚了歐洲，甚至是全世界一批最頂尖的引力物理學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家。很多時(shí)候，他們更愿意對(duì)別人說(shuō)自己來(lái)自阿爾伯特·愛(ài)因斯坦研究所（AEI），那是他們被合并入馬普所之前的官方名稱(chēng)。阿爾伯特·愛(ài)因斯坦，這位出生在德國(guó)的天才物理學(xué)家在100年前提出廣義相對(duì)論，創(chuàng)造性地論證了宇宙當(dāng)中引力本質(zhì)是時(shí)空幾何在物質(zhì)影響下的彎曲，并且預(yù)測(cè)，當(dāng)物質(zhì)在時(shí)空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，時(shí)空會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。就像兩條相互靠近的游魚(yú)會(huì)在一汪湖水當(dāng)中引發(fā)水面的波動(dòng)一樣，宇宙中，相互旋轉(zhuǎn)靠近的兩顆中子星或是黑洞也會(huì)攪動(dòng)巨大的“時(shí)空漣漪”。漣漪幾乎不衰減地以光速向外傳播，當(dāng)經(jīng)過(guò)物體時(shí)，會(huì)造成物體之間距離的變化。這種時(shí)空擾動(dòng)被愛(ài)因斯坦稱(chēng)為“引力波”。但他同時(shí)預(yù)測(cè)，引力波很微弱，在任何能想象的情況下都可以被忽略。

100多年過(guò)去了，在這個(gè)用愛(ài)因斯坦本人的名字命名的研究所，一半以上在此工作的科學(xué)家的目標(biāo)依舊是證明這個(gè)預(yù)言：想方設(shè)法直接探測(cè)引力波的真實(shí)存在。在全世界范圍內(nèi)，總共有來(lái)自美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本等地的1000多個(gè)科學(xué)家通力合作，成立全球合作組織LSC（LIGO Scientific Collaboration）和Virgo Collaboration，試圖圍獵引力波，為人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙時(shí)空打開(kāi)“第六感”— 它可以被看作是電磁波之外的另一種“光”，如果說(shuō)人類(lèi)以前是在黑暗中探索宇宙，那么引力波的發(fā)現(xiàn)會(huì)讓我們獲得視覺(jué)，不再失明。

20世紀(jì)90年代，一個(gè)巨大的探測(cè)器，激光干涉引力波探測(cè)器（LIGO）開(kāi)始建造。它基于“引力波對(duì)物體之間距離的變化和物體之間本來(lái)的距離成正比”這一理論，把物體之間的距離拉得很遠(yuǎn)，并且把它們做成鏡子，然后用激光測(cè)距的方法測(cè)量鏡子之間的距離，成倍地提高對(duì)引力波測(cè)量的精度。所以LIGO需要造得足夠大—從外形上看，它呈現(xiàn)巨大的L形，兩條測(cè)臂呈直角，每條都有4公里長(zhǎng)。測(cè)臂的首尾各懸掛一個(gè)測(cè)試質(zhì)量，也就是鏡子。激光穿過(guò)被抽成真空的混凝土測(cè)臂管道，成為測(cè)量引力波的尺子。盡管很大，但LIGO毫無(wú)疑問(wèn)是世界上空間尺度最精密的儀器，它需要能夠在1公里的長(zhǎng)度上找到小于原子核半徑一萬(wàn)倍的空間變化。LIGO總共由兩個(gè)設(shè)施組成，兩個(gè)“大L”分別位于美國(guó)路易斯安那州利文斯頓一片商業(yè)樹(shù)林中間的濕地，和華盛頓州漢福德廢棄的核反應(yīng)堆中間。這是為了避免噪聲干擾而想出來(lái)的辦法—由于LIGO非常靈敏，哪怕一個(gè)人的走動(dòng)都會(huì)引發(fā)信號(hào)，所以只有當(dāng)兩個(gè)設(shè)施同時(shí)探測(cè)到信號(hào)時(shí)，科學(xué)家們才有把握說(shuō)這是引力波造成的。

然而，在過(guò)去的幾十年里，1000多個(gè)獵手們什么都沒(méi)有找到。

4年多以前，還在北師大天文系讀研一的明鏡被師兄拉去北大聽(tīng)了一場(chǎng)關(guān)于引力波的報(bào)告，主講人是來(lái)自愛(ài)因斯坦研究所的引力波領(lǐng)軍人物Bernard Schutz教授和Maria Alessandra Papa教授。大概是為了調(diào)節(jié)氣氛，明鏡記得Schutz在報(bào)告中間說(shuō)了個(gè)笑話(huà)，“他說(shuō)我們這個(gè)引力波項(xiàng)目到目前已經(jīng)花了幾十億美元了，但我們還在找波，還是沒(méi)有找到。有時(shí)候我晚上跟老婆睡在一起的時(shí)候想想，我為什么可以睡在這兒呢，我應(yīng)該睡在監(jiān)獄里面—意思就是浪費(fèi)了這么多的錢(qián)還在找，找不到?！?/p>

這當(dāng)然是個(gè)玩笑。在報(bào)告的其他部分，明鏡感受到引力波研究的強(qiáng)烈魅力，當(dāng)即決定把引力波確定為自己今后的研究方向，“我覺(jué)得這個(gè)東西太有意義了，太重要了，感到自己有一種使命感?！辈贿^(guò)與此同時(shí)，他一直沒(méi)有忘記那個(gè)笑話(huà)，“我也覺(jué)得比較扯淡啊，就是以后機(jī)會(huì)不太大，很有可能探不到，但是一旦探到，那就是屌爆了這種感覺(jué)?！眱赡曛笏麃?lái)到漢諾威，成了Schutz和Papa的學(xué)生。

清華大學(xué)的博士后、目前在愛(ài)因斯坦研究所交流的胡一鳴則因2009年的一場(chǎng)學(xué)術(shù)報(bào)告決定進(jìn)入這一研究領(lǐng)域。當(dāng)時(shí)，西澳大利亞大學(xué)的溫琳清、一位已經(jīng)尋找引力波15年的女教授在會(huì)上講道，雖然到現(xiàn)在為止我們一個(gè)信號(hào)都沒(méi)探測(cè)到，但是要知道，接下來(lái)的四五年時(shí)間里面，當(dāng)時(shí)處在第一代的探測(cè)儀器LIGO會(huì)進(jìn)行升級(jí)，靈敏度將大大提高，運(yùn)行幾年之后一定會(huì)有結(jié)果。如果依舊什么東西都沒(méi)探測(cè)到，那就說(shuō)明愛(ài)因斯坦犯了錯(cuò)，或者是天文的某個(gè)理論出了錯(cuò)。

“那不管是哪種情況，也都儼然是諾貝爾獎(jiǎng)（級(jí)別）的發(fā)現(xiàn)，所以不管怎么說(shuō)，橫豎都有理，”2016年2月，胡一鳴坐在愛(ài)因斯坦研究所自己的辦公室里接受《人物》記者的采訪，他在電話(huà)里笑出了聲，“當(dāng)時(shí)都覺(jué)得，哇，這個(gè)領(lǐng)域真是太有希望了。”

溫琳清教授正如胡一鳴描述的那般樂(lè)觀?！度宋铩酚浾邌?wèn)她，這些年來(lái)是否有過(guò)任何沒(méi)有信心的時(shí)候？她說(shuō)，從來(lái)沒(méi)有，“外界人可能覺(jué)得做的東西看不到成果就會(huì)覺(jué)得我們好辛苦，殊不知一般學(xué)術(shù)界里的人都是得意洋洋地做研究呢?！辈贿^(guò)她特意提到，有一次在澳洲申請(qǐng)科研經(jīng)費(fèi)，一個(gè)審稿人在審批意見(jiàn)里先把這個(gè)領(lǐng)域大罵一頓，然后說(shuō)她作為一名研究人員能力不錯(cuò)，可惜入錯(cuò)行。最后提了個(gè)建議：改行吧?！鞍盐覛鈮牧?。”

但她也承認(rèn)，盡管幾十年來(lái)LSC都“號(hào)稱(chēng)馬上能探測(cè)到”，可實(shí)際上，她認(rèn)為要探測(cè)到引力波至少還需要四五年甚至更久的時(shí)間。這也是整個(gè)業(yè)界的共識(shí)。

所以2015年的這個(gè)9月，沒(méi)人事先預(yù)想到會(huì)有什么特別之處。

明鏡和胡一鳴主要從事數(shù)據(jù)分析和處理方面的工作，換句話(huà)說(shuō)，在找不到信號(hào)的日子里試圖把數(shù)據(jù)分析軟件做得更精確好用些。他們按部就班地向?qū)焻R報(bào)進(jìn)度，發(fā)郵件，開(kāi)電話(huà)會(huì)議，然后按照歐洲的生活節(jié)奏，在下午五六點(diǎn)鐘下班。明鏡還曾在閑時(shí)上“知乎”用好幾千字回答了一個(gè)關(guān)于引力波的問(wèn)題。

而他們負(fù)責(zé)信號(hào)監(jiān)測(cè)的同事、來(lái)自意大利的32歲博士后Marco Drago喜歡在下班之后跟朋友聚會(huì)，有時(shí)候也自己彈彈古典鋼琴。他甚至用非工作時(shí)間寫(xiě)完了兩本幻想小說(shuō)，與科幻無(wú)關(guān)（居然與科幻無(wú)關(guān)），講的是大英雄魔法師Marco和他的朋友們?nèi)绾握仁澜?，讓人?lèi)、精靈、矮人以及食人妖得以重新和諧相處的故事。

Event

2015年9月14日，德國(guó)時(shí)間上午11點(diǎn)53分。

Marco像往常一樣坐在他的Pipeline（一種電腦軟件程序，直接將位于美國(guó)利文斯頓和漢福德的兩架LIGO所監(jiān)測(cè)到的信號(hào)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸過(guò)來(lái)）面前。電腦突然跳出一封郵件警報(bào)：3分鐘以前，兩個(gè)LIGO 同時(shí)探測(cè)到一個(gè)“非常規(guī)事件（event）”。起初他并沒(méi)有太在意—幾乎每天他都會(huì)收到類(lèi)似的郵件，通常是噪聲或儀器本身造成的。

但是當(dāng)點(diǎn)開(kāi)郵件看到數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成的圖像，Marco意識(shí)到這次有些不一樣：這個(gè)信號(hào)在7毫秒之內(nèi)分別通過(guò)了美國(guó)的兩個(gè)監(jiān)測(cè)臺(tái)，并且它太強(qiáng)烈了，信噪比達(dá)到了24（這個(gè)數(shù)字一般不會(huì)超過(guò)10），基本可以排除是噪音的可能性。這是靈敏度提高之后的升級(jí)版LIGO（aLIGO）軟啟動(dòng)進(jìn)行測(cè)試的第一天，甚至還沒(méi)有進(jìn)入正式的探測(cè)?？隙ㄊ鞘裁吹胤匠鲥e(cuò)了，他想。

Marco跑向一樓，負(fù)責(zé)儀器運(yùn)行和維護(hù)的美國(guó)博士后Andrew Lundgren的辦公室。

“你知道嗎，是不是有人在通過(guò)硬件往系統(tǒng)里注入信號(hào)？”為了保證探測(cè)的準(zhǔn)確性，LSC的成員中有一個(gè)小組專(zhuān)門(mén)向系統(tǒng)中注入人工信號(hào)做檢驗(yàn)之用。

Andrew一頭霧水，“沒(méi)有吧，”他說(shuō)，“據(jù)我所知沒(méi)有?！?/p>

Marco這才告訴他，“我剛剛看到一個(gè)信號(hào)，非常像雙星并合所產(chǎn)生的引力波。咱們得檢查一下。”

遙遠(yuǎn)的澳大利亞，西澳大學(xué)，溫琳清也看到了這個(gè)信號(hào)。她和她的團(tuán)隊(duì)主要負(fù)責(zé)在線(xiàn)實(shí)時(shí)探測(cè)，修正由探測(cè)器不穩(wěn)定而出現(xiàn)的“狼來(lái)了”假探測(cè)信號(hào)，因而團(tuán)隊(duì)成員幾乎24小時(shí)用手機(jī)直接連接引力波數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)這個(gè)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，溫琳清的第一反應(yīng)跟Marco出奇一致：它太顯著，太完美了……一定是人工注入進(jìn)去的。

如果跟兩個(gè)以上科學(xué)家聊過(guò)這個(gè)后來(lái)被命名為GW150914的信號(hào)，你就會(huì)理解為什么他們?cè)谧畛鯉缀跤幸话偃f(wàn)個(gè)理由相信這是又一個(gè)假信號(hào)，而非真正來(lái)自宇宙的引力波。LIGO探測(cè)器的精度是一點(diǎn)一點(diǎn)提高的。在科學(xué)家們的想象中，第一次探測(cè)到的引力波應(yīng)該是一個(gè)仔細(xì)從一大堆噪聲中分辨出來(lái)的微弱信號(hào)，而GW150914的強(qiáng)度和清晰程度，相當(dāng)于有人在寂靜的夜里放了個(gè)大爆竹。

“大家最普遍的一個(gè)觀點(diǎn)說(shuō)如果這是真的，那為什么我們以前沒(méi)有看到，這是從科學(xué)上最不能解釋的，”明鏡對(duì)《人物》記者說(shuō)，“比如說(shuō)你在一個(gè)地方開(kāi)了一家店，那生意肯定是慢慢慢慢來(lái)的，不可能開(kāi)業(yè)第一天就一下子來(lái)了很多人，然后之后沒(méi)有人了，這是一個(gè)非常奇怪的行為……假如說(shuō)一個(gè)比較弱的信號(hào)，大家倒可能還會(huì)將信將疑一點(diǎn)，現(xiàn)在一個(gè)信號(hào)這么強(qiáng)大，我們直接就是更加傾向于不相信了。”

另外，他們還必須警惕自己的同伴—組織中每個(gè)成員都知道，在內(nèi)部的1000多人當(dāng)中存在一個(gè)隱藏頗深、專(zhuān)門(mén)注入人工假信號(hào)的“盲注小組”。

2009年，LIGO開(kāi)始和相近原理的位于意大利比薩的Virgo、位于德國(guó)漢諾威郊區(qū)的GEO600三架探測(cè)器進(jìn)行聯(lián)合探測(cè)。為了保障探測(cè)的準(zhǔn)確性，尤其是檢測(cè)組織傳輸和分析數(shù)據(jù)的能力，LSC決定選出幾個(gè)資深成員，時(shí)不時(shí)在系統(tǒng)中摻入一些虛假信號(hào)。注入虛假信號(hào)的慣常方法有兩種：一種是在探測(cè)器硬件上動(dòng)手腳，讓探測(cè)器誤以為加入的信號(hào)是由引力波的到來(lái)產(chǎn)生；另一種是直接把人工數(shù)據(jù)塞進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，與真實(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)混在一起。后者通常會(huì)提前通知大家，而前者則會(huì)瞞住小組之外的所有人，就是所謂的“盲注”。這些秘密注入信號(hào)的參數(shù)信息會(huì)被記錄在一個(gè)“信封（the envelop）”里，除了幾個(gè)盲注小組成員之外沒(méi)人知道，當(dāng)且僅當(dāng)他們自己認(rèn)為合適的時(shí)候才會(huì)“打開(kāi)信封”，向其他成員公開(kāi)。

盲注小組就像是躲在暗處的搗蛋小分隊(duì)—所有人都知道他們一定是自己認(rèn)識(shí)的某幾個(gè)同行，但幾乎沒(méi)人確切地知道到底是誰(shuí)注入了信號(hào)。一些資深成員，比如已經(jīng)加入LSC工作15個(gè)年頭、相信自己已經(jīng)見(jiàn)得足夠多以至于很不容易“上當(dāng)受騙”的溫琳清，認(rèn)為這個(gè)小組“大概4個(gè)人”；另一些資歷較淺的新人，對(duì)此則幾乎沒(méi)有頭緒，只是猜測(cè)“估計(jì)是那幾個(gè)頭頭”。

不過(guò)談到這里，明鏡表現(xiàn)得興致勃勃，“（盲注）相當(dāng)于一種作業(yè)，相當(dāng)于他們（負(fù)責(zé)）實(shí)驗(yàn)（部分的）物理學(xué)家覺(jué)得，他們?cè)炝艘粋€(gè)這么好的游戲機(jī)給我們（負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析的人）玩，他們得信得過(guò)我們。那怎么信得過(guò)我們？就往里面注入一個(gè)假的信號(hào)，看我們到底能不能找出來(lái)。要不然我們這邊怎么分析都分析不出來(lái)，他們不是對(duì)我們特別失望嗎？”

回到9月14日的中午。

Marco告訴《人物》記者，他和Andrew一起做了仔細(xì)的檢查，常規(guī)硬件錯(cuò)誤和噪音干擾的可能性很快被排除了。兩人取消了午飯，隨便吃了點(diǎn)“所里開(kāi)內(nèi)部會(huì)議的時(shí)候剩下的東西”。Marco試著給美國(guó)利文斯頓和漢福德觀測(cè)臺(tái)打了電話(huà)，兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間分別是凌晨5點(diǎn)和凌晨2點(diǎn)。只有一部電話(huà)被接了起來(lái)。利文斯頓觀測(cè)臺(tái)的操作員William Parker聽(tīng)到對(duì)方在電話(huà)里問(wèn)，有沒(méi)有人在探測(cè)器硬件上搗亂？有沒(méi)有任何異?，F(xiàn)象？一切正常。他回答。

Andrew在下午的例行電話(huà)會(huì)議中再次確認(rèn)了這一點(diǎn)。同事告訴他，由于今天是升級(jí)版LIGO第一次測(cè)試性質(zhì)的軟起動(dòng)，尚未正式運(yùn)行，盲注軟件程序根本就沒(méi)有啟動(dòng)，不可能存在盲注信號(hào)。Andrew感到自己開(kāi)始“渾身發(fā)抖”。他意識(shí)到，自己剛剛在屏幕上看到的也許真的是引力波，人類(lèi)探測(cè)到的第一束引力波。

寫(xiě)幻想小說(shuō)的Marco可沒(méi)有那么容易被說(shuō)服。盲注程序還沒(méi)啟動(dòng)……也許這個(gè)說(shuō)法本身就是盲注測(cè)試的一部分呢？那天他取消了原定的所有工作安排，專(zhuān)心檢測(cè)這個(gè)信號(hào)，下班之前，他所做的最重要的一件事情是給LSC組織的所有核心成員發(fā)了一封郵件。

郵件的核心內(nèi)容用一句話(huà)就可以概括：是否有任何人，在今天的任何時(shí)候察覺(jué)到了任何可能是人工注入信號(hào)的痕跡？

謹(jǐn)慎與疑慮

愛(ài)因斯坦研究所的全體LSC成員聚在小會(huì)議室里開(kāi)會(huì)。在所有人走進(jìn)房間之后，所長(zhǎng)Bruce Allen把門(mén)反鎖了起來(lái)。

“各位，”Bruce盡量使自己的聲音聽(tīng)起來(lái)不那么鄭重其事，“我們可能探測(cè)到一個(gè)引力波信號(hào)了。”

這是2015年9月15日，德國(guó)時(shí)間上午10點(diǎn)，一大早就被神神秘秘叫進(jìn)來(lái)的科學(xué)家們擠在小會(huì)議室里炸開(kāi)了鍋。Marco和Andrew簡(jiǎn)單描述了前一天的情況，發(fā)現(xiàn)自己當(dāng)時(shí)的反應(yīng)和懷疑代表了在場(chǎng)大部分人。只有致密雙星并合（CBC）小組的科學(xué)家Collin明確表示相信這個(gè)信號(hào)是真的。“因?yàn)樗床怀鲞@個(gè)上面有任何人工注入的痕跡。他說(shuō)如果這個(gè)信號(hào)是人工注入的話(huà)，那個(gè)人肯定比我們?cè)谧乃腥硕家斆髟S多。Collin覺(jué)得這個(gè)不太可能?！?/p>

明鏡沒(méi)怎么參與討論，他被投影屏幕上的那幅信號(hào)顏色圖給迷住了。X軸是時(shí)間，Y軸是頻率，在0.2秒之內(nèi)，代表引力波信號(hào)的黃色圖像在代表噪音的藍(lán)色背景中迅速向上揚(yáng)起，頻率從35赫茲左右陡然增強(qiáng)至250赫茲左右，與雙星或雙黑洞并合所產(chǎn)生引力波的理論模型非常接近?！斑@個(gè)東西太漂亮了，太美了，”明鏡形容，“就像是一把，怎么說(shuō)呢，一把匕首一樣插在了一片藍(lán)色的海洋中?！甭?tīng)上去浪漫極了。可惜，沒(méi)多少人能夠跟他分享。

科學(xué)家們被要求嚴(yán)格保密，無(wú)論是對(duì)媒體、親友還是對(duì)組織以外的其他科學(xué)家。明鏡北師大的師兄范錫龍描述，他兩天之后在師大的餐廳里跟另一位來(lái)自格拉斯哥大學(xué)的LSC成員討論這個(gè)信號(hào)，周?chē)绻腥苏J(rèn)真偷聽(tīng)，將會(huì)聽(tīng)到英文版的如下對(duì)話(huà)—

“那個(gè)事（the event）是真的嗎？”

“可能嗎？不會(huì)吧！”

“那個(gè)事太明顯！”

北師大天文系的朱宗宏教授在這個(gè)時(shí)候走了過(guò)來(lái)。他是中國(guó)引力波探測(cè)研究的先驅(qū)，但并沒(méi)有加入LSC。范錫龍二人戛然止住了談話(huà)，兩人相互張望，使勁裝出一副什么事情都沒(méi)發(fā)生的樣子。

這么做不僅是出于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，也是出于對(duì)引力波探測(cè)領(lǐng)域聲譽(yù)的維護(hù)。過(guò)去的幾十年，這個(gè)領(lǐng)域在科學(xué)界的名聲可不怎么好。

早在1969年6月，馬里蘭工程大學(xué)的工程學(xué)教授Joe Weber就曾向世界宣布他探測(cè)到了引力波。他是世界上第一個(gè)試圖建造可探測(cè)引力波設(shè)備的物理學(xué)家，他用兩個(gè)鋁制的圓柱體作為放大引力波的鈴鐺，宣稱(chēng)利用電信號(hào)記錄到了“引力波撞到圓柱體產(chǎn)生的微小震動(dòng)”?？茖W(xué)界和媒體很是激動(dòng)了一陣，但是很快發(fā)現(xiàn)，其他實(shí)驗(yàn)室用相同的方法一直都沒(méi)有產(chǎn)生類(lèi)似的探測(cè)結(jié)果，人們開(kāi)始懷疑Weber的結(jié)論有錯(cuò)誤。直到2000年去世，Weber持續(xù)宣稱(chēng)有新的探測(cè)結(jié)果，但是沒(méi)有人再相信他。2014年，南極附近的BICEP2望遠(yuǎn)鏡又宣布探測(cè)到了宇宙大爆炸遺留的原初引力波信號(hào)。他們召開(kāi)了一個(gè)隆重的新聞發(fā)布會(huì)來(lái)公布這個(gè)消息，然而當(dāng)年年底，BICEP2就為自己的不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論道了歉。那個(gè)信號(hào)原來(lái)是宇宙塵埃，不是引力波。

“不少人對(duì)引力波探測(cè)持懷疑態(tài)度，而且說(shuō)我們幾十年來(lái)都號(hào)稱(chēng)馬上能測(cè)到，結(jié)果卻沒(méi)測(cè)到。”溫琳清說(shuō)。LIGO探測(cè)器的設(shè)計(jì)者之一、加州理工大學(xué)的物理學(xué)家Rainer Weiss曾經(jīng)有過(guò)更嚴(yán)厲的總結(jié)，說(shuō)在外界的印象中，尋找引力波的獵手們都是“說(shuō)謊者，沒(méi)有謹(jǐn)慎態(tài)度，甚至天知道還有什么惡習(xí)”。這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)經(jīng)不起任何“狼來(lái)了”事件，這一次，科學(xué)家們必須慎之又慎。

LSC的各個(gè)部門(mén)開(kāi)始高速運(yùn)轉(zhuǎn)，確認(rèn)這一次探測(cè)的準(zhǔn)確性?！都~約客》報(bào)道了科學(xué)家們?yōu)榇怂龅墓ぷ鳎核麄儥z查每一件設(shè)備是怎么設(shè)定和校準(zhǔn)的，每一行軟件代碼都分析，編輯了一個(gè)單子列出所有可能的環(huán)境干擾，從大氣電離層的振蕩、太平洋沿岸的地震到附近開(kāi)過(guò)的卡車(chē)和野外的狼嚎。胡一鳴在那段時(shí)間平均每天要開(kāi)三四個(gè)電話(huà)會(huì)議，處理200多封郵件。數(shù)據(jù)分析的成員將探測(cè)到的波形放入由廣義相對(duì)論推出的理論波形數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行比對(duì)、擬合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果這是一個(gè)真的引力波信號(hào)，它應(yīng)該來(lái)自于13億光年以外兩個(gè)極重的恒星級(jí)別黑洞的并合。它們其中一個(gè)是太陽(yáng)質(zhì)量的29倍，另一個(gè)是太陽(yáng)質(zhì)量的36倍。在短短0.2秒之間，有大約3倍于太陽(yáng)質(zhì)量的物質(zhì)通過(guò)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2轉(zhuǎn)化為了能量。這也是人類(lèi)第一次獲得黑洞存在的直接證據(jù)。

—如果這是一個(gè)真的引力波信號(hào)的話(huà)。

我絕對(duì)、絕對(duì)沒(méi)干這樣的事

盡管在9月21日，LIGO的發(fā)言人給LSC和Virgo Conaboration的全體成員發(fā)了一封郵件，在其中“嚴(yán)肅地強(qiáng)調(diào)”盲注小組與這次信號(hào)毫無(wú)關(guān)系，但對(duì)人工注入信號(hào)的懷疑依舊沒(méi)有停止。

2010年，LSC曾經(jīng)探測(cè)到與這次非常相近的信號(hào)，同樣做了繁復(fù)而詳盡的檢測(cè)之后，確定信號(hào)來(lái)自于大犬星座方向兩顆致密中子星的并合?？茖W(xué)家們逐字逐句地斟酌論文該如何寫(xiě)作，6個(gè)多月之后，終于在加州理工大學(xué)的所在地召開(kāi)了投稿之前的最后一次會(huì)議。

那是個(gè)星期一，在一間昏暗的會(huì)議室里，350個(gè)組織成員從早上8點(diǎn)半開(kāi)始，花了將近一個(gè)上午的時(shí)間討論在論文標(biāo)題中究竟應(yīng)該使用“引力波的第一次直接探測(cè)”還是“第一次探測(cè)到引力波存在的證據(jù)”這樣的問(wèn)題。結(jié)果在接近12點(diǎn)半的時(shí)候，時(shí)任LIGO執(zhí)行主任打開(kāi)了“信封”（就是播放了一張白色背景、居中寫(xiě)著“the envelop”的PPT）：這個(gè)讓一千多位科學(xué)家忙活了半年的信號(hào)，其實(shí)是一次盲注。

溫琳清當(dāng)年沒(méi)有參加會(huì)議，她正懷著身孕，在家待產(chǎn)。她說(shuō)自己自始至終都沒(méi)相信過(guò)“大犬事件（Big Dog Event）”是真實(shí)的信號(hào)，“99%是人工加的”。倒是她的一個(gè)學(xué)生，滿(mǎn)懷激動(dòng)地飛到美國(guó)，然后極其失望地回來(lái)了。 “我早就告訴過(guò)你了?！?溫琳清事后對(duì)學(xué)生說(shuō)。

這一回，更多的人從一開(kāi)始就加入了懷疑論者的陣營(yíng)—以至于現(xiàn)在回頭想來(lái)，很多人都認(rèn)為他們?cè)谶@個(gè)環(huán)節(jié)上有些“過(guò)于謹(jǐn)慎了”。在平均每天幾百封的群組郵件往來(lái)中，LSC成員們時(shí)不時(shí)會(huì)在一堆數(shù)據(jù)和圖像里看到這樣的聲明：我之前懷疑某人有可能背著大家注入信號(hào)，我去問(wèn)過(guò)了，他說(shuō)自己沒(méi)做。還有一些時(shí)候，有人直接群發(fā)郵件點(diǎn)了懷疑對(duì)象的名字，很快，大家又會(huì)收到被懷疑的這一方賭咒發(fā)誓的群發(fā)回復(fù)，說(shuō)你們放心，我絕對(duì)、絕對(duì)沒(méi)干這樣的事。

在胡一鳴看來(lái)，懷疑程度變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)發(fā)生在10月21日，LSC內(nèi)部一次以“我們?nèi)绾未_定GW150916不是一次人工注入”為主題的大會(huì)。

這是9月14日信號(hào)被探測(cè)到以后規(guī)模最大的一次電話(huà)會(huì)議，有幾百人同時(shí)掛在線(xiàn)上。在大家面前，儀器團(tuán)隊(duì)的成員又一次說(shuō)明，根據(jù)他們的檢測(cè)沒(méi)有任何已知的信號(hào)注入行為，數(shù)據(jù)很干凈。盲注小組保證，這個(gè)信號(hào)真的、真的跟他們沒(méi)有關(guān)系。接下來(lái)，專(zhuān)家們對(duì)有可能發(fā)生的“流氓注（rogue injections）”，也就是非常規(guī)渠道的信號(hào)注入方式進(jìn)行了推測(cè)。他們總共能想到4種方法，其中相對(duì)而言最簡(jiǎn)單的一種通過(guò)移動(dòng)音頻設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)，比如一臺(tái)iPod。但是，你首先得能寫(xiě)出一個(gè)復(fù)雜的、與現(xiàn)有數(shù)據(jù)處理程序匹配的注入程序，其次需要有一個(gè)作案團(tuán)伙，可以分別進(jìn)入利文斯頓、漢福德兩個(gè)LIGO的4條測(cè)臂，并且保證能夠同時(shí)在里面搗鼓幾個(gè)小時(shí)的硬盤(pán)和iPod而不被任何人發(fā)現(xiàn)。基本上，這是個(gè)不可能完成的“完美犯罪”。

會(huì)議的最后，所有的分析都指向一個(gè)結(jié)論：“我們不敢說(shuō)人工偽造GW150914是不可能的，但是我們敢說(shuō)，只有當(dāng)我們自己內(nèi)部最有見(jiàn)識(shí)的那部分人商量好組成一個(gè)陰謀集團(tuán)的時(shí)候，才存在偽造這個(gè)信號(hào)的可能性?！?/p>

很大一部分人，比如Marco和胡一鳴，在這次會(huì)議之后確信GW150914“板上釘釘”是他們捕獲到的來(lái)自宇宙的回響。Marco給自己的家人打了個(gè)電話(huà)，“你們知道嗎，我是地球上第一個(gè)看到引力波的人！”他興奮極了，盡管家人并沒(méi)有真的聽(tīng)明白這句話(huà)是什么意思。

另一些人心里的石頭依舊沒(méi)有完全落地。范錫龍的懷疑指數(shù)大概下降了一半，“我當(dāng)時(shí)有一絲絲相信我們可能真的做到了”。一向冷靜的溫琳清說(shuō)，看到權(quán)威人士紛紛出來(lái)說(shuō)話(huà)，心里也“慢慢地不淡定了起來(lái)”。明鏡則認(rèn)為沒(méi)有一個(gè)所謂的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，“我們是越來(lái)越相信，我們?cè)谶^(guò)去的9月15號(hào)到2月份，4個(gè)月的時(shí)間里面，我們是慢慢慢慢才相信它是一個(gè)真的信號(hào)，這個(gè)疑慮是慢慢慢慢消除的?！?/p>

2016年1月20日，LSC聯(lián)合Virgo Collboration開(kāi)了論文投稿之前的最后一次全體會(huì)議。每個(gè)成員都收到一封郵件，詢(xún)問(wèn)是否同意在論文的作者欄署上全部1004名成員的名字?！笆且屓种娜送馐鹈?，才會(huì)把組織所有人的名字署上去，”明鏡解釋?zhuān)斑@事情太特別了，有些人可能自始至終覺(jué)得就是假的，所以他不想署名?！泵麋R被一個(gè)搞實(shí)驗(yàn)的同事“押”到電腦前投了“同意”票。他記得那是個(gè)中午，同事急急忙忙地過(guò)來(lái)找他，說(shuō)你趕緊，趕緊快去投一下，我要確保自己的名字掛在上面。

結(jié)果出來(lái)，600多張有效票，只有個(gè)位數(shù)的人投了“反對(duì)”。這一回終于不再有什么令人失望的“開(kāi)信封”環(huán)節(jié)了，會(huì)議宣布，組織集體投票決定第10版探測(cè)文章可以投稿。

石頭落地。那一刻，不知道有多少LSC成員出現(xiàn)了跟范錫龍一樣的反應(yīng)。他坐在電腦面前，發(fā)現(xiàn)自己“渾身顫抖”，“淚流滿(mǎn)面”。

“我知道，我們做到了。”

You will make a great discovery

1936年，在預(yù)測(cè)引力波的存在20年之后，阿爾伯特·愛(ài)因斯坦向美國(guó)物理學(xué)會(huì)主辦的《物理評(píng)論通訊》（Physical Review Letters）的前身《物理評(píng)論》（Physical Review）投稿，論文題目是《引力波存在嗎》。他在論文中給出的結(jié)論是，引力波根本不存在。PR由于不能認(rèn)同這個(gè)結(jié)論而拒絕了這篇論文，從那以后，愛(ài)因斯坦拒絕再向這本物理學(xué)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊供稿。

2016年，整整70年以后，《物理評(píng)論通訊》編輯部收到一份投稿，論文詳細(xì)論述了人類(lèi)第一次探測(cè)到引力波的過(guò)程，論文有1004位聯(lián)合署名作者。在這其中，有3位作者已經(jīng)離開(kāi)了這個(gè)世界。他們分別是：引力波探測(cè)領(lǐng)域創(chuàng)始人之一Roland Schiling先生、在麻省理工大學(xué)LIGO實(shí)驗(yàn)室工作多年的Marcel Bardon先生、37歲的女科學(xué)家Cristina Valeria Torres博士。

胡一鳴一直記得確認(rèn)引力波信號(hào)之后，所長(zhǎng)Bruce Allen講過(guò)的一段話(huà)。他說(shuō)，愛(ài)因斯坦不相信黑洞的存在，而且他從來(lái)不相信引力波可以被探測(cè)到，現(xiàn)在我們用GW150914這一個(gè)事件證明他錯(cuò)了。但是我相信，如果愛(ài)因斯坦還活著，他一定不會(huì)介意自己在這兩個(gè)問(wèn)題上犯了錯(cuò)。

2014年初，明鏡剛來(lái)到愛(ài)因斯坦研究所讀博的時(shí)候，另一位主管實(shí)驗(yàn)的所長(zhǎng)、從事引力波探測(cè)工作超過(guò)30年的Karsten Danzmann帶他們一群新來(lái)的博士生上了一周的封閉學(xué)術(shù)課程。那是漢諾威郊區(qū)一個(gè)風(fēng)景秀麗的湖區(qū)，有一個(gè)晚上走在路上，Danzmann忽然讓他們抬頭看銀河旁邊一顆發(fā)紅的亮星——處于晚年的紅超巨星“參宿四”。他說(shuō)，現(xiàn)在、明天或者是接下來(lái)一百萬(wàn)年中的任何時(shí)刻它都有可能爆炸，我們就在等它爆炸。

“Dazmann的意思我們當(dāng)然懂了，我們都是搞引力波的，他的意思就是說(shuō)，如果它爆炸了，那引力波說(shuō)不定就能探到了，因?yàn)樗x我們特別近，它的引力波特別強(qiáng)?！?016年2月11日，LIGO召開(kāi)全球發(fā)布會(huì)，向全人類(lèi)宣布我們已經(jīng)探測(cè)到了引力波。明鏡看到Dazmann哭了。

后來(lái)明鏡有些神秘地說(shuō)，其實(shí)在9月15號(hào)小黑屋會(huì)議上Bruce Allen所長(zhǎng)第一次將信將疑告訴大家探測(cè)到了信號(hào)的時(shí)候，他自己心里就相信這一定是引力波。前一天中午，他匯報(bào)完工作跟導(dǎo)師一起去一家中餐館吃飯，在餐后送的幸運(yùn)餅干里吃出一張小紙條。上面用英文寫(xiě)著：You will make a great discovery.他覺(jué)得導(dǎo)師肯定特別喜歡看到這樣的話(huà)，就把紙條拿給她看。那個(gè)時(shí)候，他以為you是指他自己。

算算時(shí)間，那剛好是引力波GW150914剛剛到達(dá)地球的時(shí)候。

（實(shí)習(xí)生吳呈杰、宮赫婧對(duì)本文亦有貢獻(xiàn)）