爱因斯坦是LIGO的“总设计师”

LIGO团队如何合作

——访引力波论文作者之一、加州理工学院陈延北教授

2月13日晚，美国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、加州理工学院陈雁北教授接受了《科学技术日报》记者的专访，首次揭示了发现引力波的科学家团队LIGO在科学研究中的合作情况。

美国路易斯安那州利文斯顿的引力波探测器

世界“超级大脑”旗舰团队

众所周知，LIGO项目小组宣布了美国引力波的发现结果。事实上，这是一个“超级大脑”旗舰团队，汇集了来自世界各地的科学家。其中一些团队位于LIGO总部，一些位于外围。他们有不同的职业背景和优势。

美国拥有最集中的研究团队，包括加利福尼亚理工学院和麻省理工学院，它们在研究的各个方面都很突出，佛罗里达大学提供大量光学技术支持，威斯康星大学对数据分析做出了特殊贡献。英国大学对LIGO后视镜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；澳大利亚大学已经使用了光学压缩态的实验方法。法国和意大利已经发射了VIRGO处女座探测器。

根据一系列复杂的规定，LIGO通过委员会组织这些小组开展工作。委员会成员的数量是根据每个研究小组的成员来分配的，而更高一级的执行委员会由更资深的科学家组成，以决定更重要的问题。此外，还有实验室主任，他们负责就实验室仪器和重要事项做出决策，还有发言人，他们负责协调内部和外部关系。

如有需求或问题，各团队将主要通过电子邮件联系，每年定期召开两次会议，并定期回顾各团队的研究进展。如果他们做得不好，就会受到警告。

碰撞的火花永无止境。

去年夏天，第一个看到“引力波事件”的人是一名在德国工作的博士后研究员，他正在运行一个实时监控程序。在自动扫描数据分析期间，程序会提示一个强信号。

为了验证结果，LIGO迅速启动了一项大规模的协作行动，允许每个人分工合作，从各个方面进行批准，例如检查其他传感器以查看是否是其他因素导致的，或者识别是否有其他人注入的恶意信号等。

陈雁北指出:“国际合作太重要了！因为大型项目要做的事情太多了，只有相互合作，取长补短，才能推动科研进步，碰撞的火花才会层出不穷。”

陈雁北的团队曾经遇到过美国西北大学的光学和原子物理学教授，他说有一种方法可以提高N倍引力波的探测精度，这听起来不可靠。尽管有怀疑，团队还是将他吸收到了研究中。然而，几年来没有重大进展。最重要的是，没有一个系统来判断其研究的对错。然而，在随后的合作中，该团队突然发现，可以从其方案中提取出一些优秀的理论思想，即用于提高具有不稳定光学系统的仪器的灵敏度的实验设计方案。多亏了这次合作碰撞。

科学家开会熬夜做实验

“和麻省理工学院的实验物理学家一起工作时，我经常看到他们预约熬夜做研究，因为他们的实验对地面振动很敏感。”陈雁北说。

为了倾听来自宇宙深处的声音，大多数探测引力波的实验都需要在相对安静的环境中进行，因此许多科学家不得不在深夜做实验，而且经常有几个人预约一起熬夜并相互合作。甚至，也有不同国家的科学家聚在一起成为夜猫子的时候。

“我认为一个人熬夜是可以的，但是如果几个人预约熬夜做实验，这就意味着经常熬夜仍然很难。如果你今天不想忍受，恐怕你会耽误你同事的实验进度。就像找到一个搭档。”陈雁北叹了口气。

LIGO的会员分布在世界各地，因此很难找到合适的电话会议时间。然而，由于欧洲和美国的成员众多，会议和交流的时间将主要在这些地区。因此，来自澳大利亚、日本和中国的参与者倾向于更加努力地工作。

就在引力波的发现被证实的时候，当LIGO项目小组聚集在一起时，一些科学家叹了口气，“啊，即使这个敏感的仪器也能看到黑洞，那将是多么美好的一天啊。”陈雁北解释说，这意味着观测仪器的灵敏度在设计上还没有达到所谓的高精度。如果实现了这一点，我们将来将能够看得更清楚，听到更多的黑洞碰撞。这一发现无疑是一个开始。当然，这也意味着科学家们会做更多的事情，更兴奋地见面，一起熬夜。

爱因斯坦是“首席设计师”

一百年前，爱因斯坦以超人的洞察力提出了广义相对论，并预言了引力波。然而，他自己不知道如何观察它。

然而，通过科学事实来验证预测并不容易。陈雁北说:“人类对引力波的观察已有近50年的历史。由于宇宙中引力波源频率的不确定性，研究人员不可避免地在心理上准备“不去探测它”。在这条路上还有一些人改变了他们的研究方向或者离开了。”

那么，科学家们依靠什么样的支持来进行几乎没有前景的研究呢？陈雁北说:“玩游戏很有趣。”例如，实验物理学家喜欢制造激光，就像孩子们玩高积木一样。理论物理学家喜欢寻找一些问题来思考并解决一些问题。更重要的是，所有想加入研究的伙伴都真的想做点什么。"

最后，陈雁北意味深长地说:“我从事理论物理研究已经17年了。就像我一直坚持研究的同伴一样，我仍然相信爱因斯坦的预测，直到引力波被发现，至少达到99.99%。否则，我们就不会在半夜这么执拗地见面‘玩游戏’。在某些方面，爱因斯坦是LIGO的“首席设计师！"