《科学大家》|对话诺奖得主:从引力波探测到科学研究

　　出品 | 新浪科技《科学大家》

　　撰文 |晨风

　　如果非要选出一个词来总结2017年的全球科学进展，我想很多人都会选“引力波”。自从2015年“激光干涉引力波天文台”（LIGO）宣布首次观测到引力波信号以来，关于新的引力波探测的好消息便接踵而来。

　　2017年，LIGO首次探测到一种全新种类的引力波——来自双中子星合并的信号，而非之前所有探测案例中那样，都是双黑洞合并的信号。而更加激动人心的是，在引力波探测器检测到信号的几乎同时，光学波段的望远镜也观察到了相应的光学对应体。也就是说，人类首次在电磁波和引力波两个不同窗口上目睹了同一天文事件的发生——从此，人类打开了一个全新的窗口，天文学正式进入到“多信使天文学时代”。

　　在这样的冲击和震撼之下，毫无意外的，几位在LIGO建设和引力波探测方面贡献卓著的科学家被授予了2017年度的诺贝尔物理学奖，可谓实至名归。同时，今年由复旦大学颁发的“复旦-中植科学奖”也授予了这几位功勋卓越的美国科学家。

　　与中国的对话

　　12月19日，其中的两位获奖人，麻省理工的雷纳·韦斯（Rainer Weiss）教授和加州理工的基普·索恩（Kip Thorne）教授两人在北京参加了由“未来论坛”和北京师范大学联合主办的第36期“理解未来”科普讲座。现场还有北师大天文系副教授张帆，加州理工学院物理学教授陈雁北，未来论坛理事丁健，以及未来论坛发起人兼秘书长武红女士等人一同出席。

　　讲座期间，Rainer Weiss和Kip Thorne两位教授分别就引力波信号的探测原理和过程，最新进展等方面做了主题演讲。随后与北师大张帆教授等人以及现场的观众进行了现场对话交流。以下摘录部分对话精选，供读者参考：

　　一、论兴趣的重要性

　　在被问及如果有青少年想在未来投射科学研究，你对他们有什么建议时，两位教授不约而同强调了兴趣对一个人事业成功的重要性。

　　雷纳·韦斯教授分享了自己的故事，他的科学道路可谓一波三折。他从小就对各种电子设备感兴趣。作为德国移民的后代，他在纽约长大，中学时代的他喜欢到处买一些废弃电子器件，依靠自己修理组装收音机之类的电器。雷纳·韦斯教授现场回忆起自己小时候从路边“淘宝”的历程，以及自己复杂曲折的追求兴趣的经历。

　　他在高中时期就非常明确的知道自己的兴趣是电子设备方面，于是，为了追寻自己的兴趣，在麻省理工读大学时选择了电子工程专业，但很快他就发现这个专业的课程内容并非如自己原先设想的那样，失望之余该怎么办？雷纳·韦斯的答案是果断转去了物理系，原因很简单，因为物理系比较自由，他可以做任何自己想做的事情。

　　或许与很多人心目中学霸的形象很不同，雷纳·韦斯教授反复提到自己并非学霸，甚至属于“糟糕”的学生。在麻省理工求学期间，因为女友不给自己写信，于是逃课跑去芝加哥找女友去了，结果导致自己的课都没去上，出勤考核不及格，结果把成绩弄得很难看。

　　幸运的是，有名的原子钟研制专家杰罗德教授（Jerrold Zacharias）的实验室收留了他。杰罗德教授研制的铯原子钟现在已经成为时间的国际标准。在这里，雷纳·韦斯对于电子方面的熟悉和强大动手能力得到了锻炼，他为导师的团队制作各种原子钟使用的电子部件。也正是在这里，雷纳·韦斯第一次感觉到离爱因斯坦的理论很近：他的导师杰罗德教授想要研制更好的原子钟，以便对爱因斯坦红移效应进行检验。根据这一理论，处在不同引力场强度下的时钟，其时间将是不同的。因此，理论上，如果你的钟足够精准，那么放在山顶和山谷，其快慢将是不同的，因为它距离地球的中心距离有差异。

　　尽管最后这个实验没有成功，但这一经历引导雷纳·韦斯走上了引力的研究道路，为最终从事LIGO引力波的探测埋下伏笔。

　　相比之下，基普·索恩教授的故事要简单的多。他出生在犹他州一个小城的一个学术世家，他的父亲是教授，母亲也拥有博士学位。

　　小时候的索恩曾经梦想成为一名铲雪车司机，因为在小城的冬天，轰鸣而过的铲雪车显得特别有力量。但是在他8岁那年，他的母亲带他去听了一个关于太阳系的讲座，索恩一下子被吸引住了。慢慢的，随着读到的天文书越来越多，索恩对天文和物理的兴趣愈发浓厚，在高中时期就立下了要成为天文学家的梦想。

　　但即便今天成为了诺奖得主，当年索恩追求天文的道路也并非一帆风顺。在加州理工求学期间，索恩感到非常失落。因为原本在高中时期一直是学校里佼佼者的他到了大学发现自己原来是最笨的那一个，身边所有人都比他聪明，比他懂得多。于是索恩只能拼命学习，努力跟上周围人的节奏。最终，顺理成章的实现了理想，成为一名研究引力波理论的专家。

　　但是索恩教授也强调，他身边的科学家很少有像他这么一路走到底的，更多人是像雷纳·韦斯那样在中间经历过曲折迂回。但是不管如何，他们两人，以及许许多多其他成功的科学家，都是在自己兴趣的指引下走到今天的，也只有在兴趣的指引下，人们才能真正热爱自己的工作，才能真正做好自己的工作。正如基普·索恩教授所言：“不要害怕去探索，去做自己真正热爱的工作。”而雷纳·韦斯教授更是直白地指出：“如果从事科学工作不能让你感到愉悦，那么你或许不应该从事这一行。”

　　二、过度焦虑的家长

　　雷纳·韦斯教授进而谈到了今天在美国，很多家长望子成龙的心态膨胀，整体处于严重的焦虑状态，总希望让自己的孩子多学一点，从小考出最好的成绩，最好把所有该学的知识都学了，然后一路朝着成功狂奔。

　　他提到有些家长会因为学校老师给他们孩子的某门功课打了A-的等级而专门跑去学校和老师争论，指责老师这样做是在“毁掉”自己孩子的前程，断送了他们孩子上哈佛大学的顺风路。

　　雷纳·韦斯教授对此深恶痛绝，他说：“你怎么可能预知未来孩子们需要什么样的知识？你怎么知道什么才是对的？”他的观点是，人生是丰富的，有许多条路存在，应该让人生的经历去指引你，指引孩子。经历本身，包括失败的经历，都是我们最好的老师。

　　三、如何看待科学方面的重金奖励？

　　雷纳·韦斯教授坦率地对此表达了反对的意见。他强调，孩子对于科学的好奇心和热爱才是推动科学最重要的东西。他所担忧的是，孩子们不断因为自己的小小进步而获得物质上的奖励，他们会开始和其他孩子比较，慢慢地，他们不再能够感受到从事科学探索的那种乐趣。

　　有时候，为了科学奖项而不得不发生的竞争会伤害到孩子。获奖名额总是有限的，有些时候，孩子们做了非常好的实验，可是由于名额限制，没有得到奖励，孩子会觉得自己不够好，觉得失落。这是这种奖励最不好的一面，我们应该提醒孩子们，在探索科学的过程中，我们都度过了非常快乐的时光，这才是最重要的。

　　但韦斯和索恩两位教授在现场回答中也都没有否定科学奖的价值，指出这是对为社会做出重要贡献的科学家们的一种承认和褒奖。科学奖会造就某种意义上的“英雄”，但是在某种意义上讲，我们的社会或许也的确需要树立起这样的榜样。

　　索恩教授提到，他们并不期待获得诺奖，他们两人并非因为想得奖而努力工作，而是因为热爱自己的事业，因为对科学的好奇心而努力工作。他们也告诫年轻的科工作者们，不要将获奖设为自己的目标，而应该更加关注从事科学工作过程中的宝贵经历，去享受做出新发现时的愉悦。

　　四、有没有好的科幻作品推荐？

　　索恩教授表示自己小时候看过一些科幻小说，但是后来读书工作的时候发现，相比自己的同学和同事，自己实在太笨了。于是不得不中断了对科幻小说的阅读，转而集中精力到工作上。不过现在退休之后又可以把科幻小说重新捡起来了。

　　索恩提到自己非常喜欢两位美国科学小说家罗伯特·海因莱因（Robert A。 Heinlein）以及雷·布莱德伯里（Ray Bradbury）的作品。在索恩看来，所有科幻作品的背后都是科学，因此他本人并不太关心科幻，而更关心科学。他还透露继《星际穿越》之后，他正在参与制作另一部科幻大片，同样天文题材，也同样在背后有扎实科学原理的支撑，让人很是期待。

　　五、做科学，有时候需要“赌博”

　　韦斯教授首先强调他们非常幸运。因为做引力波研究本身是十分冒险的。这不仅是因为在他们开始研究测量引力波的时候，所需要的相关测量设备和技术很多根本还没有研究出来，他们所需要测量的信号又极其微弱，当时很多专家都认为这是永远都测不出来的。因此，在这样的情况下你要去申请经费，对方可能会觉得你是个疯子。

　　雪上加霜的是，即便花费巨资，耗费大量精力之后，所有相关技术和设备都到