讀古今文學網 > 引力波:發現愛因斯坦廣義相對論缺失的「最後一塊拼圖」 > 第16章 與時間賽跑 >

第16章 與時間賽跑

The Race Is On

羅克斯·沃格特後來說道:「他們肯定會探測到引力波,這是毫無疑問的。但是,這項成果不再屬於我,我只能從報紙上讀到相關報道。

「我沒有遺憾……傷口已經癒合了。對於我來說,這是陳年往事。我現在從事國家安全方面的工作……非常自由,不用受領導的管束。我並不是在為政府打工,向華盛頓的行政部門匯報情況時,我甚至可以說那些將軍都不敢說的話……我直言不諱,是因為我有這樣做的自由……對於一個85歲的老人來說,這樣的工作真是太棒了。

「加州理工學院是我的家,與我有千絲萬縷的聯繫。它就是我的家,我的故鄉。現在,有人說我已經不是加州理工學院的一員了……我遭遇過很多挫折,但是每一次,生活都會以這樣或那樣的方式給予我補償。當時,我要麼辭職,要麼被辭退,要麼……我真的非常痛苦,非常難過……然而,總有人站出來,幫我擺脫困境。我實在是太幸運了。

「我支持核裁軍,但我的工作之一是核武器研究。只要我們的國家和我們的世界真的想要核裁軍,我就能處理好這兩者之間的關係……我們過去反對極權主義……我從不提倡零核世界……我一直提倡的是保有少量核武器。由於人們相互之間缺乏信任,所以不可能實現零核世界……但是,如果把核武器的數量減到很少的程度,就不會對地球安全構成威脅。現在,只要4 000枚核彈,就可以把地球變成不毛之地。我擔心那些瘋狂的傢伙真的有可能發動核戰爭,但是,如果他們的核彈數量沒有達到4 000枚,而是只有2 400枚,他們就只能毀滅一座城市。儘管這種情況也不是很好,但至少不會毀滅地球。如果他們有4 000枚核彈,地球就將毀於一旦,我希望阻止這種情況發生。作為業內人士,我可以發揮更大的作用。所有人都知道我反對核武器,這是我的信仰。」

兩個月之前,由於健康問題,沃格特臨時取消了與我的會面。有傳言說他在阿富汗遭到了武力襲擊。由於他從事的是核武器研究,因此他成為敵人的報復對象。他在襲擊中受傷,做了幾次手術,但效果都不是很好。他的健康問題好像與脊柱有關,不知道是不是骨折。

「我要感謝這個國家。這個國家對我一直很好,比我的出生國對我好多了。」

我們站在LIGO總部大樓外道別,但話總說不完,腿都站酸了。從大樓陳舊的木門走出來的人都會仔細打量我們。LIGO項目的科研人員向我們揮手致意,但都一言不發,視線從沃格特身上掃過。沃格特希望找到傾訴對象,談一談他的研究及初衷,談一談他對這個國家的擔憂之情。他不需要我的肯定或者贊同,我也不想發表對裁軍與阿富汗局勢的看法,因為這些話題與本書無關。他說的每一句話都經過深思熟慮,連續幾個小時的交談讓我快喘不過氣了。對於這個飽受爭議的人,我不下任何結論。即使他的政治觀點與我不同,我也不發表任何意見。(對於我來說,這或許是一次不尋常的經歷。)後來我猜想,美國國家科學基金會的人之所以看了我發給他們的電子郵件,是不是因為我和沃格特的這次會面呢?顯然,這個問題無法考證。

沃格特從LIGO科學合作組織辭職(他可能認為自己是被辭退了)之前,他還在另外一個崗位上工作了幾年。巴裡什沒有拒絕他的辭職申請,他說:「他不可能擔任非領導職務的。設身處地地說,我也不願意。」雷納希望可以和解,他打算把沃格特安排到兩個天文台中的一個去工作,以此對他做出的貢獻表示感謝,也想翻過這複雜曲折的一頁。

我和雷納在漢福德天文台附近的一家飯店共進晚餐。包廂不小,足夠容納6個人。吃飯時,雷納回憶起他最後一次看到羅納德·德雷弗的情景。為了化干戈為玉帛,巴裡什在接任項目負責人一職後,廢除了所有對羅納德的禁令,並鼓勵羅納德參與更廣泛的LIGO項目。於是,羅納德加入了LIGO科學合作組織。他開始出席各種會議,還不斷地思考如何結合自己的實驗室工作為LIGO項目做貢獻。通常情況下,他都不發表意見,只是默默地觀察,沒有任何敵意,彷彿和朋友們出門遊玩一般。

2008年春,雷納在帕薩迪納出席LIGO科學合作組織的一個會議時,發現羅納德沒有到場。聽說大家近期都沒見過羅納德之後,他不禁有點兒擔心。心神不寧的雷納來到羅納德在加州理工學院的公寓。門開了之後,雷納看到的是滿房間的書和亂糟糟的衣服。走進去之後,他們好不容易找到一小塊可以坐下來的地方。羅納德坐在一把安樂椅上,雷納則坐在一把硬椅子上面。不知道為什麼,雷納對我講述了這些細節。同往常一樣,他們開始聊LIGO。雷納告訴羅納德,一位從蘇格蘭來的同事的健康狀況出了問題。在談話進行了一個小時之後,羅納德又一次問起這位從蘇格蘭來的同事,在聽說他的健康狀況之後,開始為他擔心起來,彷彿他是第一次聽說這個壞消息。這讓雷納擔心起羅納德的身體。

在發現羅納德頭腦糊塗、健忘之後,雷納建議他去看醫生,但是羅納德拒絕了,說醫療費用太貴了。這讓雷納十分擔心,他說:「這個傢伙在美國舉目無親。他一直沒有結婚,也沒有朋友。他一個人待在亂糟糟的公寓裡,也不去上班。」

戈德萊希也向我講述了他最後一次看到羅納德·德雷弗的情景:「最後,我只好把他送上飛機,讓他回到他弟弟的身邊。現在,他患上了阿爾茨海默病。」說到最後,他的聲音變得非常小,不知道是因為要告訴我這個消息,還是因為遺憾。「我幫他買好機票,和他一起上了飛機,把他送到約翰·肯尼迪機場,然後再把他送上飛往他弟弟家的飛機。真讓人難過啊!」

1997年,有人請羅納德談談他對LIGO的看法(當時,全尺寸探測器還沒有建成)。羅納德說,人們可能持兩種觀點:要麼認為LIGO是一個巨大的成功,要麼認為它純屬浪費金錢。

在「羅納德事件」的整個過程中,基普與羅納德一直保持著一種友好但卻比較緊張的關係。他對羅納德技術能力的尊重從未改變。(雷納告訴我一件非常有代表性的事情。一次,基普正在完成一個複雜冗長的計算,他絞盡腦汁地算了幾頁紙,而羅納德輕輕鬆鬆就給出了一種圖示解法。羅納德不懂規範的數學運算,但是他可以通過圖形找到答案,這給基普留下了非常深刻的印象。)羅納德經常參加基普組織的團隊會議,直到他的健康狀況出現問題。儘管這麼多年來,基普和羅納德衝突不斷,但是他覺得自己同所有人的關係都不錯。他不經常待在校園裡,羅克斯·沃格特同樣如此,但是他們偶爾會不期而遇。在走廊中遇見時,他們還會停下腳步,熱情地聊天。

基普一直期盼LIGO項目可以獲得成功。回想幾十年來遇到的技術難題、各種突如其來的政治及心理障礙,他仍然覺得不可思議。他一直對未來的成功心存疑慮,但他對艱苦的程度還是估計不足。這些實驗人員顯然讓他感到自豪,這種盛況空前的技術合作(即使算不上一次科學合作)讓他容光煥發、讚歎不已。早在40多年前,他就已經預見到了這一幕。多年來,為了確定噪聲源的數量,基普和學生們投入了大量時間。他還參與了探測器建造的具體工作,通過分析激光管中的散射光來確定機器的規格。但一直以來,他更擅長、更希望從事的是理論研究,有時還會提出一些猜想。基普認為,他對LIGO最重要的貢獻就是「通過與眾多同事、學生討論」並提出了該實驗的科學前景。當團隊在基普的專業領域內有足夠的知識儲備,使基普可以脫身去從事引力波聲音源的純理論預測研究的時候,他終於鬆了一口氣。基普還從科學的角度論證了建造高新探測器的必要性,這是他為LIGO做出的最後一個重大貢獻。「現在,我變成了一名非常愉快的場外觀察員」,每過幾個月檢查一次最新的靈敏度曲線。他承認自己運氣不錯,在電影行業開始了他的新事業,為熱門電影(比如《星際穿越》)寫評論、參與製作,與他的朋友霍金一起出席電影首映式。

羅納德·德雷弗還在世,但是他的健康狀況極其糟糕。他的弟弟在信中告訴我:「羅納德進護理中心大概兩年了,但他還是那麼優秀。昨天,我去看望他。我不敢確定,但我覺得他很可能還認得我。」約瑟夫·韋伯已經離開我們了。羅克斯·沃格特從未去過兩個LIGO天文台,儘管他之後的每一任項目負責人都向他發出了邀請。雷納退到幕後,基普還算活躍。在我創作這本書時,德國團隊中的比林斯已經101歲了。布拉金斯基的健康狀況不穩定,希望可以堅持到高新LIGO探測器完成第一次引力波探測。斯坦利·惠特科姆在印度為LIGO天文台的安全運行保駕護航。格拉斯哥大學的吉姆·霍夫負責為高新探測器提供基礎部件,他說:「我們都爭取能活到那一天。」

雷納告訴我:「這樣的日子很難熬。」2015年7月,他幫助利文斯頓天文台解決反射鏡的問題。這些反射鏡的效果正在不斷提升,產生的噪聲越來越少。8月,他又前往漢福德天文台,檢測數字模擬轉換器的某些非線性特徵。他說:「我覺得,讓這套系統完成一次探測是我們的榮譽,也是我們的義務。如果做不到,就說明我們把這個國家引入了歧途。」1916年,愛因斯坦發表了一篇論文,第一次預言了引力波的存在。雷納希望在愛因斯坦的這篇論文發表100週年的紀念日到來之前取得成果,但是,如果趕不上這個時間節點,那麼能趕上愛因斯坦1918年發表的第二篇關於引力波的論文的100週年紀念日,他也可以接受。「我不希望這樣,但也可以。」他告訴我,畢竟愛因斯坦的第一篇關於引力波的論文中有一些錯誤。

第一輪科學運行最好可以完成一次探測,只要能第一次記錄下來自太空的聲音即可。雷納說道:「天哪,一定要有效果啊!但是我得告訴你,我真正追求的其實不是這個。如果我們無法探測到強引力場,這台機器就是一個失敗的作品……我們一定要探測到黑洞。如能成功,將給我們帶來無與倫比的滿足感,意味著我們完成了一個偉大的壯舉,所有的努力都沒有白費。」

6個月以來,雷納一直在和麻省理工學院的麗薩·巴爾索蒂、馬修·埃文斯、納吉斯·馬瓦爾瓦拉(這幾名年輕的科研人員也把探索的目光投向了遙遠的未來),認真探討LIGO之後探測器的發展前景。目前,量子實驗正在不斷取得進展。有人開始討論建造40千米探測器的可能性,還有人提議將探測器送進太空。在說到他近期的一些想法時,雷納一副意氣風發的模樣。他特別指出,合作機制必須進一步發揚光大,現在就應該開始設計新一代探測器。如果等到探測成功之後才啟動,就會錯失良機,導致這個領域停滯不前。他對未來有一個非常清晰的設想——他的理想得以實現,他們成功探測到的不只是這一代探測器希望探測到的嘶嘶的爆裂聲,而是一種截然不同的令人難以置信的聲音。他說:「我在有生之年可能無法實現這個理想,但這並不重要。」

在宇宙的某個地方,兩個黑洞發生了碰撞。這是自宇宙起源以來威力最大的天文事件之一,釋放出的能量相當於1021 個太陽。這麼多的能量以時空漣漪,也就是引力波的形式,從正在合併的黑洞向四周傳播。

當前,人們正在趕時間、搶進度,希望在高新LIGO探測器完工之前,能夠第一次成功地探測到引力波。也許在10億年前,黑洞碰撞、中子星碰撞或者恆星爆發導致時空蕩起了層層漣漪,它們穿越浩瀚的宇宙來到了地球。

在地球不斷發生變化的過程中,遠古的多細胞生物演變成超大陸上的化石。與此同時,黑洞碰撞的一絲餘音踏上了漫漫的時空旅程,向著我們傳播而來。當這縷餘音途經本超星系團時,地球上正是恐龍時代。當它經過仙女星系時,地球進入了冰川時代。當它來到銀河系時,人類正在創作石洞壁畫。當它接近地球附近的星團時,工業化將人類社會帶入了飛速發展的階段,蒸汽機出現了,愛因斯坦通過推理,證明了引力波的存在。在我開始撰寫本書時,它抵達了半人馬座阿爾法星。

在這個歷時10億年的旅程即將完成的時候,一個由數百名科研人員組成的團隊正在建造天文台,捕捉來自太空的第一段藍調。當引力波在太陽系外的星際空間中穿行時,探測器將準備就緒。

引力波接近海王星的時候,我們還有幾個小時的時間。當它經過太陽時,留給我們的時間就只剩下幾分鐘了。燈火通明的控制室裡有人值班,她正在利用傳統的揚聲器系統或者耳機監聽探測器的運行情況。當然,她也可以用這些工具取樂。也許,在計算機、風扇、探測器的噪聲以及計算機鍵盤的敲擊聲的干擾之下,在與控制系統進行了8分鐘煩躁不安的交互之後,她也許無法注意到某個似乎與眾不同的聲音。但是,複雜的計算機算法將實時分析數據流,然後通知數據分析師——最好是在午夜,讓他四下找眼鏡,或者跌跌撞撞地爬下床。然後,某個人會認真地思考這個觸發因素的具體情況,然後冷靜地做出判斷:「這一次,我們可能真的要捕捉到它了。」

本書是一部引力波編年史,也是為一個異想天開、氣勢恢宏而充滿艱辛的實驗項目獻上的讚歌!