LIGO測到了引力波,成為春節期間的大新聞,中國科學院日前對外公布我國空間引力波探測“太極計劃”。目前已形成中科院院士胡文瑞、吳岳良為首席科學家的“空間太極計劃”工作組。按照其中的一個方案,中國在2033年前后將發射三顆衛星組成的引力波探測星組。
而據中國青年報17日報道,中國曾有過一次加入LIGO實驗團隊的機會。
據“太極計劃”首席科學家、中科院力學所胡文瑞院士介紹,LIGO組織除了麻省理工學院和加州理工學院兩家牽頭單位之外,還成立了LIGO聯盟,因在亞洲缺少一個觀測站點,該聯盟相關負責人曾來到中國,希望在中國建一個LIGO的測量站,根據胡文瑞的回憶,當時北京天文臺做了不少努力,但最終還是付諸東流。
后來,LIGO選擇了印度。如今印度和澳大利亞合作建立了LIGO地面測量站。
原初引力波是宇宙“大爆炸”時刻信息的唯一載體,圖為原初引力波示意圖。中科院“太極計劃”工作組供圖
為什么中國遺憾錯過?因為“沒經費”。胡文瑞告訴中國青年報記者,即便是今天公布的“太極計劃”,在經費申請和爭取方面依然不易,更多地是依靠中科院院內的先導科技專項經費,做著前期的預先研究。
2月15日,中科院院士、中科院高能物理所所長王貽芳在《中國科學報》發表題為《從“引力波的發現”看中國科研體制》的文章。文中提到,當前的條塊分割,制度簡單僵化,抑制了科研活力。他舉了一個例子,國家基金委、科技部支持項目的上限在4000萬元左右,大約3億元以上的項目可以去找發改委,但4000萬元到3億元之間的項目是沒有部門管的。目前高能物理所在西藏阿里的“原初引力波”探測項目大概在1億元左右,不知誰負責。
“太極計劃”另一位首席科學家、中國科學院大學副校長吳岳良告訴記者,“太極計劃”很有可能面臨著同樣的問題。他說,“太極計劃”預計投入100億元,到2035年發射衛星,即20年里每年平均投入5億元。他擔心,億量級經費的研究同樣有可能找不到合適的經費支持。
相比之下,剛剛取得舉世矚目成績的LIGO實驗團隊,其所得到的經費比較穩定和持續。
LIGO計劃早于1999年便建成了裝置,此后一直試著探測引力波,但始終未曾測到,這其中進行了多次升級,直到2010年,仍然沒有測出來。
那時,距離裝置竣工已經11年。胡文瑞說,這樣的堅持和巨大的前期投入已經很讓中國科學家艷羨,更難得的是,LIGO負責人又從美國科學基金委員會申請到了4億美元,對LIGO進行了升級,成了Advanced LIGO(即aLIGO)。
又過去了5年,aLIGO測到了引力波。
處于領先地位的太空探測計劃LISA,也已經持續進行了20多年。
“現在,我們會說他們好有遠見,那我們為什么不能有遠見呢?”胡文瑞問道。
事實上,假如沒有LIGO的成果爆出并引發如此巨大的社會反響,胡文瑞并不打算在這個時間節點向外公布“太極計劃”。
原因有兩點,一來他認為,“太極計劃”和普通民眾離得比較遠,一時可能得不到關注和理解,二來部分領導也未必完全明白其重要性和意義,“基礎研究,很多時候得不到認可,急不得,急了,也沒用”。
如今胡文瑞已經年近八旬,他說自己也許看不到2035年“太極計劃”的衛星發射,但他希望通過“太極計劃”使中國成為國際上空間引力波研究重要基地之一,以基礎科學研究為牽引,中國在空間科學研究、高端空間技術和科學衛星的整體水平上將會有一個質的飛躍。
今年秋天,胡文瑞等中方“太極計劃”負責人,將和歐洲空間局LISA計劃相關負責人,召開雙邊的第三次雙方科學家會議,屆時將完成雙邊合作的可行性報告,然后各自向主管部門呈報,由雙方主管部門審批后執行。
“我們已經把建議書送到領導那里,等待批復。”胡文瑞說。
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憑什么相信引力波檢測的結果?
作者:北京大學哲學系教授 劉華杰
春節期間,科學家證實了引力波存在的消息迅速傳遍各種媒體,仿佛大家都非常熱愛物理學。
LIGO的數據意味著什么?老愛(Albert Einstein)的預言又一次被證實了嗎?
物理學界玩這種把戲夠多了。
當年愛丁頓的觀測據說完美證實了愛因斯坦的廣義相對論,但科學史家事后的分析表明并非如此。一個問題立即浮出:媒介和大眾憑什么相信科學家的新聞發布?為什么更相信這次而不是那一次?圈外人士有辦法“理性”地判別“事實”嗎?坦率地說,不容易或者幾乎不可能。那么圈內人士能嗎?科學知識社會學(SSK)學者柯林斯(Harry Collins)為此研究了引力波檢測科學共同體十余年(在NFS的長期資助下),出版過近900頁的引力波探測社會史著作Gravity's Ghost。結論是什么,到底有沒有引力波?這事別問SSK學者和科學哲學家,而應當問科學家。說到底涉及科學信念問題,信則有不信則無!2016年2月中國春節期間,科學家和媒體這一回的宣布又如何呢?其實與以前沒有本質不同。
據報導,物理學家探測到(實際上是推測到)由兩個黑洞合并產生的一個時間極短的引力波信號,持續不到1秒。此信號經過13億年的漫長旅行,于2015年9月14日到達地球,恰好被剛改造升級的LIGO的兩個探測器以7毫秒的時間差先后捕捉到。講得非常生動,好像就在敘述自家后院梨樹上一片樹葉落到了地上。問題是,誰是說明項誰是被說明項?LIGO的數據證實了兩個黑洞相撞還是黑洞的相撞證明了引力波?其實是互證的解釋學循環。此檢驗可重復嗎?不可以,沒聽說那是13億年前發生的事嗎,現在原“標本”已經不在了,只好等下一個事件。
一個多月前就有人放出風來(用的詞是rumour),老愛100年前的預言最近將被最終證實。這樣便皆大歡喜,對誰都有個交待(對科神老愛,對資助方,對媒體的無限期盼)。再往前追溯,去年秋天就有人試探性地宣布過結果,《自然》雜志2015.9.30的文章Has giant LIGO experiment seen gravitational waves?就提到那則rumour。文章也提到團隊當時正準備分析數據,著手寫一篇論文,并將vote to decide whether to announceit. 但是如何排除false signal?如何進行雙盲檢驗?該文章在此關鍵處特別提到一個人,即前面說到的社會學家Harry Collins。科學前沿為何要社會學家摻合其中?其實,如今的大科學本來就是科學與社會的“分形體”,你中有我我中有你。這不僅僅涉及到經費、職稱評定等所謂“外在”(嚴格講不是外在,而是內在)諸事項,實驗設計,數據的獲得、重復、認可,論文的撰寫、發表等都是與社會過程不可分離的自然科學過程。結論是:我們不知道科學家做對了而是做錯了,不知道他們是否誠實。擺在面前的是,相信或者不相信。當然有程度不同的區分。在大科學時代,我們獲得的相當多知識,都基于我們相信科學家,而不是基于我們自己理解了并檢驗過了他們的結果。公眾根本沒法檢驗,科學家的檢驗也會面臨《發現秩序》一書中講到的效應。那么怎樣做才是理性的聽眾、合格的聽眾?這涉及你如何理解“理性”。另外,LIGO的實驗設計有重大創新嗎?沒有。邁克爾遜-莫雷干涉實驗是上世紀或者上上世紀的玩藝,只不過現在精度高了,花錢更多了。
社會科學中有“自我實驗預言”一說,自然科學當然也是如此,只不過用理論和技術偽裝得更精致一些,常人看不出來。科學哲學中不是講證偽嗎?沒錯,但嚴格證偽一個偉大的理論是非常難的,特別是需要時間。數據和信念都起作用。科學和社會都需要秩序,愛因斯坦100年前給出了一幅令人動心的大理論,此理論描繪了科學家需要的特別秩序。愛丁頓的觀測以及今日的LIGO實驗結果被迅速接受、傳播,都符合對這一秩序的渴望。
有人會說了,你在說風涼話,對LIGO的結果你相信不相信吧?其實我信不信完全不重要。姑妄聽之,權當CCTV春節晚會的一則補料吧。那么,你反科學并終將為此付出代價!怎么會呢?科學如果強大,根本不在乎我反不反;科學如果脆弱到怕某個人反,那是另一回事了。科學的有趣性之一就在于,我們可以相信也可以不相信,你可以兩方面下注。
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