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引力波探测全球超过千名科学家参与

探索顶尖科学需聚世界之力

来源:文汇报 2016-2-18 沈湫莎


  引力波探测是当今时代最前沿、最顶尖的科学探索,迄今共有来自全球各个学科的超过千名科学家参与其中。

  世界顶级课题必定是一次全球智慧的协作与“众包”,清华大学信息技术研究院研究员曹军威这样判断,他还说:“像引力波这样规模的科学探索,远超出某个单一学科的范畴,也超出某一个研究小组、一个大学或研究机构,甚至一个国家的能力,必须是物理、天文、机械、激光、精密仪器、信息等方方面面的专家共同参与,在全球范围联合攻关。”

工作像“码农”,心态很重要

  许多人把探测到引力波比喻为宇宙尺度的浪漫相遇,但身在其中的科学家并没有觉得这么浪漫。从2001年开始,现任西澳大学物理学教授的温琳清就在加州理工学院引力波数据分析组开始了引力波探测研究,她的主要工作是提出模型并验证。

  今年已经是温琳清和引力波结缘的第15个年头,要不是不久前的发现让她从事的这一领域大热,估计枯燥的工作还会继续持续下去。她如何坚持可能要耗费一辈子时间去等待一个结果渺茫的试验呢?

  “我们周围有好几个有威信而乐观的科学家,他们找引力波都40年了,有他们在,我不太担心探测不到。”温琳清说,“就算探测不到,我们也可以研究为什么探测不到。”她所在的团队有很大的科研自由度,除了引力波,温琳清对她博士期间研究的X-射线双子系统也很感兴趣。

  引力波探测论文的参与作者、美国激光干涉引力波天文台(LIGO)科学合作组织核心成员、加州理工大学教授陈雁北几十年中主要工作,就是用纸笔做计算,或者在计算机上做小规模的数值模拟,没有成果时,他的心态其实与温琳清很像。他说:“引力波的探测是一个很长的过程,已经花了几十年的时间,即便没希望也无所谓,这个过程本身就很有意思。”

兴趣是最好的使人进步的老师

  温琳清不会想到,她在南京大学的一次演讲,会在一个小男孩心中播下引力波的“火种”,他就是目前在德国马普引力物理所从事相关研究的LIGO科学合作组织成员、清华大学博士后胡一鸣。

  从小,胡一鸣就对天文有狂热的兴趣,因为爱看日出,家里又没什么钱,一家人搬到乡下去看日出。到了初中课堂上,他冒出的专业天文术语能把老师给震住。

  高三第一学期时,胡一鸣要代表国家队去印度参加国际天文奥林匹克竞赛,而且一去就是半个多月。高中老师担心他回来会跟不上学习进度,影响高考,但最后还是放他去了,因为高中老师看得出这孩子对天文的痴迷。

  报高考志愿时,胡一鸣只填了一个专业,就是南京大学天文系,而那年他填的这个专业只招一人。老师和家长都问他,如果考不上怎么办?胡一鸣很坚定地说:“除了天文,我不想报任何其他专业,今年没考上,明年复读再考。”

  这份坚定感动了胡一鸣的高中校长,他给南大校长写了一封信,里面提到:“如果你们录取胡一鸣,比录取十个、二十个考大学为了某一个出路的学生更有价值。”

为每一寸极限突破费尽心力

  “臂长”4千米的LIGO不仅体型巨大,从开建到运行,它就是个融合了光学工程、机械工程、电子控制、数字分析处理、抗震、镀膜的大型科学装置项目。

  据上海理工大学教授、国家“千人计划”专家韩森透露,构成LIGO主体的精密光学仪器设备制造大多出自澳大利亚团队,而韩森曾在1998年受邀为LIGO设计和制造了一台光学检测设备。

  清华大学的科研团队以高精度的数据分析能力帮助“净化”了引力波探测中的干扰信号,LIGO数据采样频率超过1.6万次/秒,采样信道达上万个,只能依靠先进计算机技术做支撑。在曹军威看来,探测器的精度提升和数据分析处理相辅相成,最终成就了引力波探测的成功,这是全世界千余名研究人员共同努力的结果。

  未来的大型科学研究什么样?可以肯定的是,更大的数据样本,更长的周期,更大的投入,从全球各地都在兴起的综合性的大科学中心就能体现出世界科研的变化趋势,而汇聚全球“智慧大脑”是未来科研的必然选择。

编辑:苑苑

 

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2016-02-18 14:27:01]
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