聽(tīng)波者胡一鳴：見(jiàn)證宇宙的漣漪

□浦東

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聽(tīng)波者胡一鳴：見(jiàn)證宇宙的漣漪

□浦東

喜歡“看天”的孩子

胡一鳴出生于上海崇明區(qū)。他上小學(xué)的時(shí)候，正上初中的姐姐指著地理課本上的插圖對(duì)他說(shuō)：“看，這是銀河系，你聽(tīng)說(shuō)過(guò)嗎？”對(duì)絢麗星河充滿好奇的胡一鳴纏著姐姐念完了這一章節(jié)的內(nèi)容，從此就愛(ài)上了天文學(xué)。

初中時(shí)，胡一鳴央求父母給他買架天文望遠(yuǎn)鏡，可600多元的價(jià)格對(duì)于一個(gè)母親下崗，父親只是普通工人的家庭來(lái)說(shuō)，實(shí)在不是小數(shù)字。父親胡永祥咬咬牙：“這錢就當(dāng)是為孩子補(bǔ)課花掉的。”這架天文望遠(yuǎn)鏡開(kāi)啟了胡一鳴的觀星之夢(mèng)，至今還保存在他的房間。

在無(wú)數(shù)個(gè)晴朗的夜晚，胡一鳴會(huì)在村子里的小橋上架好望遠(yuǎn)鏡，運(yùn)用自學(xué)的天文知識(shí)觀測(cè)星空。時(shí)間長(zhǎng)了，村里人都知道有這么一個(gè)喜歡“看天”的孩子。鄰居看到了，就逗他：“你一直看天，那幫我看看明天會(huì)不會(huì)下雨?！薄斑@個(gè)我可不會(huì)，我只會(huì)看星座，天上的星座我都認(rèn)識(shí)?！焙棋挠钪娲蜷_(kāi)了胡一鳴的人生，他說(shuō)：“相對(duì)于這漫天星空，人類無(wú)論從質(zhì)量、密度、尺度、溫度，還是壽命來(lái)看，都渺小得無(wú)以復(fù)加。我們?nèi)粘Ｉ钪兴鶡缿n愁或喜極而泣的各種大事，在宇宙看來(lái)都不值一提?！?/p>

到高中時(shí)，胡一鳴已經(jīng)是個(gè)天文學(xué)的小專家了，他參加了學(xué)校的天文社團(tuán)。高中地理課上，老師提問(wèn)關(guān)于宇宙、天體的內(nèi)容時(shí)，胡一鳴一口專業(yè)的天文術(shù)語(yǔ)就把地理老師震住了。

高三時(shí)的班主任還記得，有一天胡一鳴突然向他請(qǐng)假，說(shuō)要代表國(guó)家隊(duì)去印度參加第十屆國(guó)際天文奧林匹克競(jìng)賽，上海只有他一人，而且要去兩三周。班主任有點(diǎn)擔(dān)心，馬上就要高考了，怕他因此耽誤學(xué)業(yè)。結(jié)果胡一鳴不僅代表中國(guó)隊(duì)取得了第三名的好成績(jī)，回學(xué)校后，他的學(xué)科成績(jī)也沒(méi)有因此下滑，而且他當(dāng)時(shí)還在繼續(xù)堅(jiān)持參加天文社團(tuán)的活動(dòng)。

胡一鳴第一次引起學(xué)校轟動(dòng)，是在高考填志愿時(shí)，他任性地只填了一所學(xué)校一個(gè)專業(yè)：南京大學(xué)天文系。在此之前，他已經(jīng)獲得了上海交通大學(xué)的預(yù)錄取資格，可因?yàn)榻淮鬀](méi)有他鐘愛(ài)的專業(yè)，所以選擇了放棄。

當(dāng)年南京大學(xué)天文系的錄取分?jǐn)?shù)極高，而且在上海只錄取一人。胡一鳴的父母希望兒子可以多補(bǔ)填幾個(gè)志愿，但胡一鳴怎么都不愿意，他坦言如果考上別的大學(xué)，他也不愿意讀；如果考不上，就復(fù)讀再繼續(xù)報(bào)考南大天文系專業(yè)。高考成績(jī)出來(lái)后，一個(gè)同學(xué)比他的成績(jī)稍微高了幾分，被南京大學(xué)天文系錄取。不過(guò)，他這份堅(jiān)定報(bào)考的決心和對(duì)天文學(xué)的熱愛(ài)感動(dòng)了南京大學(xué)，同時(shí)他的比賽獲獎(jiǎng)經(jīng)歷也為他帶來(lái)了一次機(jī)會(huì)，他就這樣被南京大學(xué)天文系破格錄取。

加入LIGO科學(xué)合作組織

進(jìn)入大學(xué)后，胡一鳴如饑似渴地吸取著專業(yè)知識(shí)。除了泡圖書館，跟著老師泡實(shí)驗(yàn)室，他還將南大天文愛(ài)好者協(xié)會(huì)的社團(tuán)玩得風(fēng)生水起。他很快成為南大天文愛(ài)好者協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，和伙伴們組織了很多精彩的活動(dòng)，例如野外觀星、星空攝影競(jìng)賽等等，他希望把自己對(duì)天文的熱情與朋友們分享。

本科時(shí)，胡一鳴曾經(jīng)猶豫過(guò)未來(lái)的科研方向。有一次，他跟著老師參加一次天文學(xué)的國(guó)際研討會(huì)，在專家們的討論中，他第一次接觸了引力波的概念。當(dāng)時(shí)做報(bào)告的是西澳大學(xué)的溫琳清教授，她通俗易懂的報(bào)告展現(xiàn)了一幅動(dòng)人的前景：十億年以前，宇宙深處，兩個(gè)巨大的黑洞在經(jīng)歷了漫長(zhǎng)地繞轉(zhuǎn)以后，通過(guò)引力波輻射能量，越轉(zhuǎn)越近。長(zhǎng)年累月的公轉(zhuǎn)，已經(jīng)讓它們不堪重負(fù)，能量的損耗也在日漸加快。最后，它們終于放棄了抵抗，猛地撞到了一起。這兩個(gè)黑洞消亡了，一個(gè)更巨大的新黑洞，誕生了，伴隨著時(shí)空中被攪動(dòng)的滔天巨浪，那是它這一生也許是唯一一次的啼哭。這個(gè)新生兒的第一聲哭喊，以光的速度飛速向外傳播……經(jīng)過(guò)十億年的漫長(zhǎng)旅行，一小部分引力波信號(hào)終于抵達(dá)了地球，而人類現(xiàn)在已經(jīng)研究出了數(shù)學(xué)和物理，搗鼓出了相對(duì)論和激光，還用激光編制出一張捕捉引力波的網(wǎng)……

溫教授的話讓胡一鳴振奮不已，這個(gè)領(lǐng)域就是一個(gè)大寶礦。引力波探測(cè)有很長(zhǎng)的過(guò)程，雖然科學(xué)家經(jīng)歷了幾十年的探索，依然沒(méi)有搜索到任何引力波信號(hào)，但胡一鳴查閱資料了解到，在經(jīng)過(guò)了五年左右的硬件升級(jí)以后，新升級(jí)的LIGO探測(cè)器靈敏度將大大提升。所以胡一鳴很確信在經(jīng)過(guò)不長(zhǎng)的時(shí)間以后就可以探測(cè)到引力波，為人類打開(kāi)一扇全新的認(rèn)識(shí)宇宙的窗口。

從此，胡一鳴就堅(jiān)定了研究引力波這條道路，他以優(yōu)異的成績(jī)進(jìn)入英國(guó)格拉斯哥大學(xué)讀博士，研究的就是引力波的數(shù)據(jù)處理。畢業(yè)后胡一鳴選擇加入德國(guó)馬克斯·普朗克引力物理研究所，因?yàn)樗褪荓IGO組織成員單位，胡一鳴可以直接參與引力波的探測(cè)。

LIGO科學(xué)合作組織是由參與建造、維護(hù)儀器、分析數(shù)據(jù)的一千多名科學(xué)家共同組成的科研團(tuán)隊(duì)，從材料、鍍膜、隔震、激光、真空，到超級(jí)計(jì)算機(jī)、數(shù)值相對(duì)論、快速信號(hào)處理、數(shù)據(jù)分析、快速空間定位、參數(shù)估計(jì)，每一個(gè)步驟，每一個(gè)細(xì)節(jié)，都凝結(jié)著研究人員數(shù)十年的積累和心血，看著簡(jiǎn)單的幾個(gè)數(shù)字，每一步背后都是厚厚的幾十本博士論文。對(duì)于他們來(lái)說(shuō)，學(xué)術(shù)生涯很長(zhǎng)一段時(shí)間都屬于一種沒(méi)有數(shù)據(jù)的探索階段。但胡一鳴坐得住冷板凳，每天在辦公室里寫寫畫畫，記錄分析數(shù)據(jù)，和全球的科學(xué)家電話溝通交流，他相信心誠(chéng)則靈，總有一天，會(huì)聽(tīng)到來(lái)自時(shí)空的漣漪。

胡一鳴

北京時(shí)間2016年2月11日23∶40左右，激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）負(fù)責(zé)人、加州理工學(xué)院教授David Reitze宣布，LIGO發(fā)現(xiàn)了引力波。

在這場(chǎng)偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)中，一個(gè)叫胡一鳴的中國(guó)年輕人，一起參與了引力波的研究，并在第一時(shí)間，用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z(yǔ)風(fēng)、斐然的文采，向中國(guó)的讀者解釋了這個(gè)深?yuàn)W的科學(xué)現(xiàn)象，讓我們?cè)诿鎸?duì)浩瀚宇宙之時(shí)，仿佛真的聽(tīng)到了來(lái)自時(shí)空的漣漪。

3分鐘發(fā)現(xiàn)信號(hào)

2015年9月14日，引力波信號(hào)到達(dá)地球后3分鐘，就被程序發(fā)現(xiàn)，胡一鳴收到了一封有關(guān)引力波的內(nèi)部郵件Event G184098，他的第一反應(yīng)有些冷淡，因?yàn)長(zhǎng)IGO會(huì)人為注入模擬信號(hào)，但事先只有三個(gè)人秘密地知道這些信息，也就是所謂的“盲注”。盲注的目的是看在不知道“信號(hào)”存在的前提下，LIGO的軟件和工作人員是否能把信號(hào)找出來(lái)。四年前這樣的事故就出現(xiàn)過(guò)，大家瘋狂地忙碌了幾個(gè)月以后把論文都準(zhǔn)備好了，那三個(gè)人才肯宣布，那是一次盲注事件。所以，這一次有些像狼來(lái)了的故事。

直到半小時(shí)后開(kāi)電話會(huì)議時(shí)，有人提到當(dāng)時(shí)把人造信號(hào)注入到儀器中的設(shè)備發(fā)生了故障正在檢修，所以這不可能是一次盲注事件。聽(tīng)到這個(gè)消息，胡一鳴當(dāng)時(shí)就愣住了，這說(shuō)明，這的的確確是一次真實(shí)的信號(hào)！

盡管如此，胡一鳴恪守內(nèi)部規(guī)則，在沒(méi)有萬(wàn)分的把握之前，嚴(yán)禁任何成員向任何組織外的個(gè)人透露消息。LIGO科學(xué)合作組織非常的嚴(yán)謹(jǐn)，只有當(dāng)你握有強(qiáng)有力的證據(jù)，你才可以做出超出常人想象的論斷。胡一鳴說(shuō)：“對(duì)于大眾讀者而言，這不過(guò)是屏幕或者報(bào)紙上的幾個(gè)簡(jiǎn)單數(shù)字，但是我們所發(fā)表的論文中的每一句話，每一個(gè)數(shù)字，背后都是漫天飛舞的電子郵件的討論和反復(fù)的計(jì)算和確認(rèn)，浸滿了科學(xué)家的汗水?？梢哉f(shuō)是兩句三年得，一吟雙淚流?！?/p>

3分鐘就發(fā)現(xiàn)信號(hào)，卻用了半年來(lái)論證。這次引力波信號(hào)的發(fā)現(xiàn)是長(zhǎng)達(dá)一個(gè)世紀(jì)物理學(xué)家夢(mèng)幻的達(dá)成，是上千科學(xué)家數(shù)十年辛勤付出的回報(bào)。胡一鳴作為“聽(tīng)波者”一員，他很慶幸見(jiàn)證這一偉大的歷史性突破，更重要的是親身參與了這樣的歷史進(jìn)程。

雖然胡一鳴現(xiàn)在還在德國(guó)，但通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，他在國(guó)內(nèi)的一些科技網(wǎng)站和報(bào)刊上，用文采飛揚(yáng)的筆墨對(duì)引力波做了很多科普，并告訴中國(guó)讀者：發(fā)現(xiàn)引力波意味著一個(gè)終點(diǎn)，但同時(shí)，它更是一個(gè)起點(diǎn)。這不是一個(gè)尾聲，僅僅是個(gè)開(kāi)端。事實(shí)上，引力波的種類有很多，LIGO的科學(xué)目的除了探測(cè)來(lái)自致密雙星并合的信號(hào)外，也會(huì)搜索來(lái)自銀河系內(nèi)的中子星的連續(xù)信號(hào)。這個(gè)搜索由于需要大量計(jì)算資源，哪怕用上LIGO自己的超級(jí)計(jì)算機(jī)也不夠，所以常年征求志愿者貢獻(xiàn)CPU時(shí)間，只需要登錄http: //www.einsteinathome.org/，你就可以下載Einstein@Home的程序，用你電腦閑暇時(shí)間的空余CPU，處理來(lái)自LIGO的數(shù)據(jù)，搜索時(shí)空的漣漪。哪怕你不是物理學(xué)家，一樣可以為搜索引力波做貢獻(xiàn)！

圖片由本文作者提供編輯鐘健