讓音樂更容易被聽見 ——2017年諾貝爾物理學獎背后的故事

巴里什和索恩（右）碰杯慶賀（資料圖/圖）

（本文首發于2017年10月19日《南方周末》）

2017年諾貝爾物理學獎公布時，探測引力波的早期技術功臣德雷弗已經去世，韋斯已經85歲，巴里什已經81歲，最“少壯”的索恩也已經77歲了。

激光干涉引力波天文臺LIGO是一個大項目，耗資巨大，人員眾多，但若是必須舉一人為“LIGO之父”的話，一般認為，德裔美國物理學家韋斯（Rainer Weiss）是不二之選。

韋斯

韋斯1932年出生在德國柏林，1939年初隨父母因逃避納粹而移民美國。與韋伯相似，韋斯早年也對電子器件深感興趣，甚至不惜荒廢學業去從事電子器件的修理和買賣——這在當時不僅很能賺錢，還產生了一個意外的好處，那就是韋斯靠著替黑幫頭目修理電器，使全家避免了被當時橫行于市的黑幫勢力騷擾。韋斯對電子器件的品質精益求精，尤其想要解決的是音響系統的噪音問題。用他自己的話說，“我當初有一個野心，那就是讓音樂更容易被聽見。”

這種“野心”將曾經荒廢學業的韋斯重新帶回了課堂，甚至連他最終的成就也在一定程度上體現了“讓音樂更容易被聽見”的昔日“野心”——只不過那音樂變成了“時空的樂章”。

重返課堂的韋斯進入了麻省理工學院的工程專業深造。他很快就轉向了物理學，并難以自拔地陷入一場戀愛中，再次走上荒廢學業的老路，直到被女孩踹了，才定下心來學習。在30歲的年紀上，他終于拿到博士學位。

在博士研究期間，韋斯在美國物理學家薩卡利亞斯的實驗室里從事了許多工作。薩卡利亞斯是原子鐘的早期研制者之一，他當時的一個想法是用原子鐘來探測廣義相對論的引力紅移效應。韋斯為此學了一些廣義相對論，這一學習改變了他的研究走向。

拿到博士學位后，韋斯轉往普林斯頓大學做了博士后研究，然后回到麻省理工學院任教，并被要求開設廣義相對論課程。在開課的過程中，韋斯做了一件很新穎的事情，那就是將主要精力放在了“理想實驗”上。他親自設計的習題從許多不同方面探討了用干涉儀探測引力波的方案。這些做法對他自己來說是順理成章的——因為他當初學習廣義相對論就是懷著實驗目的的，但在廣義相對論課程普遍為純理論的當時，卻顯得很新穎，從而對學生產生了特殊的吸引力，并且也奠定了他在用干涉儀探測引力波這一領域里的先行者身份。

隨著探討的深入，韋斯對于用干涉儀探測引力波的興趣漸漸越出“理想實驗”的范疇，而轉向了實施。1972年，韋斯在麻省理工學院的《季度進展報告》上撰文介紹了用干涉儀探測引力波的方案，其中包括了對各種噪音來源的系統分析。他并且搞來了數萬美元的經費，用于建造一臺探測臂長度為1.5米的“迷你”型干涉儀。

與韋斯等人對干涉儀方案的早期摸索同一時期，后來LIGO的另一位領袖人物、加州理工學院的美國理論物理學家索恩（Kip S.Thorne）在廣義相對論領域里的名聲正在快速上升。

索恩

索恩出生于1940年，是引力理論重鎮普林斯頓大學的“嫡傳子弟”，曾經師從于著名的廣義相對論