引力波探测：先驱者的悲剧

因为引力波非常微弱，当时的物理学家们普遍不看好引力波探测，但韦伯的尝试在当时几乎是唯一认真付诸行动的引力波探测。（资料图/图）

（本文首发于2017年7月6日《南方周末》）

如果说爱因斯坦是引力波理论的先驱，那么韦伯就是引力波探测的先驱。正如爱因斯坦会犯错误一样，韦伯在引力波探索史上也有一段曲折的故事。

约瑟夫·韦伯（Joseph Weber）生于1919年，早年是学工程的。他不仅在探索引力波的历史上有过曲折，就连人生经历也充满了惊险，二战期间曾一度在航母上服役，先是躲过了日本对珍珠港的突袭，而后又在惨烈的珊瑚海海战中幸存（他所服役的航母在遭重创后自沉）。战后的韦伯开始研究物理，并于20世纪60年代开始建造一系列所谓的“韦伯棒”，用来探测引力波，成为最早将引力波探测付诸实施的物理学家。

“韦伯棒”

“韦伯棒”之所以能探测引力波，是因为引力波可以引发它的振动，若频率合适的话，还可引发共振，通过对共振信号的监测，“韦伯棒”原则上就具备了发现引力波的潜力。当然，实际的情形要复杂得多，“韦伯棒”探测到的也可能只是噪音。为了消除噪音，韦伯与他的合作者们做了长达数年的努力，并且采用了通过两个远距离分隔的“韦伯棒”来探测引力波的做法（因为噪音不太可能对两个远距离分隔的“韦伯棒”产生同步的影响，引力波则可以，因此通过探测同步信号，韦伯可以将噪音甄别出来）。

虽然物理学家们普遍不看好引力波探测（因为引力波非常微弱），但韦伯的尝试在当时几乎是唯一认真付诸行动的引力波探测，因而还是引起了一些兴趣，并且也得到了一些起码是口头上的支持。比如1963年，美国物理学家戴森就曾表示对韦伯的探测值得给予持续关注。据说在整个20世纪60年代，广义相对论会议上的一句常用的问候就是：韦伯探测到引力波了吗？

韦伯探测到引力波了吗？从1967年到1970年，韦伯在著名期刊《物理评论快报》上接连发表五篇论文，宣布了探测结果。

韦伯的第一篇论文发表于1967年3月27日，标题为“引力辐射”。这篇论文发布了10组疑似引力波造成的信号，每组都标明了信号出现的时间，跨度从1965年9月21日到1967年2月17日。10组信号中，较早的7组是由单个“韦伯棒”探测到，较晚的3组则是由相距三公里左右的两个“韦伯棒”共同探测到的同步信号。很明显，在这10组信号中，由单个“韦伯棒”探测到的7组其实没什么价值，因为没法甄别噪音；值得关注的只有由两个“韦伯棒”共同探测到的那3组同步信号。

在发表这篇论文时，韦伯的态度还相当谨慎，他表示，那几组信号若真是引力波造成的，则强度似乎太大，大到了应当伴随有其他天体物理效应——比如超新星爆发——的程度。由于并未有人观测到与他的信号相伴随的其他天体物理效应，那些信号“源自引力辐射显得很不可能”。假如源自引力辐射“显得很不可能”，那信号会来自何方呢？韦伯猜测是地震。1967年11月，在给同事的一封信中，韦伯坦率地表示，“韦伯棒&rdqu