让音乐更容易被听见 ——2017年诺贝尔物理学奖背后的故事

巴里什和索恩（右）碰杯庆贺（资料图/图）

（本文首发于2017年10月19日《南方周末》）

2017年诺贝尔物理学奖公布时，探测引力波的早期技术功臣德雷弗已经去世，韦斯已经85岁，巴里什已经81岁，最“少壮”的索恩也已经77岁了。

激光干涉引力波天文台LIGO是一个大项目，耗资巨大，人员众多，但若是必须举一人为“LIGO之父”的话，一般认为，德裔美国物理学家韦斯（Rainer Weiss）是不二之选。

韦斯

韦斯1932年出生在德国柏林，1939年初随父母因逃避纳粹而移民美国。与韦伯相似，韦斯早年也对电子器件深感兴趣，甚至不惜荒废学业去从事电子器件的修理和买卖——这在当时不仅很能赚钱，还产生了一个意外的好处，那就是韦斯靠着替黑帮头目修理电器，使全家避免了被当时横行于市的黑帮势力骚扰。韦斯对电子器件的品质精益求精，尤其想要解决的是音响系统的噪音问题。用他自己的话说，“我当初有一个野心，那就是让音乐更容易被听见。”

这种“野心”将曾经荒废学业的韦斯重新带回了课堂，甚至连他最终的成就也在一定程度上体现了“让音乐更容易被听见”的昔日“野心”——只不过那音乐变成了“时空的乐章”。

重返课堂的韦斯进入了麻省理工学院的工程专业深造。他很快就转向了物理学，并难以自拔地陷入一场恋爱中，再次走上荒废学业的老路，直到被女孩踹了，才定下心来学习。在30岁的年纪上，他终于拿到博士学位。

在博士研究期间，韦斯在美国物理学家萨卡利亚斯的实验室里从事了许多工作。萨卡利亚斯是原子钟的早期研制者之一，他当时的一个想法是用原子钟来探测广义相对论的引力红移效应。韦斯为此学了一些广义相对论，这一学习改变了他的研究走向。

拿到博士学位后，韦斯转往普林斯顿大学做了博士后研究，然后回到麻省理工学院任教，并被要求开设广义相对论课程。在开课的过程中，韦斯做了一件很新颖的事情，那就是将主要精力放在了“理想实验”上。他亲自设计的习题从许多不同方面探讨了用干涉仪探测引力波的方案。这些做法对他自己来说是顺理成章的——因为他当初学习广义相对论就是怀着实验目的的，但在广义相对论课程普遍为纯理论的当时，却显得很新颖，从而对学生产生了特殊的吸引力，并且也奠定了他在用干涉仪探测引力波这一领域里的先行者身份。

随着探讨的深入，韦斯对于用干涉仪探测引力波的兴趣渐渐越出“理想实验”的范畴，而转向了实施。1972年，韦斯在麻省理工学院的《季度进展报告》上撰文介绍了用干涉仪探测引力波的方案，其中包括了对各种噪音来源的系统分析。他并且搞来了数万美元的经费，用于建造一台探测臂长度为1.5米的“迷你”型干涉仪。

与韦斯等人对干涉仪方案的早期摸索同一时期，后来LIGO的另一位领袖人物、加州理工学院的美国理论物理学家索恩（Kip S.Thorne）在广义相对论领域里的名声正在快速上升。

索恩

索恩出生于1940年，是引力理论重镇普林斯顿大学的“嫡传子弟”，曾经师从于著名的广义相对论