也談引力波
2016年2月11日,LIGO宣布人類歷史上首個引力波直接探測結果。這束引力波的信號於2015年9月14日9時51分(中歐時間)被相隔1900英里的位於利文斯頓和漢福德的兩架LIGO激光干涉儀先後捕捉到,之間相差7毫秒。據說這個時間是光波經過這段距離所需要的時間,所以LIGO宣布引力波是以光速運動的。
收到了這個信號後,LIGO動用了所有能使用的大型計算機去驗證各種理論模型。最後他們“說服”自己,這個信號和各種噪音干擾沒有關係,而是位於距地球約13億光年的兩個黑洞融合時發出的引力波。兩個黑洞的質量分別約為太陽質量的29和36倍,它們互相旋近,融合為質量約為太陽62倍的黑洞。在不到2毫秒的時間內,有大約3倍於太陽質量的物質以E=mc^2的比例轉化為了能量,並以引力波的形式釋出,其峰值功率達到了全宇宙的所有可見光功率的50倍。
引力波是愛因斯坦首先提出來的,但根據計算結果,引力波的振幅太小了,所以愛因斯坦認為不可能測到引力波。
LIGO的成員自己最初也不太相信接收到的這個信號是引力波。
LIGO有一個小組,4個人,負責輸入假信號,以監督其他成員是否在認真工作。LIGO詢問了這個小組成員,誰都不承認在那個關鍵的時間裡輸入了假信號。問題是,操作這麼先進的設備需要使用電腦,如果輸入了假信號,難道沒有電腦記錄,還要去相信每個成員的信用度嗎?
另外,這個引力波的來源是根據理論模型推測出來的,13億年前實際上發生了什麼事情,誰也不知道,而且也沒有辦法去確認。這個測試結果是科技主流界宣布的,所以沒有人對這個結果提出質疑。如果這個結果是中國(其它發展中國家尚沒有這個財力)科學家首先提出來的,世界科技主流界就會是一片打假之聲了。
LIGO的驗證過程是首先認為這個信號不是噪音引出的,然後尋找與這個信號相吻合的理論模型。這就如同手裡有一個圖形,用繪有圖案的拼板去拼出這個圖形,然後認為這個圖形來自於拼出來的圖案。這個圖案是真是假,不知道。也如同警察抓住了嫌疑犯,先認定罪行,再去找犯罪證據。
還有一個疑問,LIGO的這套設備剛升級調試完畢,還沒有正式投入使用,就收到了引力波的信號,也太巧了吧?當然,科學發現存在偶然性,而且有前例。問題是LIGO的這套最新設備只收到了這一個信號,然後就再也沒收到類似的信號。如果是因為這個信號特別強才被接收到,那以後估計就收不到其它引力波的信號了。也就是說,這是一個孤證。沒有其它證據來證明這個信號就是引力波的信號。
另一個疑問是,引力波只有一個波面嗎?如果只有一個波面,而LIGO這套尚未正式使用的設備就收到了這個信號,那也真是太湊巧了。如果不只一個波面,而是如同投石入水激起的水波漣漪,一個波接着一個波的一組波面,那LIGO的設備怎麼僅僅接收到一個信號?如果接收到的是最後一個波面,那LIGO的運氣真是太好了。還是LIGO的設備在接收到一個信號後就自動拒絕接收其後的信號呢?
科學發現應該允許其他人質疑。有很多新發現最初並不完善,在不斷的質疑和討論中變得越來越完美了。如果害怕或者拒絕別人質疑,說明發現者自信不足,或者本就是一個騙局。
LIGO收到了一個信號是真實的,這個信號從哪而來,用兩個黑洞融合為一個黑洞的模型來解釋這個信號是否正確,沒有人能夠確認。
如果今年的諾貝爾物理獎發給了LIGO,就表示世界科技界認可了這個結果。因為至少在現在沒有人有能力證偽這個信號,所以如果這個信號的解釋是錯的,那也就將錯就錯了。而且宇宙中很難發生可重複的事件,所以即使這個信號的解釋是錯誤的,也無從知道了。
如果N年後,有一個自稱曾是LIGO成員的人出來說,那個引力波的信號是他作為一個惡作劇輸入LIGO的測試設備的,世界科技界會怎麼應對呢?最有可能性的做法是科技界全體成員一致譴責那個傢伙是一個瘋子,或者乾脆派人去幹掉那個傢伙。