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物理學(xué)家也有如此精彩的人生......他曾因墜入愛河而被MIT退學(xué), 領(lǐng)導(dǎo)研究宇宙背景輻射卻被諾貝爾忽略, 中學(xué)同學(xué)早在50年前就得了物理諾獎(jiǎng)，LIGO之父本周會(huì)再創(chuàng)傳奇么？

50年前，Rainer Weiss就夢(mèng)想著有朝一日人們能夠探測(cè)到引力波 -- 愛因斯坦廣義相對(duì)論預(yù)言的存在于宇宙時(shí)空中的微小漣漪。去年秋天，他終于夢(mèng)想成真：1000多名物理學(xué)家在激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO，Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) 探測(cè)到兩個(gè)距離地球10億光年的巨大黑洞在旋轉(zhuǎn)靠近時(shí)產(chǎn)生的引力波。這一偉大的發(fā)現(xiàn)讓很多人都相信LIGO的發(fā)明者，Rainer Weiss，會(huì)獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 

Weiss是麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家，今年已經(jīng)83歲。他出生不久就流離失所，從納粹德國(guó)逃難到紐約。念大學(xué)的時(shí)候，又因?yàn)槊詰僖晃慌佣膹U學(xué)業(yè)，最終被勸退。找到工作，Weiss又好不容易才在MIT拿到終身教職?？墒?，Weiss發(fā)明了LIGO，并為之努力了40多年。探測(cè)引力波可以說(shuō)是史上最艱苦卓絕的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，最終，他終于如愿以償，夢(mèng)想成真。無(wú)論以哪種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，Weiss的人生都是非比尋常。

1932年，Weiss出生在德國(guó)柏林一個(gè)猶太家庭，父親是一個(gè)神經(jīng)學(xué)家，熱衷于共產(chǎn)主義，母親是一個(gè)舞臺(tái)劇演員。為了逃離納粹的魔爪，他們舉家搬到捷克斯洛伐克的布拉格?？墒呛镁安婚L(zhǎng)， 1938年，英國(guó)首相張伯倫簽署條約，將捷克的一部分割讓給納粹德國(guó)，這家人不得不再次遷移，最后在1939年1月來(lái)到紐約。僅僅兩個(gè)月之后，納粹鐵騎就占領(lǐng)了布拉格。

Weiss曾回憶說(shuō)他從小在一個(gè)被忽視的環(huán)境長(zhǎng)大。父親因?yàn)檎Z(yǔ)言問(wèn)題，考不過(guò)行醫(yī)執(zhí)照，只好做心理咨詢，最后成了有名的心理醫(yī)生。母親則不得不打各種零工補(bǔ)貼家用。他們兩個(gè)人常常吵架，將家庭不幸歸結(jié)于希特勒。“我的父母對(duì)我毫不理會(huì)。父親太忙了，很以自我為中心，無(wú)法太多的關(guān)注我，而媽媽又給了妹妹太多的偏愛”。不過(guò)Weiss從小還是受到很好的教育，上了當(dāng)?shù)貥O富盛名的學(xué)校，同學(xué)中就有下圖大名鼎鼎的Murray Gell-Mann，1969年就得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。另一個(gè)同學(xué)Michael Wallach成了杜克大學(xué)腦科學(xué)教授。Weiss及其聰明，在學(xué)校成績(jī)相當(dāng)不錯(cuò)，不過(guò)老師常常拿Gell-Mann打擊他，而他也不時(shí)逃課，有一次爭(zhēng)吵甚至弄斷Wallach的腿。

Weiss從小就是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)老道又有匠人天賦的孩子。從孩提時(shí)代起，他就癡迷于古典音樂和電子學(xué)，常常售賣自己做的一些電子玩意。

Weiss的兒子，波士頓美術(shù)博物館的館長(zhǎng)Benjamin Weiss說(shuō)，“假如我父親逃課了，大部分時(shí)候他并不是在街上閑逛，而是去市政廳聽鋼琴演奏了。我想，他之所以被修補(bǔ)的手藝所吸引，是因?yàn)樵彝ダ锬欠N冷漠的氣氛。他是一個(gè)德國(guó)難民的孩子，父母遵循著那種自律的傳統(tǒng)，他想通過(guò)做手藝來(lái)反抗他們?！?Weiss的妹妹，劇作家Sybille Pearson也說(shuō)她的哥哥花了很多時(shí)間想逃離這個(gè)讓他不開心的家庭。但是，作為唯一的兒子，他在家里的地位其實(shí)還是像王子一樣。比如，一旦搬家到一個(gè)新的地方，Weiss都會(huì)得到最大的臥室。Weiss常常從軍隊(duì)那里買一些剩余的零件，在他的臥室外面修理收音機(jī)。他甚至和當(dāng)?shù)氐男』旎熳鼋灰?，如果他們?cè)试S他出入地鐵時(shí)帶著收音機(jī)，那他就免費(fèi)幫助他們修理電器。

高中畢業(yè)后，Weiss如愿以償進(jìn)了MIT，學(xué)習(xí)電器工程。他覺得這個(gè)專業(yè)可以解決高保真的問(wèn)題，但是課程設(shè)置卻很讓他失望，關(guān)注點(diǎn)都在發(fā)電廠的動(dòng)力裝置上。于是Weiss換到了物理專業(yè)。大學(xué)三年級(jí)的時(shí)候，在從楠塔基特島到波士頓的渡輪上，Weiss遇到一個(gè)女人。“她教我跳當(dāng)?shù)氐奈璧?，還教我彈鋼琴，我陷在愛情中無(wú)法自拔，幾近瘋狂”，Weiss回憶道。他追隨著她搬到了芝加哥邊上的埃文斯頓，期間逃了很多課，卻沒有得到美人芳心 -- 他的瘋狂令她恐懼。失戀的Weiss回到MIT想拿到他的學(xué)位，卻發(fā)現(xiàn)因?yàn)樗姓n程都不及格，他已經(jīng)被退學(xué)了。那個(gè)他深深迷戀，最終卻沒有在一起的女人，在他身上留下深深的烙印。她在20歲的時(shí)候教會(huì)Weiss彈琴。從此，每天晚上他都會(huì)彈一個(gè)小時(shí)。

“人們都說(shuō)，被大學(xué)退學(xué)，我的生活完蛋了。” Weiss回憶道，“但是，我覺得根本就不是這么回事?！?Weiss在MIT找了一份技術(shù)員的職位，為物理學(xué)家Jerrold Zacharias工作。Zacharias用光和微波研究原子和分子的射線，并且研制出了第一個(gè)商業(yè)化的原子鐘。在Zacharias的幫助和指導(dǎo)下，Weiss在1955年拿到了學(xué)士學(xué)位，1962年拿到了博士學(xué)位。

Weiss對(duì)Zacharias充滿感激，辦公室墻上掛著Zacharias的大照片。“是他把我撈回了學(xué)校，然后又把我送到了研究生院，即便當(dāng)時(shí)我滿身都是傷痕”。

博士畢業(yè)后，Weiss去普林斯頓大學(xué)做物理學(xué)家Robert Dicke的博士后，研究引力的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。1964年他重新回到了MIT做助理教授。那時(shí)候他幾乎不發(fā)表文章，也從不為晉升的事?lián)鷳n。他在MIT的同事Bernard Burke回憶說(shuō)，“Weiss是一個(gè)快樂的人。但是，如果他不做出點(diǎn)什么名堂來(lái)，是不可能在MIT拿到終身教授的?！辈怀鏊?，Weiss很快就一鳴驚人。

當(dāng)時(shí)，Burke建議Weiss把關(guān)注點(diǎn)從引力轉(zhuǎn)移到宇宙微波背景（CMB）輻射的測(cè)量。這是1965年發(fā)現(xiàn)的電磁波，被為是宇宙大爆炸時(shí)期留下的余暉，因?yàn)橛钪鏌o(wú)休止的膨脹，波長(zhǎng)不斷變長(zhǎng)。然而在當(dāng)時(shí)，這兩者之間的關(guān)聯(lián)仍然充滿爭(zhēng)議，缺少充分的證據(jù)。大爆炸時(shí)期的輻射應(yīng)該有一個(gè)峰值不對(duì)稱的熱線譜，能夠顯示輻射的溫度。在長(zhǎng)波段，很多的研究組都觀測(cè)到了一個(gè)與絕對(duì)零度以上3°C相符合的上升熱譜。不過(guò)，到了1968年，火箭的測(cè)量發(fā)現(xiàn)了大量的短波輻射，與熱線譜相悖，也不支持大爆炸假說(shuō)。

為了研究這個(gè)現(xiàn)象，Weiss和他的研究生Muehlner建造了一臺(tái)可以搭載氣象氣球飛行并測(cè)量較短波長(zhǎng)微波頻率的設(shè)備。1973年，在3次飛行和1次重建以后，他們得到了和熱線譜非常符合有效的數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)也首次證明了峰值。“這組數(shù)據(jù)完全推翻了火箭測(cè)量的結(jié)果。”Bureke說(shuō)。“毫無(wú)疑問(wèn)，在所有這些對(duì)微波背景感興趣的人群中，Weiss變成了一顆耀眼的明星”。在MIT物理系，這一工作也為他穩(wěn)固了地位。伯克利前校長(zhǎng)Robert Birgeneau 1975年到2000年之間在MIT任職，他說(shuō)Weiss喜歡去藍(lán)領(lǐng)工人光顧的酒吧喝兩杯，與很多同事并不合拍，但他對(duì)科學(xué)的熱情和追求重要高難問(wèn)題的勇氣使他贏得了同事的尊重。

CMB的研究不僅僅使Weiss獲得了終身教授，也讓他在科學(xué)界成為領(lǐng)袖。1976年，美國(guó)宇航局NASA開始研發(fā)宇宙背景的探測(cè)衛(wèi)星（COBE），項(xiàng)目的科學(xué)工作組選舉Weiss為主席。1989年，COBE測(cè)量到高精度的微波光譜，確鑿無(wú)疑地證明了CMB擁有熱線譜。它也能檢測(cè)到天空中點(diǎn)與點(diǎn)之間1/100000的微小溫度變化，從而追蹤新生宇宙中無(wú)限小量子漲落的痕跡。這對(duì)于宇宙標(biāo)準(zhǔn)模型至關(guān)重要。2006年，美國(guó)人John Mather 和George Smoot因?yàn)榉謩e測(cè)量微波光譜和檢測(cè)到這種波動(dòng)而共享了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，而不少物理學(xué)家認(rèn)為Weiss也應(yīng)該分享這個(gè)榮譽(yù)。

其實(shí)在COBE之前，還沒有拿到MIT終身教授的時(shí)候，Weiss就有了LIGO的想法。那是上世紀(jì)60年代，物理系讓他教廣義相對(duì)論這門課?！拔也荒芨嬖V他們我根本就不懂廣義相對(duì)論”，Weiss說(shuō)，所以，他要好好學(xué)習(xí)讓自己比學(xué)生懂得更多。Weiss把關(guān)注點(diǎn)放在引力的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。課堂上，學(xué)生們讓他討論馬里蘭大學(xué)Joseph Weber做的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)圓柱形的鋁棒探測(cè)引力波。Weber認(rèn)為引力波會(huì)拉伸圓柱，從而像音叉一樣振動(dòng)。1969年，Weber聲稱他發(fā)現(xiàn)了引力波，卻沒有人能夠重復(fù)。

Weiss搞不明白Weber的方法，所以發(fā)明了自己的方式，基于L型的干涉儀。干涉儀將激光分開，把兩束光垂直地傳輸?shù)较掠蔚谋凵?。光束從鏡子上反射回來(lái)，回到分光器的位置。假如兩個(gè)臂的長(zhǎng)度精準(zhǔn)的一致，返回的光波就是同步的，重新結(jié)合后就會(huì)回到激光器?？墒牵绻胺种А钡拈L(zhǎng)度哪怕有一點(diǎn)點(diǎn)的差別，失準(zhǔn)的重疊就會(huì)使一些光從垂直的“黑點(diǎn)”中泄露出去。Weiss意識(shí)到這可以用于探測(cè)引力波，因?yàn)椤胺种А遍L(zhǎng)度會(huì)被經(jīng)過(guò)的引力波拉伸而變得不同。他把這個(gè)想法布置成作業(yè)給學(xué)生做，同時(shí)寫了一篇23頁(yè)的報(bào)告，發(fā)表在MIT電子研究實(shí)驗(yàn)室的季度新聞刊物上。LIGO就萌芽于這篇文章。

不過(guò)從論文中的想法到LIGO的開工，還是經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的路程，歷時(shí)20多年，花費(fèi)3億美金，測(cè)量精度達(dá)到質(zhì)子寬度的萬(wàn)分之一。它由兩個(gè)4千米臂長(zhǎng)的干涉儀組成，分別位于美國(guó)相距3000公里的Livingston和Hanford。然后，然后就是去年九月的那一天，大家都知道了，人類首次探測(cè)到引力波。

Weiss的平靜生活也因此被顛覆了，大家都希望他能夠獲得諾貝爾獎(jiǎng)。如果不是下個(gè)禮拜（本周）的話，那么一定會(huì)是明年。其實(shí)，Weiss和LIGO的創(chuàng)辦人，加州理工的Kip Thorne以及Ronald Drever已經(jīng)贏得了很多的獎(jiǎng)項(xiàng)。“不瞞你說(shuō)，這些獎(jiǎng)讓我很不安”，Weiss說(shuō)，“我會(huì)用90%的獎(jiǎng)金幫助研究生，但是我并不是一個(gè)英雄?！?/strong>

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