重力波的幽靈

立場新聞 2016/02/27 14:37

    㺅年初四半夜，LIGO 千人科學家團隊宣佈已錄得源自雙黑洞合併的重力波。科學人的新春話題自然不離大吉大利的大發現。親友要求用人話講解之餘不免暗付，世道如此，在本土政治以至全球暖化的近憂遠慮的當下，重力波吹皺一池春水，有何實用。

    "Not known, because not looked for 
    But heard, half-heard, in the stillness
    Between two waves of the sea."

    –T. S. Eliot, "Little Gidding," the last 11th line.

    天體學家 Lawrence Krauss 說，沒有人問畢加索為甚麼繪畫，莫扎特為甚麼寫交響樂。在重力波轉成的一瞬音頻中，科學人亦聽到宇宙密語的美。但我只能告訴親友，重力波只是時空的漣渏，愛因斯坦對自已的廣義相對論預言亦半信半疑。它載負著兩個黑洞合併所釋出的巨大能量，以光速穿越宇宙一切，13 億年後低達地球時已氣若游絲，只是萬籟俱寂才能隱約聽到的一聲輕嘆。測量儀器所需的精度，猶如彎弓對準 4 光年外的半人馬 A 星上的一根髮絲；相比之下，登月只憑大半世紀前的技術，實在容易。科學家 70 年代籌劃以鐳射干涉儀尋找重力波之時已知道，這是以一生為代價的功業，即使幸運成功，唯一的回報只是與千人團隊共享榮譽。
    社會學教援 Harry Collins 畢生關注重力波的探索，並自 1994 年 LIGO（雷射干涉重力波天文台）開始建造時取得團隊的信任，取得閱讀全部內部文件和通訊紀錄以及參與會議的特權。他的兩本著作 “Gravity’s Shadow” 及 “Gravity’s Ghost and Big Dog（下稱 GGBD）” 覆蓋至 2010 年底，是科學史上最深入的現場實錄。
    去年九月重新啟用前數天 LIGO 已錄得編號 GW20150914 的重力波。鋪天蓋地的報導中，沒有提及在 11 份副論文中其中一份發表的 LVT20151012：一個未達統計強度要求，但有 84% 機會是另一個雙黑洞合併重力波的訊號，Harry Collins 筆下的「重力波幽靈」。
    同文並預測，未來兩次提升後可望錄得數十個重力波。本來天外來客絡繹不絕，但在今次提升之前，LIGO 只望走運錄到最強的訊號，最重要的任務是作好準備，一旦訊號來到時，團隊能分辨出來。GGBD 透過 2007 和 09 兩年兩次錄得疑似重力波的經過，讓讀者深入現場，不但徹底明白科學原理，更認識到現代大數據科學罕為人知的多元面相，特別是團隊合作的社會科學特質已改寫科學本義，例如論文標題的遺辭用字，在「觀察」和「錄得」或「證據」和「直接證據」之間，已牽涉科學史和哲學問題。當物理需要以投票定案之時，社會學已正式介入。
    數十年來，教授見盡不為外人道的艱難和堅持，自此「每遇絕望或蠢事，重力波物理社群的典範總能令我重燃對自然科學和社會科學的信心。」這個歷時數十年的千人大歷險的價值，也許在於「正直不阿的科學能提供好榜樣，教我們如何存活及如何作判斷」。
    儘管 Harry Collins 一心為 LIGO 著史，細節可能太詳盡，在重力波成為事實之際，科學迷值得重溫 GGBD 的曲折離奇，但可跳過團隊的對話。
    原文刋於蘋果日報 What we are reading。