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专家惠勒，于1962年获得普林斯顿大学的物理学博士学位。1967年索恩回到他本科就读过的加州理工学院，开始了他在那里长达半个世纪的学术生涯。

索恩是一个富有幽默感、人缘和影响力都非同小可的人物，他在加州理工学院期间，仅博士生就培养了数十位之多，还与数十位博士后及其他同行合作过。在索恩的巨大影响下，加州理工学院成为了继普林斯顿大学之后又一个广义相对论重镇。索恩对引力波探测情有独钟，到加州理工学院任职的第二年，即1968年，就建立了一个研究组，对引力波及其波源展开了理论研究。那些研究后来对于探测方案的确定，以及探测器的规模及具体设计都有着重要影响。

至于探测方案本身，索恩倒没有急于作选择。不过定见虽无，倾向仍是有的。索恩早年对“韦伯棒”有一定的期望，对干涉仪方案则不太看好，在他参与撰写，于1970年发表的著名教材《引力》中，对干涉仪方案曾作过这样的评价：“这种探测器的灵敏度如此之低，对实验来说鲜有兴趣。”等到LIGO变得大有兴趣后，这句“白纸黑字”变成了索恩朋友圈里的幽默，比如后来成为好友及合作者的韦斯就常年保存着这句话的拷贝，每逢索恩到麻省理工学院访问他时，就拿出来贴在自己办公室的门上。

韦斯与索恩的结识是在1975年，当时两人恰好都赴华盛顿参加美国国家航空航天局（NASA）的一次会议。两人一见如故、彻夜长谈。那时“韦伯棒”——尤其是韦伯本人的“韦伯棒”——的局面已然不妙，跟韦斯这位干涉仪方案的先行者长谈之后，索恩的兴趣集中到了干涉仪上。稍后，他开始猎取这方面的技术人才，其中被他重点盯上的是英国格拉斯哥大学的德雷弗（Ronald Drever）。

德雷弗

德雷弗是一位苏格兰物理学家，在建造干涉仪方面是当时颇有知名度的重量级人物。也许并非偶然地，德雷弗年轻时跟韦伯及韦斯一样，也擅长摆弄电子器件及音响等。德雷弗曾经与福沃德有过交流，进而对干涉仪方案产生了兴趣。被索恩盯上时，德雷弗正在建造一台探测臂长度为10米的干涉仪。跟巨无霸的LIGO相比，区区10米的探测臂不算什么，但跟韦斯及福沃德的干涉仪相比，德雷弗的可就是“大家伙”了。

索恩的“猎头”工作缓慢地产生着作用，自1979年起，德雷弗开始将一部分时间花在了加州理工学院，索恩则不失时机地建立了一个引力波探测小组，由德雷弗挂帅。但格拉斯哥大学待德雷弗不薄，为他提供了在其他学校很难享受到的行动自由度，而且德雷弗有一定的故土情结，因此直到1983年，他才接受了加州理工学院的全职职位。

全职来到加州理工学院的德雷弗决定玩点大的：建造一台探测臂长度为40米的干涉仪。德雷弗在这台干涉仪上花了很大的功夫，前后努力了十来年。

三巨头

索恩和德雷弗在加州理工学院的动作无形中跟韦斯在麻省理工学院的努力产生了竞争关系，而韦斯明显处于不利态势：德雷弗的设计不仅在尺度上大了数十倍，在技术上也更具优势——他采用了所谓的“法布里－珀罗共振腔”来产生多次反射，以进一步扩展探测臂的长度，后来LIGO采用的也是这种技术。眼看态势不利，韦斯决定“干点戏剧性的事情”，彻底摆脱这种本质上只具“原型”意义的小局面竞争，开始设计真正巨大的干涉仪。

在这方面，韦斯其实早有预谋。在1976年，他就勾画过探测臂长达10000米的干涉仪。在大家都着眼于“迷你”干涉仪的时候，韦斯的这种巨大的胃口是一种远见卓识。而更重要的是，韦斯没有让这种胃口停留在空想上，他通过游说，使美国的国家科学基金会也对这种胃口产生了兴趣，正式拨款让韦斯对其可行性进行研究。

不过，韦斯设想的干涉仪规模虽大，与索恩和德雷弗的干涉仪毕竟性质相近，目的相同，在申请经费时显然会撞车。与其冒着两败俱伤的风险强行竞争，不如转而合作，这一点无论对彼此间已是朋友的韦斯、索恩，还是对国家科学基金会都不是秘密，因此自1984年起，加州理工学院（索恩和德雷弗所在的学院）与麻省理工学院（韦斯所在的学院）决定“牵手”，由此形成了两所一流院校联合推进干涉仪计划的格局。韦斯、索恩、德雷弗这早期干涉仪计划的“三巨头”则联合组成了一个“指导委员会”。

不过，“三巨头”的关系并不和谐，其中德雷弗本质上是“个体户”，当初迟迟不愿全职迁往加州理工学院的原因之一也正是因为在原先的格拉斯哥大学享受着很大的行动自由度。荣升“三巨头”后，德雷弗的行动自由度反而受到了牵制，跟其他“两巨头”尤其是跟韦斯之间产生了很大的分歧。虽有索恩居中调停，这种分歧依然影响了工作效率，最终被捅到了国家科学基金会。在后者的干预下，干涉仪计划实施了“领导层精简”，取消了“三巨头”架构，于1987年开始，由加州理工学院的物理学家沃格特（Rochus Vogt）担任主管。

沃格特

沃格特早年研究过宇宙线，担任过美国国家航空航天局所属的喷气推进实验室的首席科学家，是一位组织才能出众、领导风格强势的人物。在沃格特的领导下，一些早期的技术分歧得到了排解，一份长达两百多页的提案渐渐成形。在这份提案中，干涉仪计划正式采用了LIGO这一名称，探测臂的长度则被确定为4000米。

有一个源自“韦伯棒”时代的设计准则是LIGO必须借鉴的，那就是起码得有两台相互远离的干涉仪，一来是避免局域性的干扰，二来也有利于确定信号的方位。这一点在提案中也得到了体现。

但申请经费之路依然漫长。

提案所要求的建造两台探测臂长度为4000米的大型干涉仪的资金约为2亿美元（其中初期费用约为4700万美元）。这个数目跟建造大型粒子加速器相比虽不算巨大，对国家科学基金会来说却是前所未有。这种规模的拨款除国家科学基金会的批准外，还需经过美国国会的听证程序，这一额外环节为申请之路增添了巨大的难度。

相互拆台

在国会的听证程序中，LIGO遭到了广义和狭义上的各路同行的强烈反对。在习惯于将“科学家”视为不食人间烟火的抽象族群的公众眼里，这也许是出人意料的局面，但科学家也都是人，在科学研究日益依赖资金的今天，在分割资金大饼时，各领域的科学家为各自的生存相互“拆台”的景象其实是屡见不鲜的。

凝聚态物理学家对LIGO当然也不买账。比如1977年诺贝尔物理学奖得主、著名凝聚态物理学家安德逊就毫不客气地质问：若不是挂着爱因斯坦的大名，谁会理它？从某种意义上讲，安德逊其实没说错，因为韦斯自己也承认，如果你对美国国会议员表示你想检验海森堡的不确定原理，你只会遭遇茫然的目光，而假如你要检验的是爱因斯坦的理论，则“一切大门都会魔术般地开启”（这当然也言过其实，美国国会的钱袋子还是很紧的）。不过另一方面，哪怕不挂爱因斯坦的大名，安德逊也是会反对的，比如早年的超级超导对撞机就也遭到过安德逊的强烈反对。

在所有的反对之中，最令LIGO科学家沮丧的，则是某些同属引力波阵营的科学家的“叛变”或“同室操戈”。比如美国物理学家泰森曾是引力波阵营的成员，却在国会听证时表示LIGO是技术上不成熟的，除非精度再提高几个数量级，否则不足以探测引力波。“创新并不是‘黑夜打靶’的同义词”——泰森如是说，言下之意，LIGO乃是“黑夜打靶”。如果说泰森是“叛变”，那么同属引力波阵营的某些“韦伯棒”建造者则是“同室操戈”，他们虽协同推翻了“韦伯棒”鼻祖韦伯的工作，同时却以“韦伯棒”在技术上更成熟，同时也更便宜为由，反对LIGO。

各路同行的反对迟滞了国会对LIGO拨款的批准。但沃格特顽强地努力着，并积累着对付国会议员的经验。渐渐地，他开始吸引到了一些比较铁杆的支持者，比如路易斯安那州的参议员约翰斯通被LIGO背后美丽的物理学和宇宙学所吸引，在与沃格特的原定会谈时间结束时，让助手取消了后面的安排，继续聆听沃格特的介绍。

这些努力为最终赢得对LIGO的拨款立下了汗马功劳。1991年，国会批准了对LIGO的初期拨款。次年，两台LIGO干涉仪的选址得到了确定。

德雷弗出局

不过，在获得拨款的拉锯过程中，LIGO内部也发生了巨大变化。

首先是“个体户”德雷弗不服“城管”沃格特。德雷弗是一个技术天才型的人物，思路活，点子多，但有不止一位同事在回忆中提到，他同时也是一个技术上独断专行的人。德雷弗的这种风格比较适合一人说了算，随时可以变更设计的小项目。与之完全不同的是，LIGO乃是“大科学”项目，需要许多人的通力合作，每天的延期都是资金黑洞，因此不能无止境地变更，而必须在适当的时候冻结设计，然后全力以赴地转入建设。

这些在风格强势的沃格特眼里是底线，德雷弗却无法适应，依然像以往那样频繁推出新点子，并大力游说，他与沃格特的冲突也就不可避免了。冲突的结果是“胳膊拧不过大腿”，在技术上对LIGO有过重要贡献的德雷弗于1992年离开了LIGO。离开LIGO后，德雷弗向加州理工学院提出了抗议，后者决定向德雷弗提供“安抚”经费让他从事独立研究。德雷弗于2002年从加州理工学院退休，于2017年3月7日在故乡英国爱丁堡去世，享年85岁。

沃格特走人

但德雷弗并不是唯一跟沃格特有冲突的人，沃格特的强势风格跟LIGO的其他主要人物——比如韦斯——也有冲突，技术功臣德雷弗的离去则对沃格特产生了很负面的公关效果。更糟糕的是，沃格特甚至跟“金主”国家科学基金会也发生了冲突。沃格特奉行的是“认钱不认人”的原则，拒绝投资方对LIGO指手画脚，甚至不愿向国家科学基金会提供足够充分的进展汇报。

沃格特的理由是只有这样才能避免官僚式的外行干扰。从道理上讲，沃格特的思路未必没有可取之处，但如此的强势在现实中却明显碰了壁。最终，沃格特在一次会议上公开斥责国家科学基金会的代表，彻底引爆了彼此的关系。国家科学基金会与加州理工学院、麻省理工学院三方联合磋商之后，决定请沃格特“走路”。

沃格特对LIGO的最后一项贡献，是在被加州理工学院的院长问及继任者人选时，举荐了加州理工学院的美国物理学家巴里什（Barry C. Barish）。巴里什出生于1936年，是一位资深的实验高能物理学家。巴里什具有建设“大科学”项目的丰富经验，加盟LIGO之前曾在超级超导对撞机项目中担任过重要职位。超级超导对撞机于1993年被美国国会取消，使巴里什正好适合参与LIGO。

巴里什

巴里什接手LIGO时，LIGO已深陷窘境。国家科学基金会对LIGO的信心陷入了低谷，印象转为了负面，后续拨款也遭冻结，沃格特打下的“江山”已几乎因他自己的领导风格而被“清零”，LIGO则有步巴里什此前参与的超级超导对撞机后尘的危险。

不过巴里什没有让超级超导对撞机的悲剧重演，他大手笔地扭转了局势，不仅很快就“讨债”成功，而且奇迹般地游说国家科学基金会批准了一份投资规模扩大到接近4亿美元的新预算，以至于索恩盛赞其为“全世界曾经有过的最高超的大型项目管理者”。

资金的到位将LIGO推上了真正的建设轨道。1994年，LIGO两个选址中的第一个——位于华盛顿州的汉福德观测台——破土动工。次年，与之相距约3,000公里的姊妹台——利文斯顿观测台——也破土动工。

在巴里什刚接手的时候，LIGO的规模仅为加州理工学院和麻省理工学院的数十人，如今已扩展成了来自十几个国家几十个研究所的超过1000名科研人员。不仅如此，LIGO与其它引力波观测台也展开了密切合作。这一切，都在很大程度上得益于巴里什对LIGO组织架构的调整。

2017年10月3日，韦斯、巴里什和索恩三人获得了诺贝尔物理学奖。这一天距离LIGO宣布探测到引力波只隔了一年多，算得上快速颁奖，但无疑是“实至名归”。光阴不等人，宣布获奖时，早期的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。