2017年諾貝爾物理學獎獲得者有什麼成就?


2017年諾貝爾物理學獎由美國麻省理工學院教授雷納·韋斯(Rainer Weiss)、加州理工學院教授基普·索恩(Kip Stephen Thorne)和巴里·巴里什(Barry Clark Barish)分享,以表彰他們在使用LIGO探測引力波方面的貢獻。

引力波很早就已經作為廣義相對論的推論被提出了,然而由於其影響太過於微弱,使得探測也非常困難。僅僅從數值上來說,引力的作用係數就比電磁相互作用弱了幾十個數量級。探測遙遠距離處的電磁現象,比如最常見的——電磁波,或是光,都需要極為昂貴的器材;而比其弱得多的引力波,則更難探測。

按照廣義相對論的理論,物質會影響空間曲率,「彎曲」空間。就像東西放在塑料薄膜上的時候一樣,會將改變表面的曲率。而當物質運動的時候,引力產生的曲率並不會立即在各處產生變化,因為如果是這樣,空間曲率這個就可以超光速地傳遞信息,這樣相對論自身也就不自洽了。故而,可以類比傳播更慢的聲波來類比理解,當兩個黑洞靠近並高速旋轉的時候,就像兩根筷子在水中旋轉類似,會在空間中激起空間曲率的漣漪,並以光速向外傳播,而空間曲率本身,就會對一切物質產生影響,我們也就可以用大質量物體來感知這個力。

然而問題還是在於引力作用實在是太小了。而這次諾貝爾物理學獎得主的貢獻,則是創造性地提出了一個有效的架構,來探測這個力。LIGO項目中,他們使用了長4公里的光路來放大這個微小的力,而其巨大的長度,則也是用來放大引力波到來時產生的影響的。在物理學中,經常使用光學方法,特別是干涉方法,來大幅提高測量精度,比如歷史上著名的邁克爾遜-莫雷實驗,證明以太之不存在;以及這一次的諾貝爾獎,用干涉來放大微小的震動。同時,隔絕其他方面的震動,也是極為關鍵的。比如如果將實驗裝置設在人流密集的地方,那人、車的震動,就足以掩蓋引力波的作用。在LIGO的官網上,他們用了很大的篇幅介紹震動隔絕的方法,主要有以下幾點:一、首先是一個主動的震動抵消系統,先是探測局部的震動,然後用相反方向的運動來抵消之;二、使用一個複雜的被動的消震系統,進一步抵消震動。其實還有一個官網上沒有說的,就是LIGO的所在地,也遠離人煙,進一步減少了人類,以及地球上行為的影響。

> 被動震動抵消系統


正如許多人的預測一樣,引力波最終拿下了諾貝爾物理學獎

獲獎者是三位美國物理學家雷納·韋斯(Rainer Weiss)、基普·索恩(Kip Thorne)和巴里·巴里什(Barry Barish)

他們構思和設計了激光干涉儀引力波天文台LIGO,並且LIGO成功探測到了引力波

那麼什麼是引力波?

維基百科上的解釋是:在廣義相對論里,引力波是時空本身的漣漪,是由帶質量物體的加速度運動所生成。

換成人話就是,物體運動會導致時空變形,產生和水波相似的漣漪。

愛因斯坦在1916年時提出了引力波的概念,他認為當物體擁有質量,物體周圍的空間就會發生扭曲,質量越大則扭曲越厲害。

若是物體質量不相同,時空扭曲程度不同,質量小的物體就會逐漸向質量大的傾斜靠近。大致情形如下圖

因而,當兩者達到一定條件時,便會發生有規律的運動,運動相互作用,盪出一層層形如水波的波紋,這就是引力波。

引力波是一種必然存在的現象,但直至愛因斯坦提出引力波後的100年,也就是2016年,LIGO才首次宣布觀測到引力波。可見觀測引力波所需要的技術要求有多高,另一方面,要產生足以觀測的引力波,所需要的特定條件也足夠苛刻。

幸運的是,引力波在宇宙中奔波幾乎不消耗什麼能量,這使得數量不多的引力波多少有點檢測的可能。

不僅如此,引力波以光速運動,而宇宙如此龐大,當我們觀測到從非常遙遠的空間抵達我們這的引力波時,我們實際上是觀測到了過去數億年乃至數十億年前的引力波。

這也意味著,如果我們觀測到138億年前的引力波,我們甚至可以一窺宇宙大爆炸時的情景。

除此以外,引力波的觀測也代表著一種全新的觀測宇宙的角度被挖掘,這對於天文學領域絕對是開創性的進展。

現在知道引力波有多好用了嗎?

然後回到諾獎故事本身

為了觀測引力波,我們的主人公雷納·韋斯教授想到了一個套路——「通過激光干涉探測引力波」

具體的設想是,將一束激光經過一個半透鏡後,朝互相垂直的兩個方向射去,兩道光各自經過一面反射鏡,反射回來重新匯聚在一起。只要反射鏡與半透鏡的距離精確一致,匯聚後的激光將因為干涉而相互抵消。而一旦有引力波經過,激光走過的距離就會被改變,干涉現象也因此改變,從而觀測到引力波。

這個設想經由了基普·索恩的改進,確認了可行。

來自麻省理工學院的雷納·韋斯教授和來自加州理工學院的基普·索恩教授一拍即合。

隨後,加州理工學院和麻省理工學院開展合作,建設了巨大的L型建築——LIGO觀測台,他的每一邊都有著4千米長

LIGO觀測台在2016年成功觀測到引力波宣告勝利,三位為了LIGO建設辛辛苦苦地夥伴最終拿到了諾貝爾物理學獎。

不過於此同時,另一位理應拿到諾貝爾獎的人卻漸被遺忘:

LIGO的聯合創始人之一,羅納德·得雷弗(Ronald Drever)同樣功不可沒。

得雷弗是加州理工學院教授,著名的實驗物理學家。他一生最傑出的貢獻就是發明了用於穩定激光的Pound-Drever-Hall技術,並將Pound-Drever-Hall技術運用進LIGO項目,這才保證了探測工作順利完成

圖:左一為索恩,中間便是Ronald Drever

引力波項目摘得諾貝爾物理學獎可謂是眾望所歸,只是可惜得雷弗在2017年3月7號去世,享年85歲,距離諾貝爾獎只有七個月的距離。


毫無懸念!引力波探測獲2017年諾貝爾物理學獎|「知識分子」特別報道

2017-10-03 知識分子 知識分子

?2017年諾貝爾物理學獎授予雷納·韋斯(Rainer Weiss)教授,基普·索恩(Kip Stephen Thorne)教授以及巴里·巴里什(Barry Clark Barish)教授。

三位科學家的獲獎理由是:

他們對LIGO探測器和觀測引力波的決定性貢獻

2016年2月12日,激光干涉引力波天文台(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,LIGO)合作組宣布,他們於2015年9月14日探測到了引力波,它來自一個質量為36太陽質量的黑洞與一個29太陽質量的黑洞的碰撞,然後併合為一個62太陽質量的黑洞,失去的3太陽質量轉化為引力波的能量。「太陽質量」是天體質量的單位,1個太陽質量意思就是說,它的質量等於太陽的質量。2015年12月26日,2017年1月4日,2017年8月14日,LIGO又先後三次探測到黑洞併合產生的引力波。

獲獎人簡介 基普·索恩(Kip Stephen Thorne)

基普·索恩(Kip Stephen Thorne),1940年6月1日出生在美國猶他州的洛根市,現年77歲。父親維恩·索恩是農藝學專家,母親艾莉森·索恩是經濟學家。索恩早年在學術道路上順風順水,成為了加州理工歷史上最年輕的正教授之一。他於1962年獲得加州理工的學士學位,在1965年獲得普林斯頓大學的博士學位。1967年索恩回到加州理工被聘任為副教授,三年後晉陞為理論物理的教授。

雷納·韋斯(Rainer Weiss)

雷納·韋斯(Rainer Weiss),1932年9月29日在德國柏林出生,現年85歲。為了躲避政治動蕩,一家在1932年末搬家到布拉格,後在1938年搬家到美國。他年輕時在紐約市度過,曾就讀於哥倫比亞文法學校。他在1955年獲得麻省理工學士學位和1962年獲得麻省理工學院博士學位。他於1960至1962年執教於美國塔夫斯大學,1962至64年是普林斯頓大學的博士後學者,後於1964年加入麻省理工任教。

巴里·巴里什(Barry Clark Barish)

巴里·巴里什(Barry Clark Barish),出生在內布拉斯加州的奧馬哈,現年81歲。他在南加州長大,高中就讀於洛杉磯。1957年獲得物理學學士,1962年獲得加州大學伯克利分校的實驗高能物理的博士學位。1963年他加入加州理工。巴里什在美國自然科學基金會國家科學委員會批准資助該項目中發揮了重要作用,並對LIGO的建造和交付使用發揮了重要作用。他還創建了LIGO的科學合作組織(LIGO Scientific Collaboration),目前全球的合作者已經超過1000個。

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專家解讀

曹軍威(清華大學教授,LIGO中方研究員)

此次獲獎的意義在於,這一探測證實了阿爾伯特·愛因斯坦1915年發表的廣義相對論的一個重要預言,並開啟了一扇前所未有的探索宇宙的新窗口。從未來的發展來看,開啟了引力波天文學的新時代,形成引力波觀測觸發下的多信使天文學。對我們中國而言,清華大學信息技術研究院LIGO科學合作組織工作組參與了引力波直接探測並作出了貢獻。中國亟需自主建設引力波天文台、培養跨領域人才、加強國際合作,進而帶動技術創新和科學發現,推動我國引力波研究的發展。

李淼(中山大學天文與空間科學研究院院長):

LIGO最終探測到引力波是物理學界努力數十年的結果,其間有不少悲喜劇,例如試圖探測引力波的第一人韋伯後半生的遭遇,LIGO創始人羅納德·德雷弗不得不離開團隊,最近又不幸去世。無論如何,LIGO的探測過程和結果都是史詩級的,不僅證實了自然界存在第二種基本波,同時為人類探測宇宙打開了一個全新的窗口。

張雙南(中國科學院高能物理研究所研究員):

現代物理學建立的標誌是一百年前建立的相對論和量子力學。量子力學以及基於量子力學的粒子物理標準模型的相關研究斬獲諾貝爾物理學獎無數,但是與此形成鮮明對照的是,不但愛因斯坦沒有因為相對論而獲得諾貝爾物理學獎,後來對於豐富相對論而做出了很多貢獻的物理學家們也無人因此獲得過諾貝爾物理學獎。因此,2017年的諾貝爾物理學獎授予了LIGO實驗直接探測到並且發現了廣義相對論的最重要預言引力波,不但是眾望所歸,而且也是對百年現代物理學做了一個了斷!

韓文標(中科院上海天文台 引力波和相對論基本天文學課題組首席科學家):

自從愛因斯坦提出他劃時代的引力理論這一百年以來,還沒有人因為引力理論本身獲得諾貝爾獎。即使愛因斯坦本人,也是因為其光電效應理論獲得的諾貝爾獎。

之後的一百年里,曾有物理學家因與引力理論相關的研究獲獎,比如赫爾斯和泰勒獲得1993年諾貝爾物理學獎,名義上是因為其發現了一類特殊的脈衝雙星。但其獲獎的一個物理實質是因為他們發現的這個脈衝雙星軌道衰減的速率正好和引力波導致的軌道衰減速率一致,從而間接的證實了引力波的存在。

可以說,在2017年之前,儘管愛因斯坦的引力理論——廣義相對論獲得廣泛應用,但仍沒有物理學家因為引力理論本身獲得代表科學界最高榮譽的諾貝爾獎。自2015年9月美國激光干涉引力天文台(LIGO)首次探測到引力波以來,引力波獲得諾貝爾獎就基本上成為科學界眾望所歸的事情。今年諾貝獎頒發給引力波的探測相關的物理學家,既是對探測引力波本身的物理學實驗的肯定,更是對一百年前,物理學最偉大的工作者之一——愛因斯坦的致敬。可以說,2017年諾貝爾獎頒發給這三位科學家,是眾望所歸。


依據諾貝爾獎官網的消息,瑞典斯德哥爾摩當地時間3日,瑞典皇家科學院將2017年諾貝爾物理學獎授予了三位科學家:雷納·韋斯(Rainer Weiss),巴里·巴里什(Barry C. Barish)和吉普·索恩(Kip S. Thorne),以表彰他們在引力波研究方面的貢獻。據悉,2017年諾貝爾物理學獎被分為兩半,一半授予雷納·韋斯,另一半共同授予巴瑞·巴瑞斯和吉普·索恩,以表彰他們「對於LIGO探測器和引力波探測的重大貢獻」。這次三位科學家由於證明引力波的貢獻,而獲得2017年諾貝爾物理學獎,本來沒有太大的懸念,而另一個大熱門的人選霍金的出局,倒並不太讓人驚訝。畢竟,公眾和科學界對引力波的關注度是最高的。

引力波的存在,來源於著名理論科學家愛因斯坦在100多年前天才的科學預言。愛因斯坦基於他創建的廣義相對論理論,預言了引力波的存在。引力波是什麼呢?它是一種非常特殊的波,既不是電磁波,也不是引力波,通俗的說,引力波就是時空的漣漪。大家知道,按照廣義相對論,萬有引力的本質其實就是時空的彎曲。物質的質量越大,時空則越彎曲,時空的彎曲就是物質的質量引起的。在太陽這樣的大質量的天體附近,時空彎曲的特別厲害,如果是黑洞,則時空將極度彎曲的連光都不能逃脫。光沿著空間走最短距離,是時空扭曲禁錮了光,而不是黑洞的引力「吸引」住了光。由於時空的彎曲,就會以波的形式向外傳遞能量,就是引力波。據理論物理學家的推測,引力波似乎可以穿透電磁波等不能穿透的物體。利用引力波這種性質,科學家將可以探索普通電磁波不能到達的特殊區域。引力波最終被證明存在,是對愛因斯坦相對論理論最後的實驗證明,是科學史上一個里程碑的紀念。而這次三位科學家——雷納·韋斯(Rainer Weiss),巴里·巴里什(Barry C. Barish)和吉普·索恩(Kip S. Thorne),就是研究引力波的卓越科學家代表。

雷納·韋斯(Rainer Weiss),1932年出生於德國,美國麻省理工學院(MIT)物理學家,1966年就開始設想了一種探測引力波的方法,2015年9月,他和合作夥伴在激光干涉引力波天文台(LIGO)研究兩個巨大黑洞時,探測到其輻射出的脈衝波,後來確認就是愛因斯坦預言的引力波。

巴里·巴里什(Barry Clark Barish),1936年出生在美國內布拉斯加州的奧馬哈。1962年,他獲得加州大學伯克利分校的實驗高能物理的博士學位。1963年,他加入加州理工大學。巴里什積極爭取過美國自然科學基金會國家科學委員會對探測引力波的項目資助,並對LIGO的建造和交付使用發揮了重要作用。他還創建了LIGO的科學合作組織(LIGO是laser interferometer gravitational wave observatory的縮寫,是藉助於激光干涉儀,來聆聽引力波的大型研究儀器。LIGO由兩個干涉儀組成,每一個都帶有兩個4千米長的臂並組成L型,它們分別位於相距3000千米的美國南海岸Livingston和美國西北海岸Hanford。)。

基普·索恩(Kip Stephen Thorne),1940年6月1日出生在美國猶他州的洛根市。索恩早年曾經是加州理工大學歷史上最年輕的正教授之一。他於1962年獲得加州理工的學士學位,在1965年獲得普林斯頓大學的博士學位。1967年索恩回到加州理工被聘任為副教授,1970年晉陞為理論物理的教授。


2017年的諾貝爾物理學獎金給了引力波項目。

其中麻省理工大學的外斯得到了二分之一的獎金,而加州理工大學的索恩與美國物理學會前任主席巴里.巴里什分享了另外一半的獎金。

這三個人中有2個人得獎是沒有爭議的,而巴里.巴里什屬於典型的「撿漏」。

本來的引力波三巨頭應該是外斯、索恩以及德雷弗(Ronald Drever)。但在2017年年初,德雷弗(Ronald Drever)不幸去世了。

德雷弗以前在英國的格拉斯哥大學做引力波,後來跳槽到了加州理工繼續做引力波實驗,對於懸掛系統有很深的造詣。

而外斯是一個神奇的人物,他曾經被開除出大學,後來被一個做原子鐘的導師收留做物理實驗,結果成為一代大神。做了幾年原子鐘後,外斯對物理學的興趣轉移到了廣義相對論,他於1962年去了普林斯頓大學讀了一個相對論的博士學位。得到博士學位後,他回到了麻省理工大學,希望用實驗的方法測量出牛頓引力常數是否隨著時間變化,這個時候他需要用到剛被發明出來的激光器,所以——外斯成了最早用激光器來做引力物理實驗的人。

外斯對激光干涉儀的穩定性做了巨大的貢獻,而索恩對引力波的數據分析與數值模擬做出了巨大貢獻。索恩有一個中國學生,叫陳雁北,現在也是加州理工學院的教授,我曾經就引力波的事情對他有過長篇的訪談,發表在蝌蚪五線譜網站上,大家有興趣可以去找來看看。

巴里.巴里什其實是一個管理者,相當於我們中國人說的「領導」,他對建立LIGO國際合作組織並將之轉為大科學工程也有貢獻。巴里.巴里什是做超級超導對撞機出身,後來也做過中微子實驗,他對引力波探測的貢獻主要是項目管理,當然他本身的物理水平很高。


2017年三位諾貝爾物理學獎獲得者不是因為他們提出了引力波,而是因為他們在首次探測到引力波這件事上做出了開創性的貢獻。

他們的貢獻簡單講:

雷納-韋斯(Rainer Weiss),1966年就提出了一種探測引力波的方法。他發明的激光干涉引力波探測器是LIGO裝置的核心和基礎。

巴里-巴里什(Barry Clark Barish)1997年成為LIGO主任。他創立了LIGO科學聯盟,建立了LIGO的國際科學合作,並且領導了LIGO建設和初期運行。他成功的把LIGO從幾個研究小組從事的小研究發展成為成員眾多、設備精良並且具有很高關注度的大學問。

基普-索恩(Kip S Thome)1984年與人合作創建里LIGO計劃。索恩奠定了引力波探測的理論基礎,他開創了引力波波形計算以及數據分析的研究方向。當然他對LIGO本身的建設也做出了貢獻。

原來人類探索宇宙的方法基本上都是基於電磁相互作用的,我們了解的宇宙要麼肉眼能看見,要麼能夠反射電磁波,被雷達發現。我們尋找外星人的套路基本上也是對外發射電磁波,希望能被外星人接收到,和仔細地分析我們能夠接收到的電磁波,看看有沒有外星人的蛛絲馬跡。引力波的發現,為人類增加了另外一種探索宇宙的能力。以前人類基本靠「看」,現在我們能「聽」了,這是一個巨大的進步和突破。其實中國以前也有引力波探測計劃,只是我們的裝置精度和LIGO相比差太遠了。科技的競爭在當下不僅要比誰更聰明,還要比誰的武器更先進,誰的財力更雄厚。


北京時間10月3日下午5點45分,2017年諾貝爾物理學獎揭曉,引力波探測不負眾望,三位科學家雷納?韋斯、基普?索恩和巴里?巴里什榮膺此項殊榮。瑞典皇家科學院秘書長在瑞典皇家科學院說,以表彰這三位科學家在激光干涉引力波天文台(LIGO)以及觀測引力波方面做出的決定性貢獻。

雷納·韋斯教授是美國理論物理學家、麻省理工學院物理學榮譽教授。在他的學術生涯中,最重要的成就是發展出激光干涉術來探測引力波,這項技術是激光干涉引力波天文台(LIGO)裝置的基礎。韋斯教授首次分析了探測器的主要雜訊來源,並領導了LIGO儀器科學的研究,最終使LIGO達到了足夠的靈敏度,在人類歷史上第一次探測到了引力波。

基普·索恩教授是美國理論物理學家,2009年以前一直擔任加州理工學院費曼理論物理學教授。他奠定了引力波探測的理論基礎,開創了引力波波形計算以及數據分析的研究方向,並對LIGO儀器科學做出了重要貢獻,特別是提出了量子計量學理論的一系列基本概念。值得一提的是,索恩教授在2009年辭去費曼教授職務後,開始追求寫作和電影事業。他的第一部電影就是和諾蘭合作的《星際穿越》,索恩教授擔任該片的科學顧問。

巴里·巴里什教授是美國實驗物理學家,加州理工學院物理系林德教授。巴里什教授於1997年至2006年擔任 LIGO 項目主管,領導了LIGO建設及初期運行,建立了LIGO國際科學合作,把LIGO從幾個研究小組從事的小科學成功地轉化成了涉及眾多成員並且依賴大規模設備的大科學,最終使引力波探測成為可能。

需要說明的是,羅奈爾特·德雷弗是英國實驗物理學家,加州理工學院榮譽教授。他和韋斯教授、索恩教授共同領導了LIGO項目的發展,遺憾的是,德雷弗教授於2017年3月7日不幸去世,享年85歲,與諾貝爾物理學獎擦肩而過,另外一位核心成員巴里·巴里什教授填補了他的位置。


2017年諾貝爾物理學獎新鮮出爐,發給了雷納·韋斯(Rainer Weiss),巴里·巴里什(Barry Barish)和基普·索恩(Kip Thorne),以表彰他們為「激光干涉引力波天文台(LIGO)」項目和發現引力波所作的貢獻。

這個消息和相關解讀已經到處都是了,我覺得可以走個歪門邪道,硬拉出他們3個的另類成就:

1,活得長。這再次說明要想得諾獎,就要活得長。引力波這個發現一直被認為會得諾獎,但由於諾獎一個獎項的限制是最多3個人,那究竟是誰來得呢?其實許多專業人士認為會有羅納德·德雷弗(Ronald Drever),他也是研究引力波的先驅,2016年的邵逸夫獎將天文學獎授予引力波相關發現,3名獲獎者是德雷弗、索恩和韋斯。

但很不幸,德雷弗老爺子今年3月去世,享年85歲。諾獎的規矩是只發給活人,所以一種觀點是巴里什是替補上來的。今年得獎的三位中韋斯是1932年的,巴里什是1936年的,索恩是1940年的,也都年紀大了,估計諾貝爾委員會一看,趕緊趁這幾位都還在,把獎發了吧。

2,會搞公關。索恩是科幻大片《星際穿越》的編劇這事就不說了,他們創立和領導的LIGO項目組很會玩。從2016年第一次探測到引力波信號的發布會,像我這樣搞科技報道的就感覺到LIGO項目組很會做公關宣傳,陣勢很大。後來LIGO又單獨發現兩次。然後前幾天,就在9月27日,又宣布發現了第四次,特別是這次是美國LIGO和歐洲Virgo兩個項目組共同探測到的。

這一方面避免了只有同一個項目組有發現,可能被懷疑為什麼只有你們能做出來的問題。另一方面,這個信號是8月14日探測到的,而選擇在諾獎開獎前幾天宣布,是否有深意,也讓人浮想聯翩。

3,最後還是要正經一下,他們確實做出了很大的科學貢獻。比如可以從「百年」和」兩年」這兩個時間上看出來。

引力波這個發現得諾獎的速度非常快,只用了兩年。因為首次探測到的信號是2015年9月14日探測到的,經過數據分析等過程,結果是2016年2月宣布的,其實從宣布到現在還不到兩年。這個速度在諾獎歷史上非常罕見,僅次於楊振寧和李振道1956年提出宇稱不守恆,1957年就得諾貝爾物理獎。要知道,昨天的諾貝爾生理學或醫學獎發給的生物鐘分子機制,可是有30年了。

但是換一個角度,這卻是等了一百年的一個獎。眾所周知,愛因斯坦1916年的相對論就預言了引力波存在,但由於他老人家太超前,當年諾獎委員會只敢以光電效應的名義給他發了諾獎,更重要的相對論當時沒幾個人懂。中國科學院高能物理研究所研究員張雙南公開發表評論說:「不但愛因斯坦沒有因為相對論而獲得諾貝爾物理學獎,後來對於豐富相對論而做出了很多貢獻的物理學家們也無人因此獲得過諾貝爾物理學獎。」因此,今年這個獎也算是個百年了斷。


施郁

(復旦大學物理學系)

2017年諾貝爾物理學獎授予雷納·韋斯(Rainer Weiss)教授、巴里·巴里什(Barry Clark Barish)、基普·索恩(Kip Stephen Thorne)教授。

他們對激光干涉引力波天文台(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,縮寫為LIGO)的成功作出了貢獻。2015年9月14日, LIGO探測到代號為GW150914的引力波。

很多科學家對LIGO的成功作出了貢獻。特別一提的是,最早提出用激光干涉儀探測引力波並作雜訊分析的韋斯、對激光干涉儀的穩定性作出重要貢獻的德雷弗、對引力波探測和LIGO作了很多理論工作的索恩以及建立LIGO國際合作並將其轉化為大科學的巴里什。不幸的是,德雷弗於今年3月去世。

具體來說,獲得諾貝爾獎的這三位科學家的成就如下。

雷納·韋斯(Rainer Weiss)教授:發明的激光干涉引力波探測器是LIGO裝置的基礎。他首次分析了探測器的主要雜訊來源,並領導了LIGO儀器科學的研究,最終使LIGO達到了足夠的靈敏度,在人類歷史上第一次探測到了引力波。

基普·索恩(Kip Stephen Thorne)教授:奠定了引力波探測的理論基礎,他開創了引力波波形計算以及數據分析的研究方向,並對LIGO儀器科學做出了重要貢獻,特別是提出了量子計量學理論的一系列基本概念。

巴里·巴里什(Barry Clark Barish)教授:領導了LIGO建設及初期運行,建立了LIGO國際科學合作,他把LIGO從幾個研究小組從事的小科學成功地轉化成了涉及眾多成員並且依賴大規模設備的大科學,最終使引力波探測成為可能。

上個月,他們剛剛獲得復旦-中植獎。本人當時所寫的科普文章今天被不少媒體借鑒。


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