“捕捉”引力波的中國力量

　　“這次發(fā)現(xiàn)的確美妙和激動(dòng)人心，但日常工作中的海量數(shù)據(jù)分析并不總是令人愉快?！辈苘娡榻B，LIGO數(shù)據(jù)的采樣頻率特別高，達(dá)到每秒１.6萬次以上，采樣信道達(dá)上萬個(gè)，數(shù)據(jù)量大，需要先進(jìn)的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)做支撐。而對(duì)于這樣的海量處理，需要的是“坐穿板凳”的沉潛定力：“漫長的時(shí)間里，LIGO探測(cè)器并沒有達(dá)到設(shè)計(jì)精度，是探測(cè)不到真正的引力波信號(hào)的，可以認(rèn)為實(shí)際大家在處理的全都是噪聲，可就是在對(duì)這些噪聲的一點(diǎn)一滴的處理中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，不斷提升儀器的精度，才有了今天的探測(cè)靈敏度?！?/p>

　　陳嘉言工作照。中山大學(xué)供圖

　　郭翔宇是清華計(jì)算機(jī)系高性能計(jì)算所的碩士研究生，也是清華LIGO工作組中一名普通科研人員。他每天的科研任務(wù)，就是“讓引力波數(shù)據(jù)分析處理的過程更有效率”：“每周我們都要與西澳大利亞大學(xué)的項(xiàng)目組成員跨洋討論，一年多來，我在先前的基礎(chǔ)上，將探測(cè)器GPU的信息處理速度從原有的58倍提升到了120倍以上?！?/p>

　　開啟中國本土的引力波探測(cè)

　　“你知道嗎？目前，我國主要有兩大引力波探測(cè)項(xiàng)目：中科院高能所主導(dǎo)的‘阿里實(shí)驗(yàn)計(jì)劃’和中山大學(xué)領(lǐng)銜的‘天琴計(jì)劃’。一個(gè)是在地面上聆聽引力波的音符，一個(gè)是到太空去捕捉引力波的聲響?！?月13日下午，中國科學(xué)院高能物理研究所在其官方微博上發(fā)布了上述內(nèi)容。這意味著，在積極融入頂尖課題的世界協(xié)同作戰(zhàn)之余，中國科學(xué)家也同時(shí)開啟了新一輪的本土沖擊。

　　來自科技部的消息顯示，致力于“在地面聆聽引力波音符”的中科院國家天文臺(tái)阿里觀測(cè)站位于西藏阿里獅泉河鎮(zhèn)以南海拔5100米的山脊，海拔高、云量少、水汽低、透明度高。其選址工作在國家天文臺(tái)相關(guān)研究人員的帶領(lǐng)下，持續(xù)長達(dá)10年，已成為天文臺(tái)選址工作的典范。建成后，其地理上的中緯度范圍、對(duì)天區(qū)的廣闊覆蓋，有望填補(bǔ)北半球觀測(cè)宇宙微波背景輻射的空白。

　　而立志“到太空去捕捉引力波的聲響”的“天琴計(jì)劃”則由中山大學(xué)于2015年7月23日牽頭啟動(dòng)，主要是以引力波研究為中心，開展空間引力波探測(cè)計(jì)劃任務(wù)的預(yù)先研究，制定中國空間引力波探測(cè)計(jì)劃的實(shí)施方案和路線圖，并開展關(guān)鍵技術(shù)研究。中山大學(xué)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，該計(jì)劃主要將分四階段實(shí)施，大約需要二十年，投資150億元人民幣。

　　“探測(cè)到引力波只是剛剛開始，并非結(jié)束，我們非常需要中國科學(xué)家的努力。”LIGO數(shù)據(jù)分析專家、加州理工學(xué)院物理系教授艾倫·魏因施泰對(duì)中國科學(xué)家的努力充滿期待。

　　曹軍威始終認(rèn)為，作為最前沿、最頂尖的科學(xué)探索之一，如引力波探測(cè)般的世界頂級(jí)課題必定是一次全球智慧的協(xié)作與“眾包”，而自己的團(tuán)隊(duì)正是這個(gè)“特大集成研究項(xiàng)目”中的一環(huán)。他總結(jié)了三個(gè)引力波探測(cè)的特點(diǎn)：投資規(guī)模大、多學(xué)科交叉、國際緊密合作：“這樣規(guī)模的科學(xué)探索遠(yuǎn)超出某個(gè)單一學(xué)科的范疇，也超出某一個(gè)研究小組、一個(gè)大學(xué)或研究機(jī)構(gòu)，甚至一個(gè)國家的能力，必須是物理、天文、機(jī)械、激光、精密儀器、信息等方方面面的專家共同參與，在全球范圍聯(lián)合攻關(guān)。”

　　中山大學(xué)天文與空間科學(xué)研究院院長李淼認(rèn)為：“引力波的發(fā)現(xiàn)，會(huì)進(jìn)一步刺激各國的研究進(jìn)度，世界各地的引力波研究計(jì)劃將很快推進(jìn)，中國本土研究的進(jìn)展也會(huì)加快?！?/p>

　　這進(jìn)步背后，除了對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)投入的重視，還要有一種摒棄功利的、廣闊的人類意識(shí)。當(dāng)人類共同走進(jìn)“引力波”時(shí)代，這一激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)所帶給我們的啟示，對(duì)中國科學(xué)界似乎同樣極具價(jià)值。

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