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2005年,雷纳放弃了麻省理工学院物理学教授这个令人尊敬的职位,一心一意地待在4 000米长的混凝土管道里,为激光真空管接装示波器,检查18 000立方米的真空管是否有渗漏,测量潮湿阴冷、黄蜂成群的密闭空间中发生的地震振动。雷纳选择退休的主要目的是重十学生身份,但是,由于被授予了荣誉退休教授的重要头衔,他开始了令人羡慕的“退而不休”的生活。
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雷纳在说话时会强化重音,这是一代纽约人的特点。他标准的美国口音中混杂了些许欧洲口音,偶尔还有德国人那种抑扬顿挫的语调。这些特点融合在一起,给我一种熟悉的感觉,不仅让我想到了他的出生地,还让我想到了他出生的那个时代。1932年,雷纳出生于德国柏林,他的父亲弗雷德里克·韦斯来自一个富裕的犹太家庭(雷纳的祖母出身于显赫的拉特瑙家族。雷纳的性格特点“非常像德国人,还有点儿像犹太人”),具有叛逆精神。雷纳的母亲格特鲁德·罗斯纳不是犹太人,据雷纳介绍,她同样具有叛逆精神。“不知道是怎么一回事,他们俩走到了一起。”雷纳的语气似乎是在暗示,其中有我们永远无法了解的秘密。后来,他揭开了这个秘密:“然后,我就来到了这个世界。但是,他们那时候还没结婚呢。”
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与在他家客厅里欣赏交响乐的其他移民一样,雷纳在谈到自己的人生经历时也是津津乐道。也许他说话的腔调就是这样形成的吧。不过,他的描述与实际情况并不相同,因为他的人生历程早在埃利斯岛[1]上交换文件之后不久就拉开了帷幕。雷纳的父亲是一名神经科医生,在柏林的一家工人医院工作。后来,纳粹把触角伸到了这家医院。他们的一名内线做手术时操作不当,导致一名病人死亡。雷纳的父亲政治觉悟很高,他把这次医疗事故报告给权力已被削弱的医院领导。结果,出于报复心理,纳粹在大街上抓住了他,并把他关在地牢里(雷纳的家人没有提到这个地牢的具体位置)。要不是格特鲁德在新年前夕怀上雷纳的话,弗雷德里克可能无法重见天日了。身怀六甲的妻子与她在魏玛共和国地方政府工作的父亲竭尽全力,终于救出了弗雷德里克。虽然弗雷德里克获得了自由,却被迫远走他乡。
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弗雷德里克越过边境线,进入捷克斯洛伐克境内。不久后,雷纳的父母在那里团聚。雷纳一直很奇怪,他的父母之间的争吵似乎从来没有停止过(他们认为自己的婚姻不美满是由希特勒造成的),而他母亲竟然在1937年怀上了他的妹妹西比尔·韦斯。为了缓和紧张的家庭关系,他们全家来到了波兰边境的塔特拉山脉,开始了首次家庭度假之旅。在旅馆的大厅里,一台古老的木质哥特收音机深深地吸引了雷纳。这台带有发光管的收音机正在播放张伯伦的绥靖主义外交政策(在它的影响下,捷克斯洛伐克的部分领土最终被德国侵占)。他们转动收音机的旋钮,锁定张伯伦的声音,以便准确无误地了解关键信息。根据雷纳的描述,当时有大批惊慌失措的德国侨民(其中很多是犹太人)开始行动,希望在政策生效之前逃出山区,前往布拉格,最终离开捷克斯洛伐克。雷纳回忆说:“我们逃出来了,真是太幸运了。我的父亲能逃出来,肯定是因为他是一名医生。好多人都没能逃出来。”
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到了纽约之后,雷纳的母亲靠打零工维持整个家庭的生计。这种情况一直持续到几年之后雷纳父亲的精神分析诊所开业。雷纳说:“我进入了纽约的哥伦比亚初级中学,和默里·盖尔曼(1969年的诺贝尔物理学奖得主)成为校友。他比我高几届。人们总是拿我和他做比较,然后用‘那个家伙无所不知,而你就是一个废物’之类的话贬损我。”
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在人们刚刚拥有调频收音机时,雷纳就已经可以凭借他掌握的电子学知识制造扩音器,增强收音机的效果了。他还趁机做了一点儿小生意。他的第一个顾客与他没有血缘关系,但有姻亲关系,雷纳称这位顾客为“露丝婶婶”。现在,雷纳已经记不清他的第一笔生意赚了多少钱(我也没有问他),他记得自己只收了成本价。之后,雷纳成为一名企业家,把他的产品卖给那群渴望拥有高保真音响的移民。这些人在听到清楚的乐曲从雷纳的产品中传出来之后,他们的口口相传让产品的销量迅速增加。
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雷纳回忆说:“当时,人们使用的是虫胶唱片。这是一种最原始的唱片,有嘈杂的背景音。但是,黑胶唱片就没有这个问题。虫胶唱片有时还会发出很刺耳的声音,就是那种‘嘶嘶嘶’的背景音。你知道,唱针就是靠唱片粗糙表面的摩擦力推动的。当时我就想,有没有什么办法可以消除这些可恶的嘈杂声呢?
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“在播放贝多芬奏鸣曲中婉约舒缓的乐章时,你的耳朵里会充斥那种‘嘶嘶’的声音。怎么办呢?如果你同时听到很多种声音,这种‘嘶嘶’声就会被盖住。于是,我准备设计一个电路,通过改变带宽的方式达到放大声音的目的。但是,我知道自己的知识结构还不足以独立完成这个任务,于是我决定上大学去学习这些知识。
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“就这样,我来到了麻省理工学院。我选择学习音频工程,因为我不知道还有其他什么学科。但我很快就发现,我的理想并非成为一名工程师。于是,我申请转到物理系,具体理由是什么,我也不知道……好吧,跟你说实话,那时候我的想法非常简单,就是因为物理系的要求没有其他系那么严格,而我又非常任性,不想遵守任何规定。”
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雷纳很肯定地告诉我,麻省理工研究团队的所有成员都还没下班。透过敞开的门,我看见一些人在埋头工作。隔壁实验室里的人就更多了。办好登记手续之后,我们走进了研发实验室。实验人员有的席地而坐,正在整理电缆;有的在光学工作台上工作;有的在操作某种发出刺耳噪声的工具;有的手拿护目镜,双眼盯着一个老旧的示波器,在诊断某个故障。我发誓,我真的看到了一张软盘!我猜想这张软盘在制作上多半达到了令人赞叹的水平,因此我盯着它仔细端详了很长时间。体力劳动加上丝丝入扣的分工协作,再加上及时反馈机制,共同成就了一台机器。在某些层面,权力呈现出一种水平结构。每个人似乎都充分了解工作内容,整个团队就像一个结构复杂的蚁群,以一种不疾不徐的节奏有条不紊地运转。一项工作完成之后,团队成员会马不停蹄地开展下一项工作。每位科学家的注意力都非常集中,他们所从事的研究工作决定了他们关注的都是微小的内容。每个人都训练有素,而且准备充分,足以承受长时间的棘手工作给身心带来的巨大压力。一名研究生正在小心翼翼地调整光学工作台上的一台精密仪器。100年前(可能更早),爱因斯坦预测时空并不是永恒不变的。现在,这些人正在齐心合力制造一台超敏感装置,记录从太空传来的声音。
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他们建造的不是望远镜,而是一台记录装置。如果他们最终取得成功,这台兼具科研仪器与乐器两大功能的设备就可以记录空间形状的微小变化。只有质量非常大的天体完成最剧烈的活动,时空才会发生足以被探测器捕捉到的振荡。黑洞碰撞会引起时空波动,中子星、脉冲星的碰撞,恒星爆炸和天体物理学上难以想象的时空瀑布也会产生类似的效果。空间距离的收缩与膨胀就像大海的波浪,以时钟节奏在宇宙中(也就是在时空中)向前传播。引力波不是声波,但只需借助仿真技术,就可以把引力波转变成声音,与传统扩音器将电吉他琴弦的波动转变成声音的原理非常相似。打一个不是特别贴切的比方,天文灾害就是弹奏吉他的拨片,时空就是琴弦,实验中使用的这套设备就是吉他的琴箱。如果为这个比喻增加几个维度,天文灾害就相当于鼓槌,时空就是三维皮鼓的鼓皮,实验设备的作用就是在皮鼓将无声乐谱变成乐曲的时候记录下皮鼓在形状上发生的变化。科学家坐在控制室里,监听探测器捕捉到的声音。尽管这些声音已经接受了从商店买来的扬声器的放大处理,但他们听到的仍然是一些嘈杂的背景音:“嘶嘶”。
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麻省理工学院的这些设备非常珍贵,但是放到整个LIGO项目中就显得微不足道了。LIGO项目的总部设在加州理工学院,有一台原型机也放在那里。不过,与在汉福德和利文斯顿的那两台探测器相比,这台原型机也显得微不足道。雷纳问我:“你还没去现场看过吧?准备什么时候去?等你亲眼看到之后再说吧。”他靠在椅背上,脸上再次露出非常惊讶的神情。那两台探测器的长度大约是雷纳制造的第一台原型机的2 500倍。我也靠在椅背上,想象着两者之间的比例关系。接着雷纳说道:“去现场参观过的人并不多。”
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从上大学开始,雷纳为了从事科研工作,就一直奔走在剑桥市纵横交错的街道上,尽管在走出肯德尔广场地铁站的那一刻,他就发誓要回到纽约。那是9月的一个阴冷潮湿的上午,剑桥市(波士顿这个制造业中心的角落)正散发着阵阵臭气。用动物尸体提炼物、动物脂肪制成的肥皂,与蛋黄酱、腌菜混合在一起,成了一种深棕色的东西,让人闻后恶心不已。但是,他没有兑现这个誓言,而是在这个发出一股股刺鼻气味的城市中待了下来。他之后的人生基本上都是在剑桥市度过的,其间只因为一些必要的原因离开过几次,而且时间都不长。不过,在麻省理工学院学习的头几个月里,他没有表现出一丝一毫的桀骜不驯。
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“后来,我坠入了爱河。我就像个傻瓜,觉得自己不应该这样下去。于是,我退学了,并追随那个女孩来到了芝加哥。她是一名钢琴演奏者,因为她,我的生活发生了改变。在那之前,我没想学习弹钢琴,但是遇见她之后,我开始学习弹钢琴。我记得自己那时候已经20岁了,甚至更大。这一切都是因为她。
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“多年之后初次接触引力波时,我心里想:‘啊,LIGO涉及的频率范围与钢琴是一模一样的。’
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“这么说吧,那时的我被爱情冲昏了头脑,根本不去考虑未来会怎么样。后来,那个女孩爱上了另一个家伙。人绝对不能相信爱情,我的意思是,你不能沉溺于爱情。你应该知道爱情是怎么一回事。于是,我又回到了麻省理工学院,开始物理学的学习和研究。但同时我也背上了中途退学的不良记录。”
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从大学退学的雷纳在职场上闯荡无果后,又回到了麻省理工学院,住进了“二战”期间作为应急措施在校园角落草草搭建的“夹板宫殿”。这些用木头搭建的临时建筑摇摇欲坠,预期寿命不超过几年时间,原计划在战争期间使用,战后几个月会被拆除。这些住屋吱嘎作响,不仅四面透风,而且被煤烟熏得漆黑,住在里面非常不舒服,窗户偶尔还会被风吹落到临近麻省理工学院的瓦瑟大街上。但是,它们的耐受力却非常强,坚持了几十年的时间,尽管它们的用途在其间多次发生变化。除了麻省理工一直偏爱的编号体系赋予它一个看不出任何含义的楼号以外,20号楼始终没有任何正式的名称,“夹板宫殿”应该是最适合它的绰号了。虽然外观简陋,但是在5名科学家进入这栋临时性建筑工作之后,“夹板宫殿”一夕之间变成了一个传奇的存在。夹板墙和天花板上被凿出一个个孔洞,水电线路通过管道从头顶上和薄薄的挡板中间接进来。伴随着屋外的喧嚣声,创意接踵而至,穿过那热得发烫的沥青屋顶和石棉隔热层,闯进这些科学家的大脑。这栋简陋不堪的三层建筑似乎不仅为他们提供了科研场所,还帮助他们摆脱了各种思想的桎梏。至少有9人因为在20号楼的研究而获得诺贝尔奖,涵盖雷达、语言学、神经网络、声频工程、引力物理学等研究领域。人们在分析这个文化现象时不禁问道:“到底是什么原因激发了如此旺盛的创造力?”1998年,颠覆了人们的预期、存在50年之久的“夹板宫殿”被拆除了。科研人员、附近的居民以及在那片操场上玩耍的孩子们,亲眼见证了这个历史时刻。
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雷纳就像在国家征用权斗争中财产被征收一方中的最坚定的抵制者,坚决反对拆除这栋建筑。在“夹板宫殿”里,科学家们经常见面,不经意产生的交集可遇不可求,有着非常重要的意义。有一次,雷纳帮助一位生物学家处理了一只死猫。雷纳说:“嗯,那只猫(当时)还没死,不过就快死了。”那个家伙用那只可怜的猫做实验,结果连接在猫身上的电子器件发生了故障。雷纳克制着自己的同情心(他不敢看那只可怜的猫),帮助那位生物学家从猫身上采集了一些数据。雷纳轻描淡写地说道:“我们就是一个非常有意思的团队。”
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当年,雷纳在这栋简陋的三层小楼里四处打听:“请问你们需要人手吗?”如今,60年已经过去了,雷纳几乎没有什么变化(尽管在某些方面有所改变)。那时候,真的有人需要人手。于是,雷纳开始了做实验室检验员的工作,两年之后,他再次恢复了学生身份。雷纳回忆说:“读研究生期间,我非常快乐。其间,我结婚了。我的妻子怀孕后,这段快乐的时光就结束了。我必须走出校园,不是吗?但是,我宁愿永远当一名研究生,因为研究生的生活太美妙了。我可以不停地做实验,永远不用考虑金钱这类问题。就这样,我做了一个又一个实验,有的实验还非常荒唐。”拿到学位之后,雷纳先后在塔夫茨大学和普林斯顿大学工作了一段时间,最后又回到麻省理工学院,成为一名教授。雷纳告诉我,他不喜欢普林斯顿的天气。他这样说似乎是为了避免我进一步发问。
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LIGO探测器的灵感产生于课堂之上。当时,雷纳还是一名助理教授,负责讲解爱因斯坦的“弯曲时空”这个晦涩难懂的理论。雷纳告诉我:“(麻省理工学院的人)可能会想:这个家伙去过普林斯顿大学,肯定对相对论有所了解吧……其实,我对相对论的了解非常有限。我指的是广义相对论,而不是狭义相对论。
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“但是,我不能坦率地告诉其他人我不了解广义相对论。我在这里开展的研究项目,研究的不就是万有引力吗?我能告诉他们我不懂广义相对论吗?因此,我没有坦白……就这样,我给自己找了一个大麻烦:我必须比学生早一天弄明白讲授的内容。现在,所有人都要面对这种局面,而我早就在这样做了。我无法拒绝这个任务。
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“于是,我开始在课堂上讲授相对论。现在,这门课在LIGO项目里占有非常重要的地位,因为整个项目就脱胎于这门课程。那是1968年,或者是1969年。就像我刚才讲的那样,我必须比学生早一天弄明白讲授的内容。这里面的数学知识让我吃尽苦头,我通过思想实验,努力弄懂所有内容。要知道,我是在自学这些内容。我不停地学习,因为这些数学知识太难了,我完全不懂。但是,我没有放弃。学习这门课的学生都非常不错,他们知道我也学得十分吃力,对我表示理解。令他们感兴趣的是,我上课时总在不停地介绍我的实验知识,这种现象非常罕见。你知道,教授广义相对论的人通常不会关注这些实验……学生们没有放弃这门课,是因为我教给他们的那些东西中有很多在其他地方学不到。
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