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引力波：发现爱因斯坦广义相对论缺失的“最后一块拼图” 第6章 “40米”实验室
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Prototypes
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加州理工学院的校园里有一幢特殊的建筑物，从某个角度看，它的外形与拖车非常相似。这幢装有加州理工学院引力波探测器原型机的建筑应该是工程服务中央大楼的附楼，人们给它取了一个口语化的名字——“40米”。唯一通向“40米”入口的是一条小路，一点儿也不起眼。即使手上拿着苹果手机，借助它的精准的GPS（全球定位系统）软件，要找到这幢建筑也不是一件容易的事。电子地图令人摸不着头脑，它指示的位置既不在街道上，也不完全在校园的范围内。结果，我走过了一块工业用地，又走过了那条不显眼的小路。
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在走过了100码[1]之后，一直在闪烁着提示我当前所在位置坐标的手机响了。从电话传来的声音中，我听出杰米有点儿伤心。是啊，他辛辛苦苦地为我标注地图，但我还是找不到“40米”。“往回走，”他假装生气地说，“我来接你。”于是，我转过身往回走。
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杰米·罗林斯是雷纳·韦斯以前的研究生，近些年来一直在从事40米原型机的研发工作。我们往回走了没多远，就看到装货区外面停着一辆拖车。我用手指着车门，露出一脸疑惑的表情。他也表现得很困惑：“我给过你地图了啊？”
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一扇门代表一道门槛，说明我们从这里就可以进入这个临时性的建筑物。它其实算不上一幢建筑物，而是30年前草草搭建、为实验与研发活动遮风挡雨的一个临时性场所。没错，实验的核心操作主要是在一辆拖车里完成的。但是，实验室需要沿相互垂直的两个方向，安装40米长的管道。因此，任何与卡车大小相仿的设施都不可能满足这个条件。我没有参观它的外围，但是很明显，拖车的前面还连接着其他结构。人们就是躲在这个普普通通的单层建筑里，辛勤工作了几十年。现在，他们的劳动终于要出成果了。在下文中，我会想方设法地把他们的这项成果介绍给你们，因为这是一项值得花笔墨去介绍的成果。迈过这道门槛，进入拖车内部，就可以了解实验的具体情况。这项实验的目的是，通过发现不到探测器长度的十万亿分之一的空间变化，来证明引力波的存在。
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比例关系在极小与极大之间不断变换。信号非常微弱，但是信号源体积庞大；敏感度极其微妙，但是成功的回报特别丰厚；人类了解宇宙的雄心就像史诗遥不可及，但是天文学上的成就却像史诗那样荡气回肠。
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这幢建筑与这台40米原型机不属于任何一个人，团队中的任何人都不是不可或缺的。在一点一滴地组建起来之后，随着科研人员的更替，团队又经历了重组的过程。但是，无论站在机器后面的人是谁，这台机器都没有停止工作。许多学生在这片狭小的空间里学习成长，多年来“40米”实验室也更换了几任负责人。机器里的每一个零部件都经过了一系列程序，包括设计、审核、制造、测试、改进、记录、分析等，之后才与其他部分有机地结合为一体。即使是最有创造性的零部件也必须通过实施、剖析、讨论和重新构建等环节，才会在两台全尺寸的LIGO探测器（既不在加州理工学院，也不在麻省理工学院）上安装使用。在安装时，还要按比例放大所有零部件的尺寸，并重新调试。所有的体力劳动都必须按部就班地完成，在这个过程中，实验人员养成了足够的耐心，每一步都不急不躁、目标明确、立足长远。在这台原型机前忙碌时，他们并不像太空站里的工作人员那样动作缓慢，而是步伐稳健、从容不迫。有时候，实验室里几乎空无一人，因为人们都挤在控制室里，监控探测器的运行情况。
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进入加州理工学院“40米”实验室后，杰米扔给我一副护目镜，他自己也戴上了一副。他的护目镜与他的近视眼镜非常相似。我们套上纸鞋套，防止鞋上的尘土弄脏实验室的地板。鞋套只有两个尺码——一个是特大号，一个是小号——杰米示意我拿一双小号的鞋套。戴上护目镜、穿好鞋套后，我们经由一条狭窄的过道穿过一个房间，房间里有两名研究生，还有两名弯着腰坐在计算机前面的博士后。然后，我们又穿过一间狭小的控制室，那里有几台连接着光学仪器的黑白监视器。最后，我们打开一道双开式弹簧门，进入摆放着探测器原型机的房间。门楣上、门上和门的两边都贴有一些标识。直觉告诉我，这些都是危险警示标识，但是我不知道它们的具体内容。几周后，我给杰米写了封信，请他告诉我那些标识到底是什么意思。他在回信中说：
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危险
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闲人免进
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激光
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……
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这些标识可以起到很好的警示作用，防止人们随意闯进实验室。实验室既像瓷器店，又像工厂，因此在入口处需要用标识提醒人们小心谨慎，服从管理。从装鞋套的篮子到实验室的双开式弹簧门有一小段距离。走完这段路程，鞋套底部会沾上尘土。为此，他们在实验室门口的地板上放置了透明胶带，胶带可以消除鞋套底部的尘土。这样，实验室就更加洁净了。
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实验物理学的实验室可能与我们之前进入的任何房间都不同。这里的灯光不会考虑美学效果，个个都非常明亮，甚至很刺眼。机器的“嗡嗡”声不绝于耳，有的时候听不到发动机的轰鸣声，而只能听到计算机设备的电扇发出的微弱声音。这里从不使用任何专门定制的吸音材料，机器的声音清晰可辨，仿佛某个后工业时代的实验性管弦乐队在演奏。
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室内有两条不锈钢管道，各长40米，直径约为半米，相互垂直成L形，实验人员把它们称作干涉臂。干涉臂的某些部位连接着电线，旁边有非常狭小的空间，供人们通行。待在实验室里，护目镜不断地从我的鼻梁上滑落，这让我感到有点儿焦躁。
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我问杰米：“这些护目镜的滤光效果怎么样？”我想也许没必要戴它吧。
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“效果非常好。哪怕只有一个光子从激光束中逸出，进入房间，再进入你的眼睛，你就彻底完蛋了。（我确信杰米有点儿言过其实。）一定要戴好护目镜。我们把真空的光学室搬到了大气中。一整个星期，我一直跟这台机器待在一起。工作压力太大了。”
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在接下来的参观过程中，我一直用一只手将护目镜牢牢地固定在我的脸上。
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20世纪80年代初，德雷弗倾其所有，帮助加州理工学院建造这台40米原型机。他曾经认为这台40米原型机是他自己的，他还说过，“我以为我们已经达成共识了。”但是，其他人并不这样看。
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德雷弗从未考虑过探测器的所有权问题，他认为探测器不属于雷纳或者其他任何人。公平地说，雷纳也没有动过这样的念头。雷纳毫不犹豫地指出，只要认真研究一下历史，就会发现他不是第一个想到利用激光干涉仪来探测引力波的人。早在20世纪70年代，“就有一个美国人在从事这方面的研究。我了解他的一些情况，他是韦伯的学生，名叫鲍勃·富沃德……当时，他正在思考这个问题。你瞧，这……不是我一个人的想法，其他人也有类似的想法。”
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1997年，德雷弗在几次访谈中都说过，“有一个名叫鲍勃·富沃德的家伙，也在从事相关研究”。当时，富沃德在马里布市的休斯飞机公司工作。在他的劝说之下，公司同意他建造引力波探测器。
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