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从发现引力波到公布,这群科学家憋了6个月

引力波的探测是本世纪最重大的科学进展之一。几千位科技工作者辛勤工作了几十年,利用几公里长的激光干涉仪(LIGO),检测比原子的直径还要小一千亿倍的微小位移,终于揭示了宇宙深处的奥秘:两个质量极其巨大的天体(黑洞或者中子星)厌倦了围绕彼此的不停旋转,在生命的最后几秒里下定了决心,加速旋转并终于拥抱在一起,释放出无比巨大的能量,扭动了时间和空间(“时空”),由此产生的引力波向全宇宙宣告它们的胜利会师。
 
从爱因斯坦提出广义相对论、预言引力波的存在开始,已经过去了100年;从韦伯尝试利用共振棒检测引力波算起,引力波的实验探测已经过了50多年;利用激光干涉仪探测引力波,从概念的提出到实验室里的原理验证,再到长达几公里的大型观测站的建造和改进,也已经有40多年了。引力波的第一次直接探测发生在2015年9月14日(GW150914),对外界公开宣布则是在2016年2月11日,如此重大的科学发现为什么要等这么长的时间才宣布呢?因为相关的科技人员不想犯盲动的错误。
 
《引力之吻》实时记录了第一个引力波事件的发现、鉴别、发表和宣布的过程。作者哈里•科林斯(Harry Collins)是一位科学学的学者(研究科学和科学家的人),从1972年起就以引力波的探测为研究对象,并作为“互动型专家”加入了LIGO科学合作组织。简单地说,LIGO的科学家们是研究引力波的,科林斯研究的是LIGO的科学家们是如何研究引力波的,以及他们在研究过程中是如何互动的。《引力之吻》是他发表的第五本关于引力波探测的科学学的著作。
 
鉴别引力波事件的一大困难就是,如何判断它不是一个虚假的事件(不管是有意无意的“盲注”,还是虚实难测的“噪音”),《引力之吻》这本书记录了与此相关的、跨度为半年的一切。在GW150914引力波事件发生仅仅两天的时候,科林斯就决定撰写下第一次引力波事件,并且在事件发生一周年之际就完成了这部著作。这本书由“青年天文教师连线”翻译为中文,译者中有两位直接参与了LIGO探测。这是一本非常有趣的书,但同时也是一个有机的整体,下面我们选登第13章《科学的本质》中的一段文字《欺骗的哲学》,作者在此谈论了引力波研究过程中出现的一些问题和争议以及自己的看法,读者可以由此对引力波探测中各种纷繁复杂的头绪有所体会。
 
——姬扬
 
(中国科学院半导体研究所研究员)
 
撰文 | Harry Collins
 
根据我(作者)有限的经验,科学界对欺骗太过宽容,纵使他们尽力避免“撒谎”。我最先感受到这种差别的时候是 1971 年对 TEA 激光器进行科学考察时,那也是我第一次进行田野调查。我询问科学家们,面对想要从他们那里学习如何建造设备的竞争者时,他们会说什么。有人这样告诉我(《改变秩序》,第 55 页):
 
如果有人跑来咨询关于激光器的问题,通常的应对措施是回答他们的问题,但是……虽然在交流信息时回答他们的问题符合我们的利益,但是我们不给予自己这种自由。
 
以及:
 
比如,我一直在说真话,只说真话,但并不会陈述完整的事实。
 
或许有人会争论,说谎和行骗是不一样的,显然社群的科学家们也是这样想的。
 
此处存在一种探究所有可能性的说谎哲学。例如,刻意省略某些陈述或保持沉默都属于骗术。我喜欢乔尔·马克斯(Joel Marks)提出的关于说谎的观点,该观点广为流传且短小精悍。马克斯认为,欺骗是基本的道德范畴,撒谎只是其中的子集。因此,一个人可以通过讲述真相来欺骗他人:“不,上周四我并没有打碎花瓶。”其实,他是在周五打碎了花瓶。在哲学上,这种行为被称作“含糊其辞”(palter)。显然,保守秘密与欺骗之间存在差异,但这种差异由语境决定。外遇就是一个典型的例子。隐瞒外遇事实的行为无疑构成了欺骗,即便外遇者只是隐瞒,并未主动撒谎或误导。当然,被骗的人可能并不是自愿参与骗局的,但的确存在一种可能:因为深爱着伴侣,或者曾在某些事情上郑重许诺,所以被骗的伴侣会选择继续被骗,而不是被迫了解真相,毁掉两人之间的关系,这便是一种参与式欺骗了。在最近几个月中,依我看来,社群在欺骗行为上越行越远,即便其还在用“从未说过确切的谎言”来为自己辩解。
 
向记者透露探测进展时,社群有两种欺骗性说辞。一种是,由于尚未完成数据分析,合作组织不确定是否发现了新事物;另一种是,即使数据中存在一些看起来不错的特征,事件也可能是盲注。我是这些骗局的当事人——我不得不这样做。一名记者曾联系了我两次,一次是在克劳斯最初的流言满天飞之时,另一次是在 2016 年初第二波流言出现时。我面对的是哲学家们所谓的“交叉道德准则”(cross-cutting moral imperatives)。一方面,我不想欺骗记者朋友;另一方面,社群在允许我进入他们的世界时也建立了保密协议,我不想打破这个协议。毋庸置疑,后者处于优先地位。因此,尽管没有说谎,我还是让记者继续认为信号可能来自盲注——我没有告诉他这是错误的。第二次联系时,记者告诉我,流言说信号出现在工程运行阶段中,其间不存在盲注。我表示“我没有听过那些流言”,这完全是事实,因为我当时确实不知道那些流言,但这种说法显然是含糊其辞。我不喜欢自己的做法。我想,社群里的大多数人也在做类似的事情。一位资深成员甚至“顺嘴”告诉记者,本次事件可能是盲注(我原以为所有人至少应该保持模棱两可的态度)。然而,经过哲学分析之后,我不再认为说谎和搪塞之间存在着科学家们认为的巨大的差别。
 
目前为止(2016年 1 月末),1 000 多位科学家通过说谎、误导与含糊其辞来保守关于本次发现的秘密。正如我之前指出的,随着本次事件步入终章,一代科学家正在接受欺骗艺术的训练!这完全与科学应当做的事背道而驰,科学本应以正直的示范引领民主社会。引力波物理学最重要的成果并非引力波,而是真相本身。
 
那么欺骗是为了什么?在这一点上,我不确定是否真的有人知道答案。一个对流言极感兴趣的分析者或多或少能弄清楚到底发生了什么。我想知道的是,当官僚规则本身变成了目的时,保密是否也成了惯性思维;每个人都知道自己该做什么,但是没有人询问为什么或保密期是否已过去。为何我们仍要保密?在往来的邮件中,我搜集到了一些线索。
 
首先,存在一个关于成果所有权的问题。正如我们所看到的,一些研究组担心,一旦消息传出,他们的成果就会被其他科学家“抢先”。值得注意的是,一些猜疑此事的科学家已经写好了论文,他们以令人惊叹的预见性预测了高新 LIGO 看到的第一个事件是什么,反之,这也产生了一个可信的流言。因此,天体物理学算是最容易被抢先发表成果的学科。1 月 17 日,当我咨询一位科学家关于保密的必要性时,他回复我:
 
麻烦在于,[随着部分真相的揭露]质量和距离数据会流出,社群外的理论家将会于 2 月 10 日把论文发表在arXiv[电子论文预印本服务器]上。
 
我认为,为干涉仪研究组工作了几十年的天体物理学家们,着实有权利最先发表论文,纵使其他天体物理学家可以利用一些残留的信息(如信号源为双黑洞、双黑洞的质量)完成同样出色的分析。若果真如此,则需要在撰写发现论文前设置一个可泄露给圈外人的信息量的上限。这就是我们的立场。
 
我通过电话(1 月 5 日)向巴里·巴里什咨询保密的必要性,他对我说:
 
一方面,完全公开数据是不理智的——你不能这么做,你必须适度地保密;另一方面,完全保密在我看来似乎是不必要的。然而,如何在两者之间选取一个平衡点——我不知道。
 
关于如何寻找平衡点,我将提出一些建议。我认为,透露一点儿信息能够让引力波事件的参数被隐藏得更好,因为这样一来,你就可以说:“不过,就算事件是真的,在 2 月 11 日之前,我们不会透露任何信息。”在大多数情况下,也包含以下情况,如果你解释说自己打算在某个特定日期前保守秘密,那么就不存在道德上的含糊其辞,也不存在欺骗。比如,奖项的获得者、考试成绩的细节、荣誉的授予者、新潮流的实质、新款车等耐用消费品的设计方案—都是保密的,直到它们被“公之于众”,而所有人都知道它们是秘密。没有人认为将它们藏在面纱背后是一种欺骗行为,或会受到道德谴责。
 
然而,这确实违反了某种保密原则。在一些轻松的场合中,当使用邮件交流的人不断交换关于秘密和流言本质的文学名言时,该原则便得到了很好的体现(但我自负地认为,他们愉悦过头了)。英国情景喜剧《是,大臣》(Yes Minister)(1981 年 4 月 6 日)中,有一句与这个原则非常贴合的名言。汉弗莱阿普尔比爵士(Sir Humphrey Appleby)是一位冷酷无情、极不道德的(以最具善意的方式介绍)高级公务员,他评论道:“想要保守秘密的人,就必须保守他有秘密要保守的秘密。”这句名言总结了社群正在努力做的事情,这件事就像汉弗莱爵士的大多数建议一样,有效但不道德。与此相反,我的建议是不该将“有秘密要保守”这件事当作秘密。我认为,在这种情况下,与汉弗莱爵士的观点相悖会让保密工作变得更加容易,因为没有人需要掩盖什么,这在道德行为方面也会好得多。
 
不过,我们希望科学参与“揭秘”的过程吗,就像汽车行业或时尚产业一样?从长远的视角来看,我们可能会说,这些数据是由公共资金创造出来的,与公众的知情权相比,科学家的职业结构并不重要。我在 1985 年的一篇半开玩笑的论文中 提出,倘若采用这种视角,人们也许会认为,对这种不急切寻求成果的纯科学来说,奖励不应该属于最先做出发现的科学家,而是属于那些以最低成本应用发现的人。不过,先假设我们想要奖励做出发现的科学家们,接受他们“揭秘”的方式。在这种情形下,发现的公布会伴随着一系列的声明——我认为存在 6 个逐层递进的阶段,如表所示。
正式的发布内容由特定的声明组成,这表明科学家们终于相信了他们发现的新事物,发布内容还包括首次介绍的相关细节及估计的参数—数据。依我所见,这种向公众展现科学工作的方式,能够满足科学家们在本次事件中表达的所有需求:因为引力波事件的性质及参数直到第 6 阶段才会公开,所以无人“抢跑”;在跨越为达到公布发现的标准而设置的所有障碍前,科学家们绝不会发表声明;科学家们会有大放异彩的那天,资助机构也是一样——没有人会认为某种新潮流的发布或者某个皇室孩子的命名仪式被破坏了,因为所有人已经知道时装秀要开演或某位皇室成员怀孕了。
 
因此,没有必要误导任何人,即让大家相信本次事件可能是一次盲注。也不必保持高高在上的态度,拒绝回答它是否是发现的问题(事实上,这已经发生了)。
 
《自然》,2016 年 1 月 12 日:LIGO 合作组织拒绝对是否存 在两台干涉仪都处于运行中但不可能发生盲注的情况发表评论。(http://www.nature.com/news/gravitational-waverumours- in-overdrive-1.19161.)
 
没有必要担心流言,因为唯一值得散布的流言便是新发现的性质与其参数——如果它们泄露了,本次事件就无法继续隐瞒了。没有必要训练 1 000 余人说谎。当某人问了一个比较敏感的问题时,社群成员应该简单地表示:“假设确实发现了什么,但在某某日公布结果之前,这是一个秘密。”这不是说谎,而是保守秘密。
 
对比在 1 月的最后一天出现的消息:
 
虽然我们想要在本周早些时候重新提交[发现论文],但在论文提交完成,收到来自 PRL 的要求修改文章或文章被接收的信息前,我们不会放出任何消息。在 2 月 11 日的新闻发布会上,我们会让大家知道我们是否 / 何时接 受媒体问询;或者,我们会在 2 月 11 日通知大家新的新闻发布会时间。这种不寻常又不得已的措施,让你们所有人都深信“合作组织不知道成果是否通过了同行评议”。
 
换句话说:“我们把你们蒙在鼓里,因此你们就可以问心无愧地表示自己被蒙在鼓里。”对于如何保守秘密而言,这是最好的结论,但或许是时候做出更明智的判断了。
 
然而,这种方法不能解决电磁伙伴的问题。在公布探测结果之前,我们必须告知他们本次发现的性质,例如“信号来自黑洞并合事件”,以便他们知道要寻找什么。他们不会被告知统计显著性,但他们应该知道在这个事件中几乎不会找到任何东西,除非他们愿意承担出洋相的风险。这是一个难以解决的问题,除非扩大社群的规模,将电磁伙伴包含进来。而这似乎也是引力波领域独有的问题——科学家们有必要把一部分的早期工作成果告诉另一个领域的人。幸运的是,这个问题应该会消失,至少在引力波领域中。不久之后,我们会探测到许多的引力波事件,这类保密工作不再有意义。我有些失望,那个时刻尚未到来,社群甚至将节礼日事件隐瞒到了美国物理学会 4 月下旬的会议之后。
 
本文节选自《引力之吻》,北京联合出版公司2020年7月版。



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