第一节
韦伯其人

在科学史上，最早是在1969年，美国马里兰州立大学的物理学家韦伯（Joseph Weber）首次在物理学权威期刊《物理评论快报》（ Physical Review Letters ）杂志上发表论文声称测到了引力波。 ^[1] 尽管后来由于韦伯实验无法复制，因此被学术共同体判定为是一个失败的实验，韦伯也因此被踢出了探测引力波实验的核心层，但不可否认的是，“尽管如此，韦伯引力探测器仍然是引力波天文学发展的一个重要里程碑”。 ^[2]

在美国物理学界，韦伯的经历可称得上是传奇。韦伯的本名应该是“约纳”（Yonah）或“扬基”（Yankee）， 原名“约纳·盖尔巴”（Yonah Geber），1919年5月17日出生于新泽西州帕特森市（Paterson），他的父母是来自立陶宛的犹太难民。 ^[3] 由于他母亲的口音很重，上学时老师误把“约纳”听成了“约瑟夫”，因此给他改了名；他父母又在填写护照信息时，把全家人的姓氏“Geber”误写成“Weber”， 于是就有了“约瑟夫·韦伯”这个名字。

在大萧条时期，韦伯当高尔夫球童，每天挣一美元。后来，他自学修理收音机，收入增加了10倍。为了替父母省钱，韦伯通过考试，从库伯联盟学院辍学去了美国海军军官学校（US Naval Academy）。同年，他受命担任海军少尉，服役于美国列克星敦号航空母舰（Lexington）。从此以后，他成了美军军官、雷达专家、导航员，后来成为指挥官——1941年12月5日，列克星敦号从珍珠港驶出。1942年5月8日，该航母在珊瑚海战役中被击沉，当时的韦伯就在这艘航母上。幸存的韦伯随后被任命为美国SC-690号航空母舰的指挥官，指挥着SC-690为那些穿越大西洋的航母舰队护航，并参与了1943年7月在西西里岛的登陆战役。

第二次世界大战结束后，韦伯成为海军舰艇局电子设计科科长。由于韦伯有业余的无线电工作经验、参与过雷达工作，因此他的任务主要负责电子对抗（electronic countermeasures）。1948年，韦伯辞去了中校职务，应聘到马里兰大学，成为电气工程专业教授，年薪6500美元，时年韦伯29岁。当时，马里兰大学开出的条件之一是他必须取得博士学位，但韦伯当时并没有博士学位。为了达到这个条件，他试图报考当时著名的核物理学家、宇宙学家乔治·伽莫夫（George Gamow）的博士生。当时，伽莫夫教授问他：“你能做什么？”韦伯答道：“我是一名有一定经验的微波工程师。您能给我指点一本博士研究类的书吗？”伽莫夫回答是：“不。” ^[4] （1940年，伽莫夫曾与他的两个学生拉尔夫·阿尔菲[RalphAlpher]和罗伯特·赫尔曼[Robert Herman]一起将相对论引入宇宙学，预言了宇宙韦伯辐射的存在，提出了热大爆炸宇宙学模型）现在看来，以韦伯当时在雷达方面研究的背景是非常适合从事微波研究的，但是不知何故却遭到伽莫夫莫名其妙的拒绝。同年，韦伯进入美国天主教大学的研究生院。他于1951年获物理学博士学位，导师是基思·莱德勒（KeithLaidler），研究方向为关于“氨的微波反演光谱”（microwave inversion spectrum of ammonia）。

差不多也是在那段时期里，韦伯开始使用一种被称为“非热平衡”的系统来寻找将信号放大的方法。他的思路是使用原子或分子的集合体并使之充满能量，当微弱的射电信号通过它们时，原子释放出与原始信号一样的能量，只不过更强烈。这一过程的最初预言者是爱因斯坦，后来被人们称为MASER（Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation），即“受激辐射波放大”。之后人们发现了更为著名的同类物质，即“可见光”（LASER，也即激光）。韦伯在1952年6月于加拿大渥太华举行的无线电工程师学会会议（Conference of the Institute of Radio Engineers）上发表了自己的上述观点，并公开发表了第一篇关于量子电子学的论文。他的这一论文在1958年获得了该无线电工程师学会的学术成果奖。同样凭借该发现，查理·托尼斯（Charles Townes）、尼古拉·巴索夫（Nicolay Prokhorov）和阿莱山达尔·普罗科洛夫（Aleksandr Prokhorov）获得了1964年诺贝尔物理学奖。但事实上，韦伯才是最早也是最有可能获得这一奖项的候选者，但显然他却被抛在了一边，韦伯因此深感失望。于是，韦伯从20世纪50年代末改变了研究领域，开启了一种全新的探测引力波的研究。

1955—1956年，韦伯在新泽西州普林斯顿高等研究所（Institute for Advanced Study）任研究员，主要研究广义相对论。在该时期，他主要受到了罗伯特·奥本海默（Robert Oppenheimer）和约翰·惠勒（John Wheeler）等人的影响，他也得到了弗里曼·戴森（Freeman Dyson）的大力赞赏。1955—1956年、1962—1963年和1969—1970年，他都在该研究所工作。1961年，他以教授的身份加入马里兰大学物理系。从1973年开始，韦伯兼任加州大学欧文分校的客座教授。他一直在这两个机构任职，直到2000年9月30日，韦伯因非霍奇金斯淋巴瘤（non-Hodgkins lymphoma）在宾夕法尼亚州匹兹堡去世，享年81岁。在他去世后，《今日物理》（ Physics Today ）杂志在2001年发表了由美国加州大学欧文分校的高朗·约德（Gaurang Yodh）和理查德·沃利斯（Richard Wallis）为他写的悼文，称“韦伯是一位敬业的科学家，也是许多与他互动的人的灵感源泉”。 ^[5]

回顾韦伯的一生：首先，他有非凡的学术能力。韦伯最早根据爱因斯坦的相对论来设计制造引力波探测器，是他开辟了引力波研究领域的先河。其次，他有坚强的毅力。韦伯热爱户外运动，是个运动爱好者，其中的一项爱好是攀岩，他也喜欢慢跑和游泳。为了保持身体健康坚持进行引力波实验，韦伯在78岁高龄的情况下仍然坚持每天凌晨4点跑3英里 。他经常说：“健康对物理学家来说是最重要的，因为一旦你死了就不能做物理了。”1975年之后，韦伯实验被学界“抛弃”，甚至在学界已经对该实验呈现“一边倒”批评的情况下，韦伯依然坚持实验、坚持参加学术会议、坚持发表论文，甚至在资金断裂的情况下，韦伯在真正意义上“自掏腰包”进行实验。再次，在科学史上，韦伯是一位“悲情”的物理学家。之所以这样说是因为纵观韦伯的一生，他有多次机会能够获得诺贝尔物理学奖，但却与它失之交臂——他差一点成为第一个发现宇宙大爆炸的人、差一点成为第一个发明引力波探测器的人、差一点成为第一个探测到引力波的人。在谈到自己在学界的尴尬地位时，韦伯曾经以他著名的天文学家妻子维吉尼亚·特林布尔 （Virginia Trimble）为例，开玩笑地说：“当我娶她的时候，我很有名，而她不出名，现在我们的角色互换了。” ^[6]

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[1] Joseph Weber,"Evidence for the Discovery of Gravitational Radiation", Physical Review Letters ,1969,Vol.22,No.24,pp.1320-1324.

[2] Gaurang B.Yodh & Richard F.Walls,"Joseph Weber", Physics Today ,Vol.7,No.74,2001,p.75.

[3] Janna Levin, Black Hole Blues and Other Songs from Outer Sapce ,New York:CITIC Press,2017,p.114.

[4] Janna Levin, Black Hole Blues and Other Songs from Outer Sapce ,New York:CITIC Press,2017,p.115.

[5] Gaurang B.Yodh & Richard F.Walls,"Joseph Weber", Physics Today ,Vol.7,No.74,2001,p.75.

[6] Harry Collins, Gravity's Shadow ,Chicago & London:The University of Chicago Press,2004,p.25. 9WNmRBwReAP4cvTKDVgTEHOceDFtbvR/CMGuG14VVxb1fwF3I1qBIQ7P3EoYJsUj