執(zhí)著的美國高校和慷慨的NSF

“它是辛苦的、嚴謹?shù)暮途徛模质钦鸷承缘?、革命性的和催化性的?rdquo;

在引力波發(fā)現(xiàn)后，麻省理工學院校長L.RafaelReif這樣評價基礎科學研究的價值。事實也是如此，引力波被預言到被發(fā)現(xiàn)，花去了100年時間，單是LIGO的科研人員就用去了三十多年才探測到了短短0.2秒的信號。

據(jù)媒體報道，上世紀80年代，麻省理工學院的雷納·韋斯(RainerWeiss)教授想到了用激光的干涉來測量引力波的方法。加州理工學院的物理學教授羅納德·德雷弗(RonaldDrever)同樣提出了這一想法。在加州理工學院的費曼理論物理教授基普·索恩(KipThorne)參與后，加州理工和麻省理工開展合作，主導了LIGO的建設。此后，LIGO成為了美國自然科學基金會資助力度最大的項目之一。

LIGO的原理是什么?假設我們有兩個短跑運動員，他們在任何情況下跑步速度都一樣，那么，如果跑道因為引力波擾動，長度發(fā)生了變化——就像蹦床表面會因受力，在一個方向上拉伸一樣，他們從兩條原本長度相同的跑道上跑回來的時間就會發(fā)生些微的差異。我們就知道，空間確實在震動。在LIGO中，科學家用同源的激光來充當短跑運動員的角色，以試圖發(fā)現(xiàn)不同方向上空間的變化。

然而，要觀測的空間的變化并不是那么簡單，震動的幅度太小，同時還受到外界環(huán)境的干擾，使得觀測到有價值的數(shù)據(jù)非常困難。LIGO建成后，經(jīng)過數(shù)次升級，不斷提升靈敏度。在LIGO最終發(fā)表的這次觀測結(jié)果中，在十幾億光年外兩個分別為29倍太陽質(zhì)量和36倍太陽質(zhì)量的超恒星級黑洞合并，僅僅帶來了0.2秒的信號。而LIGO位于路易斯安那州的列文斯頓和華盛頓州的漢福德兩地同時觀測到這一信號后，經(jīng)過反復驗證，在時隔4個月后，才發(fā)表這一結(jié)果。

為這0.2秒的信號，不僅無數(shù)科研人員付出了大量的時間，NSF也為此付出了大把金錢。有資料記載，1999年LIGO建成時，耗資已經(jīng)超過3億美元;而此后LIGO還經(jīng)歷過多次升級改造，最近的一次改造就花去約20億美元。

NSF的慷慨投資所獲得的回報，再次證明了它是世界上最成功的國家科技管理機構(gòu)。這一美國于1950年設立的聯(lián)邦機構(gòu)自設立之時起，就慷慨而審慎地為科研領(lǐng)域投資。

值得一提的是，NSF的預算需要經(jīng)過國會審議，因而，NSF很重要的一項工作，就是在將資助計劃向公眾公開的同時，將有價值的相關(guān)信息通過網(wǎng)絡公布，從而讓公眾理解其投資的意義。這種運作方式使得其能夠更加順利地通過國會的苛刻審核。據(jù)報道，美國總統(tǒng)奧巴馬于2015年2月向國會提出了總額為1460億美元的2016財年聯(lián)邦研發(fā)預算請求，較2015年提升了80億美元，其中有77億美元是投向NSF的。