引力波背后：基礎研究須“容錯”

　　令人矚目的原初引力波事件雖以“悲傷”告終，但卻引發了國際科學界對其更加熱切的期待；相比之下，由于國內對科研失敗容忍度極低，“中國連想犯這樣‘錯誤’的機會都沒有”——

　　近日，歐洲空間局的一份報告宣告了自去年3月份以來關于原初引力波爭議的最終結局。彼時，美國BICEP2合作組宣布了通過宇宙微波背景輻射的極化實驗，首次探測到了原初引力波的信號。若被證實，將對整個物理學產生深遠影響。

　　然而，一年后的結局卻有點悲傷。BICEP2合作組通過其設在南極的望遠鏡以及歐洲空間局普朗克衛星所獲數據進行的聯合分析表明，去年的分析結果無法明確指向原初引力波的發現。“BICEP2合作組沒有意識到星際塵埃對極化的貢獻比想象大得多。”中科院高能物理所研究員夏俊卿說。

　　盡管如此，這不僅沒有影響BICEP2升級后的下一代望遠鏡BICEP3繼續獲得經費支持，而且使國際上關于原初引力波的期待更加熱切，研究人員將在南極繼續追尋原初引力波信號。

　　這一點讓中科院高能所研究員張新民唏噓不已。“中國連想犯這樣‘錯誤’的機會都沒有。”張新民說，國內一直以來對重大科學研究難以容忍失敗，這嚴重影響了原創性成果的產出。

　　進度遠遠滯后

　　宇宙微波背景輻射是人類能夠接收到的宇宙最早的信息，原初引力波會在微波背景輻射中留下痕跡，從1964年開始，國外科學家就相繼開展探測實驗，尋找“大爆炸”的痕跡。

　　然而，與國外探測原初引力波的火熱相對照的是，到目前為止，國內還沒有開展相關的實驗。“國外的衛星實驗都已經做到第三代，BICEP望遠鏡也開始了第三代的實驗，國內卻連測量微波背景輻射的實驗都沒有。”中科院理論物理所研究員蔡榮根說，與國外相比，國內的進度已經遠遠滯后。

　　夏俊卿從在意大利做博士后就開始參與到普朗克衛星項目中，但回國以后，國內在宇宙微波背景輻射的實驗觀測方面沒有什么基礎，要想有所突破，就必須和國外開展合作。

　　在蔡榮根看來，既有的現狀和以前天文學方面的戰略發展部署密不可分。“以前大家都關心太陽系、銀河系，把宇宙作為整個考察背景的項目非常少。”

　　高頻引力波的探測項目亦是如此，其探測對象是幾十到幾千赫茲的引力波。對此，北京師范大學天文系教授朱宗宏說，目前國際上主要采用大型激光干涉儀進行探測，而國內并無大型項目推進，主要還是參與國際合作。

　　事實上，與原初引力波探測相比，引力波探測在中國起步并不晚，當時的實驗也與國際接軌，然而這些實驗在上世紀80年代前后由于某些原因相繼終止和消亡，相關實驗也一直沒有再組織起來。

　　不能錯過的機遇

　　宇宙學的發現意義重大，在專家看來，必須抓住每一個機遇，才能保證中國在此方面不落后。現在，中國正迎來這樣的機遇。

　　在張新民看來，此次BICEP2合作組的結果正是這樣一個機遇。目前，張新民等人正在籌劃在西藏阿里做原初引力波的探測工作。“在阿里的探測將是個國際合作項目，包括BICEP合作組的成員。”

　　一直以來，原初引力波的探測實驗都在南極開展，這使得探測有一定的局限性，即望遠鏡只能對南天區的信號進行觀測，卻覆蓋不到北天區，而阿里的探測項目率先在北天區開展，正好可以彌補這個不足。“這是我們的優勢和特色。”張新民說，也正因為如此，項目吸引了一大批國外的天文學家要加入到項目中來，而這帶來了人力和技術支持。

　　在蔡榮根看來，未來2到3年，原初引力波的探測即會有結果。而目前，阿里的探測實驗也是打算在3年內建設起來，進而出結果和數據。“對中國來說，這是一個良機。”張新民言語中滿是興奮。不過，他又有些擔憂，國內在支持宇宙學研究上相對保守，論證可能要花費很多時間，有可能錯失機遇。

　　科研需要更多包容

　　在專家看來，實驗探測風險再大，也不能成為不推動科學發展的理由。“原初引力波的重要性已經被國際公認，我們有參與探索發現的機會。”張新民說，需要推動有重大意義的原創項目盡快開展。

　　然而，事實上，很多原創性項目往往因為質疑而中斷或停止。2013年，中科院院士武向平帶領“宇宙第一縷曙光”（21CMA）探測項目結題，而由于一直沒有探測結果出來，結題之后，沒有獲得后續的經費支持，項目中斷。

　　張新民是21CMA項目結題的專家組成員，對于“第一縷曙光”的停止，他很惋惜。“武向平沒有做出來，而與此同時，國際上其他專家也沒有做出來。”而在“第一縷曙光項目”停止后，國外相關的實驗仍在繼續開展。

　　對此，一位不愿具名的專家說：“在國內，由任務做成工程沒有問題，但是出思想卻很困難，因為國內對于重大科學失敗的容忍度非常低。”專家認為，很多天文研究就像“打賭”，一旦贏了，就是重要的發現。而如果無法容忍失敗，原創性的成果很難作出來。

　　記者了解到，除了“第一縷曙光”項目中斷之外，國內其他相關實驗也很難開展下去。張新民認為，當務之急應該考慮項目下一步該怎么做，如何繼續獲得支持并繼續探測。“重大基礎研究一旦看準了，就一定要支持到底。”他說。