2017年諾貝爾獎物理學獎頒給LIGO科學合作組織的三位主要成員：雷納·韋斯（Rainer Weiss）, 巴裡·巴瑞希（Barry Barish）, 吉普·索恩（Kip Thorne） ，以表彰他們直接探測到了引力波。
引力波終於被捕獲2015年9月14日，百年前曾被阿爾伯特·愛因斯坦所預言的宇宙引力波第一次被探測到了。這些引力波來自兩個黑洞的相撞，它們經過13億年的長途跋涉才到達了美國的LIGO探測器。
引力波信號到達地球時已極其微弱，但足以有希望掀起一場天體物理學的革命。引力波是人類觀測宇宙中最劇烈事件（黑洞融合）的全新方法，也是檢驗人類知識極限的新途徑。
LIGO 漢福德臺址鳥瞰。圖片來源：LIGO Laboratory | 攝影：Corey Gray
由兩個雷射幹涉儀組成的LIGO（雷射幹涉引力波天文臺），是一個由來自超過20個國家、千餘名研究者共同協作的項目。他們共同實現了近50年前的一個構想。2017年的三位諾貝爾獎得主以其熱情與決心，各自對LIGO的成功做出了無價貢獻。先驅者雷納·韋斯（Rainer Weiss） 和吉普·索恩（ Kip S. Thorne）, 以及巴裡·巴瑞希（Barry C. Barish），作為帶領這一項目走向完成的科學家與領導者，使四十多年來的努力最終實現了引力波的成功觀測。
20世紀70年代中期，雷納·韋斯已經分析出了有可能會干擾測量的那些背景噪聲的可能來源，並且還設計了一種基於雷射幹涉儀的檢測器，可以克服這種噪音。從一開始，吉普·索恩和雷納·韋斯都堅信，引力波可以被檢測出來，並帶來一場我們對宇宙認識的革命。
如何捕捉引力波。人類捕捉到的第一個引力波信號，來自13億光年之外的兩個巨大黑洞的劇烈合併。當這束引力波經過13億年的漫長旅行，穿過地球的時候，已經發生了明顯的衰弱：LIGO探測器探測到的時空擾動，比一個原子核的大小還要小上千倍。圖片來源：NobelPrize.org
正如愛因斯坦在他的廣義相對論中描述的那樣，引力波以光速傳播，並且在宇宙中無處不在。它們總是來自於有質量物體的加速過程，例如一個滑冰選手做足尖旋轉運動或當兩個黑洞繞著彼此旋轉的過程。愛因斯坦曾確信引力波永遠不可能被測量出來。LIGO的科研項目的成就是用一對巨大的雷射幹涉儀測量到了當引力波穿過地球時所引起變化，這個變化只有原子核的大小的千分之一。
兩個黑洞在數千萬年間相互繞轉，不斷地釋放出引力波。它們之間的距離越來越近，最終在短短零點幾秒的時間裡猛烈碰撞，融合在一起，形成一個新的黑洞。融合瞬間釋放的能量增強了引力波。13億年後，我們在地球上聽到的，就像是宇宙的啁啾信號在一瞬間的增強之後，戛然而止。圖片來源：NobelPrize.org
到目前為止，各種各樣的電磁輻射和粒子——例如宇宙射線或中微子——都已經被用來探索宇宙。然而，引力波直接證明了時空自身的擾動。這是完全嶄新而且不同的東西，打開了以往無法看到的世界。大量的新發現都在等待著那些成功捕捉到這些波並且解讀其中信息的人們。
雷納·韋斯（ Rainer Weiss）
雷納·韋斯。圖片來源：kavlifoundation.org
查閱雷納·韋斯的履歷，他在1962年至1964年期間曾在普林斯頓大學任職博士後。韋斯是出生於德國柏林。在二戰前夕，作為一個猶太家庭，他們做出了一個明智的決定，逃離德國，來到了美國。可以說，以二戰為標誌，全球科研重心由歐洲，特別是德國，轉移到美國的歷史過程，一直延續到了今時今日，韋斯獲得諾貝爾獎。
韋斯走上科研道路有著不少機緣巧合。不同於索恩的科研世家，韋斯的父母一個是醫生，一個是演員，雖然也算書香門第，但是這個在紐約成長的少年並沒有展現對科研的特殊天賦。韋斯展現出過人的實驗動手能力是來自紐約電影院的一場火災，突如其來的火災使得劇院的揚聲器成了無主之物；而二戰結束後，許多原來軍用管控的變壓器、真空管等物資一下子堆積成山，搭配著這些滿大街都能找得到的器材，他搗鼓出不少質量初中的無線電收音機，以及在高保真音響這個概念也
許還沒出線的時候，就搗鼓出了這麼一個東西。憑藉著這門手藝，他在紐約的猶太人圈子裡小有名氣，常常有人會慕名而來，通過他的收音機收聽紐約愛樂樂團的演奏。韋斯有時候會開玩笑，說年少時的他如果沒有選擇科學，也許會成長為一個音響業大賈。然而驅使他走進大學，走上科學道路的，正是這段DIY的經歷。他發現靠他半吊子的數學水平，總是無法解決自製留聲機的刺耳噪聲問題。直到進入麻省理工的理工科學習，才使他知其然，也知其所以然。
然而，他的大學生活並非一帆風順，年輕氣盛的韋斯在大學期間墜入愛河，並為了愛情衝動地選擇退學。在當然，這是一個非常叛逆的行為。當然輾轉之後，他還是回到了象牙塔。這段短暫的輟學經歷，也使得他對於有著相似輟學經歷的學生充滿同情，並在後來破例錄取了同樣輟學於麻省理工、沒有本科學歷的大衛·舒梅克就讀研究生。現在，LIGO科學合作組織的新聞發言人正是這個當時的輟學生。
韋斯是一個非常謙虛的人，在LIGO引力波探測使他接連斬獲數個科學大獎，名利雙收的時候，他卻計劃將絕大部分都捐出去，為研究生設立獎學金。實際上，當他獲知引力波終於被探測的消息時，第一反應並不是欣喜若狂，而是長出了一口氣：用雷射幹涉測量引力波的方案是他一手策劃的，萬一在哪裡出了什麼差錯，就是上千人，上十億美元跟著他瞎折騰了一回啊！
實際上，出了引力波的探測以外，韋斯在另一個諾貝爾獎級別的項目，COBE探測衛星上有著舉足輕重的貢獻。另外兩位COBE衛星的倡導人利用宇宙微波背景輻射研究宇宙大爆炸，由於測量到宇宙微波背景的各向異性、開啟了精確宇宙學的新時代，而於2006年獲得諾貝爾物理學獎。他在基礎天文物理實驗的兩個方向同時涉足，跨界性雖然不如索恩，也依然是一騎絕塵的開掛人生。
巴裡·巴瑞希（Barry C. Barish）巴裡·巴瑞希。圖片來源：Wikipedia | 攝影：R. Hahn
本來，LIGO早期的三巨頭毫無爭議地應該分數基普·索恩、雷納·韋斯與羅納德•德雷弗三人。這三個人在80年代LIGO概念提出並堅持到立項時，一直是作為最中堅的骨幹，並作出了大量的貢獻。然而，不幸的是，德雷弗在2017年3⽉月7⽇日,在蘇格蘭愛丁堡與世⻓長辭,享年85歲 。於是，諾貝爾獎的第三個名額，順延給了巴裡·巴裡什。
歷史總是驚人地相似。1993年，LIGO內部權力的轉接，與當今的情景何其相似。90年代初期，美國國家自然科學基金投重金開工建造LIGO。隨之而來的是不停的質疑，不少人懷疑這麼多經費投入進去，究竟能否獲得科學上的成功。從80年代建立並堅持下來的三人平等的共同領導小組，明顯地感到了巨大的壓力，並漸漸在下一代儀器升級計劃等科學問題上有了分歧。很快，爭議延生到了科學之外：德雷弗被禁止進入LIGO辦公室。之後，雖然介⼊調查的委員會認定Drever遭受了不公正的對待,卻最終沒能再度領導LIGO前⾏行。由於⽭盾⽆無法調和,在NSF的要求下, LIGO更換了三人共同領導的政策,改由巴裡·巴裡什⼀人出任發言人,成為名義上的單獨領導者。
巴裡和韋斯同於1962年獲得博士學位。在早些年的研究中，巴裡利用高能中微子的碰撞揭示核子內部的夸克亞結構，最早地觀測到弱中性流，稱為弱電統一理論成立的一項關鍵證據。同時，他提議建造的MACRO探測器是探測重磁單極子的最靈敏實驗。
作為一個粒子物理學家，他並沒有參與LIGO的概念驗證或早期建設，但是我們今天看到的LIGO與巴裡的參與密不可分。實際上，在LIGO建設的早期階段，主要的參與單位只有加州理工和麻省理工兩家。正是在巴裡的努力下，包含全球不同大學、研究組一同參與研究的LIGO科學合作組織開始成形。LIGO早年的三人領導小組由於內部不斷有爭論，導致問題多多，多年過去後發展緩慢。1994年，巴裡接手LIGO時，LIGO項目由於內部離心而岌岌可危。1993年，美國自然科學基金甚至暫停了原計劃的4300萬美元的巨額投資。
巴裡主管LIGO以後，很快地擴充團隊，對組織結構進行了重新調整，並在幾個月的時間內完善了美國自然科學基金想看到的具體工作計劃。他修改了LIGO構架、調整了項目計劃，特別是確立了兩個臺址聘用的長期研發團隊以升級儀器。這些舉措將LIGO的一期預算從原來的2.5億美元拉高至2.92億，但都一一獲批。
在巴裡手中，LIGO的組織文化發生了大變，有時候，這種工廠化的探測器運營理念讓許多人無法接受而最終選擇離開。1997年，LIGO科學合作組織在巴裡手中得到確立。這一決定實際上並沒有獲得許多LIGO科學家的支持，他們擔心大科學項目會逐漸吞噬這個領域。實際上也的確是這樣的，但現在看來，這或許是更好的選擇。
許多人認為，沒有巴裡就不會有現在LIGO的成功。在2016年諾獎揭曉前，就有不少科學家，甚至諾貝爾獎得主力薦，認為巴裡應該也分享引力波探測帶來的諾貝爾獎。命運真是一個奇特的東西：德雷弗的去世，是科學界的不幸，但也以人們意想不到的方式，解決了這個爭議。
基普·索恩（Kip S. Thorne）基普·索恩。圖片來源：Wikipedia | 攝影：Keenan Pepper
這位出生於1940年6月1日的美國物理學家是一位性情中人，有著精彩的一生。在過往的歲月中，雖然在專業領域：廣義相對論與引力理論方面有著舉足輕重的影響力，但是他在普通人的認知中，知名度並不高。然而，細數他的過往，你會發現其實他其實也在不少著名的科學八卦公案中，充當了「龍套」的角色。從力倡LIGO的建立，到引領引力波的探測，並最終名至實歸得到諾貝爾獎，大概終於使他走到了聚光燈下，承受全世界的目光吧。
作為科學家的索恩，有著漂亮的學術成長經歷。他的父母都是猶他州立大學的教授，育下五個子女裡有三個最終都成為了教授。索恩傳承於這個科研世家，1962年獲得加州理工的本科學位，在約翰·惠勒（John Wheeler）的指導下，僅僅三年之後就憑藉《圓柱體系下的幾何動力學》獲得普林斯頓大學的博士學位。27歲成為副教授，30歲升任教授，索恩書寫著一個學神在學術道路上砍瓜切菜的傳奇道路。在2009年退休前，索恩的職位名稱是費曼理論物理教授。有趣的是，費曼1942年博士畢業時的指導老師同樣是惠勒，因此費曼可以算是他的同門師兄。索恩在學術界的地位如何衡量呢？這麼說吧，1915年11月份，愛因斯坦在柏林的普魯士科學院作了關於廣義相對論的報告，正式宣告這一理論體系的建立。一百年後的2015年，在同一個時間，同一個地點，受邀作專題演講，回顧廣義相對論這一生的就是索恩。
索恩第一次進入大眾視野，大概以他與一生摯友、著名理論物理學家霍金在上世紀70年代打的賭約：天鵝座X-1到底是不是一個黑洞。霍金的悲觀主義讓他雖然期待，還是寧願打賭這不是一個黑洞：輸了賭約的話，作為科學家他高興；贏了賭約，作為普通人他同樣高興。而索恩則以一個美國式的樂觀主義押注並贏取了賭注。然而，這則物理學領域的花邊新聞，常見的流傳形式是霍金與某個物理學家打賭，於是索恩不幸地淪為了「背景帝」。即使後續打賭打得再多再有趣，聚光燈似乎總是青睞霍金。
近年來，索恩的公眾認知逐漸提升，主要還是依賴於他退休以後的發揮餘熱：他一直期待能夠參與一部邏輯嚴謹、科學背景準確的科幻小說。在他的另一位好友，卡爾薩根寫作《超時空接觸》時，曾經苦於找不到合理的超時空穿越的途徑。索恩基於此發展了一套理論，以蟲洞的形式闡述了時空穿越的正確打開方式。以《物理法則是否允許封閉的類時曲線》為題，在這方面發表了一系列論文。退休以後，他有了更多的時間用來圓他的科幻夢。他先後聯繫了好萊塢導演史匹柏等人，並最終確定與諾蘭合作，這才有了大片《星際穿越》的橫空出世。全程參與視覺效果製作的索恩還借著這部電影發表了兩篇論文。算起來，索恩能夠同時在奧斯卡獎和諾貝爾獎這兩個相去甚遠的頂級獎項中作為主力起到關鍵作用，不敢說絕後，至少是空前了。
感謝他們的貢獻。（編輯：Ent）