曹军威：引力波背后的“中国力量”

可以说，这一代的科学家是幸运的，至少比100年来的许多科学家都要幸运。

“时间回溯到2016年2月初始，科学家们搭建好了两个天文台，而就在一个礼拜之后，引力波信号经过13亿年的奔波，穿越无数星系，来到了地球，只听见‘Biu’的一声——那就是引力波的声音。”

当国际激光干涉引力波天文台（LIGO）的中国负责人曹军威，在“造就”舞台上讲述探测引力波的来龙去脉时，在场活动参与者第一次深深感受这一让全世界都为之振奋的科学发现，原来是那么美、那么酷。

过去一个多月，“造就”曾多次与曹军威沟通，初次在清华大学见到的他，和想象中的科学家一样，略带腼腆、眼神专注而坚定。办公室里摆放着一张简易床铺，可以想象一个科学家的日常作息。

一些观众在事后告诉我们，当看到曹军威在演讲现场打出“你所不知道的引力波之美”的演讲标题时，是揣着怀疑的。

在25分钟的时间里，是否可以说清楚这样一个深奥的话题？但曹军威娓娓道来，以他特有的科学家式的严谨和缜密，加上意想不到的幽默，为大家打开了一扇仰望星空的科学之门。

演讲结束后，我对引力波、对曹军威有了更多的好奇。在每一个时代，科学家都是伟大的存在，也是孤独的存在。在媒体的热度退去之后，科学家们依然带着对科研的热情和信念，继续探索。

引力波背后的“中国力量”到底扮演了怎样的角色？在数十年中，曹军威收获了什么？以及作为一名科研工作者，他最大的寂寞是什么？

造就：引力波发现的过程非常漫长，在这期间，您最大的收获是什么？

曹军威：最大的收获实际上是，我们参与到这项工作中，体会科学研究本身的这个过程。

全世界探测引力波的努力是从上世纪60年代开始，而以激光干涉来探测引力波的方法，至上世纪70年代开始发明出来。然后又经过长达四十多年的努力，到今年，我们的激光干涉引力波天文台的探测精度，才达到了能够探测到引力波的程度。

我是2004年参加到引力波探测这个国际合作当中去的。所以我想，能够参与这样一个过程，才是我们最大收获所在。

造就：清华团队在发现引力波的过程当中，扮演了怎样的角色？

曹军威：我们清华团队的几位老师，多数是计算机和自动化学科背景。我在2004年参与到MIT LIGO 实验室里面，主要从事引力波数据分析工作。

数据分析的特点首先是数据量大。LIGO的引力波数据采样频率比较高，每秒钟达到16000次以上，而且它采样的信道非常多，两个天文台加起来有上万个采样信道。同时处理着这么大量的数据，我们的主要工作就是试图用计算机自动化的手段，来优化算法，以提高探测数据分析的精度和效率。

我们用GPU来加速这种程序流水线的运行速度；我们用机器学习的方法去分析噪声和引力波数据之间的关联关系；我们用数据分析理念去解决系统误差的问题。这些是我们清华LIGO工作组的一些主要工作。

造就：你们接下来的工作重点会放在什么地方？

曹军威：主要有两个方面吧，一个方面是仍然继续我们的引力波数据分析工作，这是我们清华LIGO工作组，作为国际激光干涉引力波天文台科学合作组织，合作备忘录里边规定的，每年我们都有承诺任务。

另一方面，我们中国也在谋划国家主导下的引力波天文台的建设工作，我们也参与了其中。我们正积极推进与国家教育部、科技部的沟通，提出我们的建议和思考。

清华大学作为一个综合性的大学，将引进新的人才以加强这方面的工作，帮助我们把国内的天文台建设和国际间合作都开展好。

造就：中国将建立自己的引力波天文台？

曹军威：对。就发展现状而言，下一个重要的目标是建立全球引力波探测网络。在这个工作中，除了美国的两个天文台是正在运行外，欧洲的天文台还在建设中，由意大利和法国合作。还有日本也正在建设地下的引力波天文台。已经批准的、刚开始建设的，还包括印度的引力波天文台。

中国作为一个科技大国，也应该自主建设属于自己的引力波天文台。我们在积极推动这方面的工作。

造就：最大的寂寞是什么？

曹军威：最寂寞的事情，举一个例子，因为漫长的时间进程中，我们的天文台实际精度是达不到探测到引力波的这个要求的，所以很长时间里，我们心里面知道我们所拿到的数据，基本上就是噪声，我们所做的数据分析，也是基于噪声来做的。

这不代表我们这个数据分析没有意义，而是说我们分析了噪声，把这个噪声的信息反馈回去，以此不断地提高天文台（探测）的精度。换句话来说，探测器的建设与数据分析这两方面的工作，是互相配合，并最终提高探测精度。

所以你说是寂寞也好，或者说是困难也好，我们可能相当长的一段时间里，所面临的是不可能探测到引力波信号。

在这个过程中，可能存在着一些问题，但是作为研究人员，大家都有这样的一个基本的认识，或者说是理论上的一个信仰也好：从广义相对论到后面的预测，引力波在我们的探测器达到一定的精度后一定是能够探测到的。

实践也证明了，这个预言确是准确的。

造就：那您觉得是什么样的一种热情，或者是一种什么样的动力，不断推动包括像您这样的科学家，在背后付出持之以恒的努力去发现和探测引力波的存在？

曹军威：主要是一种兴趣爱好作为内在的动力，同时我们作为以研究为职业的这些工作人员，必需具备的这种职业精神或者专业精神，这两部分缺一不可。

可能工作会有没那么有趣的时候，于我们却是一种责任，一种承担。长久以来，我们对这个引力波是不是存在充满着好奇，充满着热情，也是一种内在动力。

造就：随着引力波被证实存在，对于我们人类存在的意义，以及对于宇宙存在的意义，有什么样的体现？

曹军威：当年电磁波理论推出的时候，大家也想象不到电磁波会给人类带来这么大的变化。

那引力波呢？到目前为止，我们还不知道它会有什么样的实际应用，但我们不能排除这个可能性，未来引力波或许会给我们人类带来另一次翻天覆地的革命。

造就：在你的想象中，我们人类的未来会是一种什么样的形态？或者是一种什么样的场景？

曹军威：大家从科幻小说或者电影里面也都看到了，时空穿越，星舰文明，这一些都不是不可能。

我想说，现在引力波的直接探测，可以是这样的一个进程中的起点。

造就：最大的改变是什么？

曹军威：改变的可能是一些原本束缚我们的事业，毕竟我们是做计算机、做信息技术出身，而我们要解决引力波探测，数据分析当中的一些问题，不得不对天文物理这些知识有所了解，要有所涉猎，而且有些方面还要有比较深入的理解。

这实际上是帮我们打开思路，不局限于学科，不局限于一个领域。然后利用我们的专业素质，尽快掌握相关的知识，再有创造性的把我们计算机领域的一些工具和手段应用到引力波数据分析中来。这是一个跨学科的、创新性的尝试，是最大的改变。

造就：对于现在广大的、对天文或对科学研究充满热情和好奇心的青年人，你有没有一些寄语给他们？

曹军威：大多数人可能不会真正以天文物理的研究作为职业，但是这不妨碍大家去了解，去关注甚至是去做一些自己的思考。

因为人总是需要一些对自然、对宇宙的好奇心，这是与生俱来的。造就这个所谓仰望星空的机会，实际上是对生活的一种调剂和思考，或者是对人生观、世界观的一个影响，这是非常值得去尝试的。

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