崇明要闻

上海崇明园区:LIGO成员胡一鸣:研究引力波可亲身见证历史瞬间

日期:2021-09-18 10:15 / 人气: / 发布:崇明园区

上海崇明园区:  美国当地时间2月11日,加州理工学院、麻省理工学院以及“激光干涉引力波天文台(LIGO)”的研究人员在华盛顿宣布探测到引力波。
  澎湃新闻记者获悉,在参与建造、维护仪器、分析数据的1000多位科学家中,有一位是土生土长的上海人——胡一鸣,2007年毕业于崇明中学,是清华大学博士后,目前正在德国马克斯-普朗克引力物理研究所进行研究工作,也是LIGO科学合作组织成员之一。
  2月16日,澎湃新闻记者采访了正在德国工作的胡一鸣及其在崇明中学就读时的班主任和相关带教老师。在老师们眼中,胡一鸣对天文有着狂热的兴趣爱好,几乎可以说是“自学成才”,连老师也经常被他相当于大学水准的专业天文问题“问倒”。而在他高考填志愿时,他只填了一个志愿,就是南大天文系,并表示如果考不上宁愿复读再考该系。“这是我至今教的学生中最懂得坚持、最有毅力决心的学生。”他的班主任说。
  有些天文问题难倒老师


2006年在北京参观北京天文台兴隆观测站的2.16米光学天文望远镜。

  胡一鸣是土生土长的上海崇明人,从小学就在崇明就读。
  向莉是胡一鸣高一时的地理教师,她至今仍记得,刚给他们班上高中地理第一部分关于宇宙、天体的内容,胡一鸣一口专业的天文术语就把她震住了。
  “中学里的天文都是浅尝辄止,是一些比较粗浅的知识,但一听之下,我就知道他对天文有很强的兴趣,而且拥有很强的理论功底。他平时经常会看《天文爱好者》。”向莉说。
  张诗履是胡一鸣参加天文竞赛时的指导教师,如今已经退休。他告诉记者:“听到胡一鸣参与的引力波探测获得重大进展后,我激动得一晚上都没睡着觉。”
  张诗履还记得,2006年初,胡一鸣找到他,说要去北京参加天文奥林匹克竞赛,希望能得到他的帮助。“他问的天文问题非常专业,有些问题我能给他解决了,但很多问题也经常将我‘问倒’,甚至已经达到大学水准。我只能跟他说,应该去哪里找这方面的专业资料查询。”
  2006年5月1日,在学校的全额经费支持下,张诗履带着胡一鸣在北京参加了北京天文奥林匹克邀请赛,此前他曾获得过2005年全国中学生天文奥林匹克竞赛上海赛区第二名,2006年全国中学生天文奥林匹克竞赛上海赛区第一名的好成绩。“但我当时还是很担心,因为我们农村学校天文观测仪器较少,缺少操作经验,担心他在操作上有问题,不过他很沉着、老练,无所畏惧就去了。”张诗履说。
  “虽然当时参与这样的奥林匹克竞赛已经没有高考加分了,但我们还是很支持他发展自己的兴趣爱好,当时从北京比赛结束,回来的火车上我送了一个天文望远镜给他,作为鼓励。”张诗履说。
  2006年11月,入选国家队的胡一鸣又去印度孟买参加第十一届国际天文奥林匹克竞赛,获得了铜牌。
  张诗履告诉记者,胡一鸣除了对天文拥有浓厚兴趣,还愿意带动同学们一起参与星空探索,学校当时在建的天象馆就和他的推动有关,而他考上大学后每逢暑期回家都会到母校给学弟学妹们开天文讲座。
  高考志愿“惊吓”到众人



2014年,胡一鸣在里克夫天文台留影。


  赵海兵是胡一鸣的高二、高三时的班主任,也是数学教师。在赵海兵印象中,胡一鸣所在的那届理科实验班学生都特别优秀,如今不少正也和胡一鸣一样在国内外高校就读博士后,“胡一鸣在学习成绩上的绝对实力不是顶尖的,但他从进入高中起就特别喜欢天文,之后在天文方面的个人发展、专长上也更为突出,因此我对他的印象也非常深刻。”
  赵海兵记得,高三第一学期,胡一鸣有一天突然告诉他,说要代表国家队去印度参加国际天文奥林匹克竞赛,上海只有他一人,而且要去两三周,“我那时有点担心,马上就要高考了,怕他因此耽误学业。不过还好,他回来后,学科成绩并没有因此下滑,而且他当时还在继续坚持参加天文社团的活动。”
  而最让赵海兵“惊吓”的是高考前填志愿时。“同学们填好的志愿表交上来,我就发现不对劲了,其他同学都认真地将志愿填得满满的,只有他填了一个学校一个专业,就是南京大学天文系。而且那年南京大学天文系只招一人。”赵海兵说。
  “我马上找他谈心,提醒他志愿填得太少,万一没考上岂不是落榜了。当时他的父母知道后也很反对,认为太不保险,也劝他在南大天文系后面再多填几个其他专业”,赵海兵说,“可是胡一鸣跟我说,除了天文专业,他不想念任何其他专业,哪怕复旦交大也不愿意,还说如果没考上,明年复读还考天文专业。”
  赵海兵告诉记者,高考成绩揭晓后,虽然胡一鸣的成绩不错,但却排在该天文专业的第二名,不过南京大学看中他的天文大赛经历,特意又增加了一个名额,胡一鸣也因此“有惊无险”地被录取了。
  在赵海兵看来,胡一鸣最大的特质是有一股看准目标后坚持不懈、不达目标誓不罢休的精神,“这是我教过这么多学生中,这种精神表现最强烈的。更难能可贵的是,比他更优秀的同学一般在填报志愿时都会选择当时社会上的热门专业,只有他耐得住寂寞,明明按他的成绩能上复旦交大,却偏偏选择了最冷门的天文专业。完全没考虑将来是否能找到工作或者每月挣多少钱。”
  在赵海兵看来,胡一鸣虽然对天文特别“痴狂”,但其他功课却也都很均衡,没有“短板”,此外他的兴趣也很广泛,“我们让他起来唱歌、演个小品啥的,他马上就出来表演了,一点都不扭捏,甚至不用排练。”
  “他是个情商、智商都很高的孩子,思路很活跃,有时我在课堂上批评了他,他课后也照样笑嘻嘻地跟我打招呼,一点都没往心里去,逢年过节也经常来看望老师,去年10月份百年校庆时他还跟我合了影,跟我说现在在国外读博士后。”赵海兵说。
  高中看完图书馆内天文书
  胡一鸣在崇明中学就读时的原校长董耀棠也对他记忆深刻。“听他父亲说,胡一鸣初中时就要父亲给他买天文望远镜,那时望远镜还挺贵,他父母都是普通的工人,经济并不宽裕,不过他父亲很支持他,马上给他买了,之后胡一鸣每天晚上都对着天空看星星。”
  “他到崇明中学后,把图书馆内有关天文学的书全都看完了,还有老师跟我说按胡一鸣现在的天文素养,我们已经无法辅导他了,”董耀棠说,“我觉得既然这个孩子拥有这种特长、浓厚兴趣,我们应该全力支持他。他高二的时候,有18位中国科学院院士到崇明来考察,我专门跟县里领导说把院士请到我们学校,搞一个签名仪式。当时我看见胡一鸣买了个新本子,请叶叔华签字。我觉得让孩子从小接触科学名人,是对他一生发展的助推器,很有帮助。”
  董耀棠告诉记者,当时他获悉胡一鸣填报高考志愿只填了南大天文系一个志愿时,也就找他谈心了,“他跟我说,我一定要考南京大学天文系,今年考不取明年再考,明年考不取后年再考,我听了,觉得他的理想非常高远,而且意志很坚定。因此我就没有再劝他,而且我激动之下,还给南京大学校长写了一封信。”
  董耀棠告诉记者,他在信中介绍了胡一鸣从小到大对天文的浓厚兴趣爱好和取得的成绩,写完打印出来后,觉得还不够,又在最下面添了一行字:你们如果能录取胡一鸣同学,比十个、二十个仅仅是为了考上大学将来谋一个出路的学生更有价值。
  “我觉得他身上的闪光点非常鲜明。希望这封信能引起对方的高度重视,让他有更多的机会被录取。”董耀棠说。
  虽然毕业多年,但胡一鸣依然保持着和校长的联系。“有一次他在国外时还专门打电话过来跟我说:‘董校长,我不会辜负你的期望的’,这让我听了挺感动。”董耀棠说。


对话LIGO成员胡一鸣:研究引力波可亲身见证历史瞬间
澎湃新闻记者 吴洁瑾
  德国马克斯-普朗克引力物理研究所、清华大学博士后胡一鸣,作为LIGO科学合作组织成员,参与了此次引力波的探测。2月16日,仍在德国进行研究工作的胡一鸣接受了澎湃新闻记者的采访。
  胡一鸣表示,引力波的成功探测,意味着一个新时代的开启,人类可以用一种全新的手段认知这世界。目前,他的研究项目集中在对于连续引力波源的搜索上。对于在不久的将来找到连续源发出的引力波,胡一鸣充满信心。


【对话胡一鸣】
  父母拮据但支持天文爱好,大学开始对引力波感兴趣
  澎湃新闻:父母是否支持你对天文的爱好?他们是如何培养你这方面的兴趣的?

  胡一鸣:我现在还很感激我的父母,作为工薪阶层的他们生活一直拮据,但是由于我对天文一直有着强烈的热爱,所以在我初中的时候,父母还是给我买了一台天文望远镜作为考试取得好成绩的奖励。我一直感激我的父母有着比较开明的教育观念:当我对什么事物有兴趣时,只要是健康的爱好,他们还是会想尽办法帮我创造环境。
  澎湃新闻:什么时候开始对引力波感兴趣的?为何会加入到此次对引力波的探测项目中去?具体承担哪些工作?
  胡一鸣:
我在大学的时候曾经参加过一次学术会议,在那里第一次了解到了引力波这个有趣的概念。西澳大学的温琳清教授的报告当时把我深深地震撼了,引力波天文学,这么一个有趣、有着无限潜力的领域,在不久的时间内就将因为硬件仪器的灵敏度升级而变成现实。
  选择这个领域,就意味着可以亲身见证许多历史性的瞬间,甚至在这样的历史进程中做出自己微不足道的贡献,这一前景让我激动不已。所以我申请博士时的项目就非常明确,希望能够参与到引力波方面的研究中去。我博士期间的工作就包括对引力波候选事件的显著性的系统性误差的分析。计算这次GW150914(编注:LIGO此次观测到的引力波事件)显著性的方法,就是根据我之前的研究推荐使用的。


LIGO探测到引力波是因“天时、地利、人和”
  当地时间2016年2月11日,美国华盛顿,美国科研人员11日宣布,他们利用激光干涉引力波天文台(LIGO)于去年9月首次探测到引力波。
  澎湃新闻:2015年9月14日,引力波抵达地球。为什么最近才公布呢?这么长的时间内都做了哪些具体工作?
  胡一鸣:其实信号到达后3分钟就被程序发现。科研组内部恪守规则,在没有万分的把握之前,严禁任何成员向任何组织外的个人透露消息。LIGO科学合作组织非常严谨,只有握有强有力的证据,才可做出超出常人想象的论断。双黑洞的探测是一次惊世之作,对于大众而言,这不过是屏幕或者报纸上的几个简单数字,但是所发表的论文中的每一句话、每一个数字,背后都是漫天飞舞的电子邮件的讨论和反复的计算和确认,浸满了科学家的汗水。“两句三年得,一吟双泪流。”
  澎湃新闻:目前世界上有不少引力波探测装置,为什么只有LIGO探测到了引力波?
  胡一鸣:天时,LIGO晚开机3天就看不到这个信号。地利,LIGO的位置对于这一个信号比较灵敏(对于别的一些信号就不好了),而且探测器的灵敏度也确实到了该探测到一些东西的时候了。人和,1000多人的科研团队通力合作,科研经费充裕。
  澎湃新闻:引力波的发现对中国引力波的研究会产生哪些影响?中国关于引力波的研究现状如何?
  胡一鸣:中国有一些关于引力波方面的研究团队,比如北师大的朱宗宏教授、张帆教授等,清华的曹军威教授等,此外还有自主提出的建设引力波探测实验计划的中山大学的罗俊院士。他是中国引力物理界的领军人物。他对引力常数的测量、引力定律的检验的研究,都处于世界的前沿。罗院士的团队最近提出的“天琴计划”,是在空间中测量引力波。空间中,我们可以测量频率更低的引力波。一方面,可以从侧面验证LIGO引力波源、引力波传播的性质,另外一方面,也可能探测到大质量甚至超大质量的黑洞。希望这次LIGO对引力波的探测,对天琴计划是一个推动。
“引力波探测对物理学家来说是十年一遇的盛宴”
  澎湃新闻:你觉得引力波的发现对世界来说最大的意义是什么?
  胡一鸣:
引力波的探测对于物理学家来说是一场十年一遇的盛宴,是爱因斯坦的伟大胜利。它的意义,不仅仅在于证明了一百年前的广义相对论对于恒星级别黑洞依然成立,更在于它从此打开了一扇人类探索宇宙的新窗口,可以用这种全新的手段认知宇宙。
  以前的天文学研究绝大部分集中在了电磁波手段的探测,从而学到了非常丰富的天文、物理的知识。然而,由于电磁波与物质相互作用比较强,无法用来探测天体中心的情况和过程;反过来,引力波构成了一个完全互补的探测手段,可以传达丰富的关于天体中心的情况,而外周物理环境的信息传达则要少很多。使用引力波探测,就好像治愈了一个先天失聪的病人,可以用一种全新的手段认知这世界。这一次探测的意义,就在于它标志着一个新时代的开启。
  澎湃新闻:今后你研究的方向是什么?是否还会继续引力波的研究?
  胡一鸣:
我目前的研究项目集中在对于连续引力波源的搜索上。银河系的中子星上可能会有些微的凸起或凹陷,在自转过程中,这种物质分布得不均匀就会产生一个持续时间很长的引力波,这种引力波虽然微弱,但一来持续时间长,二来距离地球比较近,所以也很有希望可以探测到。一个中子星差不多就是把一整个太阳压缩到上海的中环范围的一个球体,事实上,之前的研究可以把中子星的这种凸起限制在几毫米!我对于在不久的将来找到连续源发出的引力波充满信心。
  由于需要积累较长时间的信号,连续源的搜索在2月10日才刚刚开始。 然而,连续引力波源的搜寻需要大量的计算机资源,甚至用上LIGO旗下的所有超级计算机都只是杯水车薪,因此我们呼吁广大有兴趣的读者可以前往http://www.einsteinathome.org/ 下载分布式计算的软件,用您家中空闲的CPU为搜索引力波这一使命贡献出自己的力量。