错过中微子和引力波，不再错过量子比特（中
  近几年，随着引力波的发现，引力波探测成为了公众关注的焦点和各国科学家研究的热点，就像随着中微和中微震荡现象的发现，中微探测成为了媒体的焦点和各国科学研究的热点一样。尽管中微和引力波“风牛马不相及”，或者科学家在现有认识能力和检测技术的条件下找不到中微和“引力”的相互关联，不知道中微在多大的程度上会影响宇宙的引力，毕竟哲学语境的“等效原理”制约了人们对更深入的自然现象的认知和检测，就像我们渴望旅行到离我们最近的一个“太阳系”，但是，由于我们的“姐妹太阳系”距离地球太远，现有的飞行器和“太空引擎”还达不到速度和太空飞行的要求一样。虽然我们在有限的生命期几乎找不到中微影响引力，或者引力影响中微的线索，但是我们比爱因斯坦时代的科学家更加清楚地知道中微和引力波在天体转换和宇宙起源方面所发挥的作用，甚至可以用“哲学认识学”的等效原理来看待中微和引力波所发挥的独特作用。比如：在宇宙大爆发的瞬间产生了难以计数的中微，中微将宇宙大爆发的能量带到整个膨胀的宇宙空间；在宇宙大爆发的刹那产生了难以测定的原初引力波，原初引力波将宇宙大爆发的能量传到整个膨胀的宇宙空间，在我们今天观测到的宇宙背景辐射中留下了特殊的印记。又比如：超新星爆发类似于宇宙诞生的大爆发事件，或者我们在哲学认识“等效原理”的基础上将超新星爆发近似地看成是一次型的宇宙大爆发，原因是在宇宙其中之一的最为震撼的超新星爆发事件中同时产生了大数量的中微和大强度的引力波，中微携带了超新星暴的能量，就像引力波卷走了超新星暴的能量一样。

  既然中微和引力波都充当了宇宙大爆发和超新星暴的“能量摆渡车”，它们是宇宙诞生和超新星转换中释放能量的重要载体，那么中微和引力波能够成为探测和研究宇宙起源和天体转换的重要媒介，我们不能凭空想象宇宙为什么是这样，为什么不是那样？天体的转换为什么以这样的方式进行，不以那样的方式进行？需要借助对中微和引力波的探测和研究来确定宇宙演变和天体转换的状态。我们之所以认为宇宙学和宇宙物理学是一门精确的科学，这是因为探测和研究中微和引力波的物理学和天文学是一门得到精确定性和定量的科学。本作者的确设想过“暗中微”和“暗引力波”的概念，但是，不能“异想天开”地从物质性的中微推导暗物质性的中微，或者从物质世界的引力波推导暗物质世界的引力波，哲学认识的“等效原理”不是时时存在，处处存在的“普世原理”。物理学家设想了“反中微”的存在，就像反物质对应了物质一样，“反中微”对应了中微，一些物理学家认为中微的反粒就是中微自身，如果物理学家用实验的方法证实了中微的正反粒是同一的、就像同一硬币的两面，或者符合完全的、“分毫不差”的等效原理，那么首先证实中微和反中微同一性的物理学家理应获得未来的诺贝尔物理学奖，这将是与中微的发现有关的另一项诺贝尔奖。

  中国科学家在中微和引力波的探测和研究领域是认识早、响应早，却起步晚，先是错失了最早发现、或最早参入发现的良机，后是在中微和引力波的发现之后，中国科学家没有停留在“怨声载道”的情绪之中，而是采取了奋发有为，直起积追的行动，不仅在大亚湾核反应堆中微中美合作研究项目中取得了重要突破，而且启动了引力波空间探测的“太极计划”和“天琴计划”。根据中科院理论物理研究所研究员吴岳良近几年发表的文章和讲话，中国科学家错失发现引力波的机遇与条块分割、简单僵化的科研体制有关，过去的科研经费审核机制限制了中国科学家参入国际科学合作的机会，参加国际合作的经费只能从科技部和基金委申请，科研经费限定在4000万元，缺少支持中国科学家参加国际合作研究的经费渠道，造成了“巧妇难为无米之炊”的困境。上个世纪八十年代初，中科院高能所的研究员唐孝威倡议质衰变实验室的设立，由于涉及到国际合作项目的经费审批权限而被束之高阁，同样，从上个世纪的八十年代初开始，中国科学家由于国际科研经费的限制只得少量地参入了LIGO的国际合作探测项目，当时的LIGO国际团队准备在中国建立一个引力波观测站，后来却转移到了印度。从上世纪的80年代开始，美国的科研管理机构为LIGO国际合作项目先后投入了100亿美元，几乎同一时期，中国的科研管理机构也开始支持与引力波探测有关的研究项目，先后支持了近50个项目，加起来的总投入有2000多万元，这种少花钱、办大事的经费管理思路不一定适合像引力波探测一类的重大科研项目。

  主要是由于过去的科研体制和科研经费的限制，中科院物理所放弃了和美国加州理工学院、麻省理工学院主导的引力波探测国际合作项目，错失了一次共同发现引力波的历史机遇，然而，仍然有为数不多的中国大陆和海外的华人科学家通过各种渠道参入了LIGO团队的引力波探测活动，贡献了引力波发现的“中国元素”。在选定重大的基础科学研究项目时，精心策划、充分论证的“事前阶段”是必要的，但是，任何涉及到前沿性、前瞻性的科研项目都会遭遇“广义测不准原理”的制约，“事中阶段”的实施和“事后阶段”的结果不一定符合“事前阶段”的计划和目标。在科学探索的未知领域，任何人都不能保证每一个重大的、一般的科研项目取得事前预期的结果，社会大众和科学爱好者应对科学家的探索活动抱有一种耐心和宽容的心态，不应期待科学实验“百发百中”、“零风险率”的结果，我们应有的科学哲学思维是：实验、认识，再实验、再认识。科学探索的逻辑往往是：没有结果也是一种结果，没有发现也是一种发现。例如：美国的科研机构从上个世纪的八十年代开始前后为LIGO合作项目投入了百亿美元，直到2013年，LIGO国际合作团队没有取得任何有重大意义的发现，百亿美元的科研经费仿佛像“打了水漂”一样，在爱因斯坦发表广义相对论之后的一百年，他预言的引力波获得了戏剧性的检验，2016年，LIGO国际团队宣布了引力波的发现。一些科学评论人士对LIGO项目的科学家坚韧不拔的毅力感到震惊，而另一些科学人士甚至怀疑他们隐瞒了事实的真相，目的是对花费的巨额经费“交差”，为了申请更多的科研经费，然而，从LIGO合作团队后期发布的探测数据来看，他们对引力波的发现得到了可重复性的检验。

  既然在地面探测站发现了引力波，而引力波的传播遍布宇宙空间，根据哲学逻辑的“等效原理”，人们能够期待在空间探测站发现引力波。根据中科院理论物理研究所研究员吴岳良近几年发表的文章和讲话，中科院领衔的空间引力波探测“太极计划”是要将引力波探测卫星发射升空，用激光干涉方法进行中低频波段引力波的直接探测。还有一个国际科学界尚未取得成果的引力波领域——原初引力波探测，科学家将原初引力波探测称之为“聆听宇宙的初啼”，如果引力波的发现将开启诺贝尔奖的得奖模式，那么原初引力波的发现属于后续的诺奖项目，中国科学家不会缺席原初引力波的探测行动。引力波空间探测的“太极计划”和“天琴计划”有所不同，天琴计划的引力波探测卫星将绕地球轨道运行，它的阶段性科学目标十分明确，主要是探测来自宇宙双星系统发射的引力波。科学家需要探测不同频率的引力波，存在高频和中低频引力波的区别，它们分别对应于不同质量和能量变化的天体状态。空间引力波探测避免了地面重力和噪声因素的干扰，克服了地面引力波探测的种种缺陷，“太极计划”和“天琴计划”的实施将使得中国的空间引力波探测步入世界科学的前沿领域。

  （邓如山2017-9-27邮箱：deepmind_123@163.）

  (Wemissedthediscoveryofrinosandgravitationalwaves,thediscoveryandapplicationsofQuantumbit.)



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