分享本文至 E-mail 信箱
學術引用格式
MLA
APA
EndNote(.enw)

來自天上幽靈的一個應許:來場重力波的探測之旅吧!——《重力的幽靈》推薦序(上)

  • 傅大為│陽明大學科技與社會研究所特聘教授
  • 摘自本書推薦序《來自天上幽靈的一個應許》

圖/wikimedia

過去,我們只看到重力在無垠宇宙中的陰影,只能猜測重力女士的大致輪廓。
今天,重力的幽靈終於出現了。她開始說話,雖然仍閃爍不定,但似乎在說,
明天,她將贈與我們一個親吻。

重力波偵測:一段重力與求知的旅程

一群自我認同是「重力波偵測」的物理學家社群,大約千人上下,從上世紀的 8、90 年代,就開始推動與建造幾個超大儀器偵測站的構想,叫做「雷射干涉儀重力波觀測站」(LIGO),每個這種觀測站都需要花費數億美元。在經過相當慘烈的經費競爭、國會聽證後,最後終於建造完成,他們要偵測在宇宙遙遠的星雲中可能會傳過來的重力波。根據愛因斯坦的廣義相對論,在宇宙中有重力波的傳播,而如果在地球上可以偵測到它們,那麼就更進一步證實了相對論這理論,並會開啟了天文學的一個新分支——重力波天文學。

雷射干涉儀重力波觀測站(LIGO)。圖/wikipedia

但如果真的發現有重力波,那麼它對人類社會有何意義或好處呢?這似乎還不清楚。但是一大群物理學家,從上世紀的 70 年代開始設計各種偵測儀器,到近十多年來最新最大最昂貴的 LIGO 儀器,鍥而不捨地努力與彼此競爭,看誰能夠最先發現,甚至可能獲得諾貝爾獎。這些努力的意義是什麼?從一個「科技與社會研究」(STS)的角度,這些科學家努力的意義、還有多年來的實作過程又是什麼?英國著名的 STS 學者、社會學家柯林斯,2011 年在芝加哥大學出版社出版的《重力的幽靈》,就要告訴我們這一切。

我們知道,從 70 年代開始,許多做  STS 研究的學者就強調我們要對科學知識本身做社會學研究,這就是 SSK(Sociology of Scientific Knowledge)的取向,而非如過去的社會學家,只對科學機構做研究,卻不碰觸科學知識本身。當然, STS 學者常是人文社會學者,研究要深入到科學知識,就得花特別的功夫,而柯林斯,正是 SSK 這個領域中的佼佼者。他能夠獲得重力波社群的信任,並長年接觸該社群的私下討論與書信、參與許多重要的重力波內部會議,繼而能夠寫出《重力的幽靈》,當然十分不容易。但是如果我們能夠了解到他本人多年來對重力波偵測這個議題的努力,就開始會覺得比較自然且讓人信服。我們先簡單瀏覽一下柯林斯多年來研究重力波偵測及其發展史的紀錄,情況就很清楚了。

理論有爭議?那就來一起研究吧!

Gravity。圖/pixabay

時間要回溯到 1975 年,柯林斯發表了他第一篇重力波偵測的爭議研究〈七性〉(The seven sexes),其中仔細討論了重力波偵測的祖師爺約瑟夫.韋伯(Joseph Weber)的特別偵測實驗及其爭議。因為韋伯說自己發現了重力波,其他科學家則批評完全看不到。

柯林斯基於對那個爭議過程的仔細描述與分析,提出了好些後來在 STS 極具開創性的觀點。之後,除了不少相關的論文,柯林斯又出版了 STS 的理論性名著《改變秩序——科學實作中的複製與歸納》(Changing Order: Replication and Induction in Scienti­c Practice, 1985),其中重力波偵測爭議的個案研究,占有該書的核心位置。但隨著韋伯的宣稱被質疑與否定,許多物理學家並沒有放棄這個議題,反而發明了許多更新穎的偵測儀器,並積極參與到經費的競爭與攻防裡去。

柯林斯(Harry Collins)。圖/cardiff.ac.uk

一直輾轉發展到 21 世紀 LIGO 的建造與開始運作為止,重力波的偵測儀器也開始從小科學轉變成為大科學了。偵測與製造儀器的複雜歷史雖然斑斑可考,但需要花上學者們多年的努力才能理解與跑完全程。所以到了 2002 年,柯林斯上千頁的草稿《重力的陰影》(Gravity’ s Shadow)終於完成,繼而縮減為 900 頁的大書,2004 年出版,堪稱為 21 世紀初最詳盡、且最具 STS 與社會學意義的重力波偵測史。

想實踐夢想?你還需要被嘲笑的勇氣

也唯有在這個歷史背景下,我們才能更準確地理解目前《重力的幽靈》一書的意義、還有柯林斯努力的分量。畢竟, 21 世紀的 LIGO 開始運作與偵測,到了 2007 年的秋分日,兩、三架相隔遙遠的 LIGO 儀器同時偵測到可能的重力波信號,這可能是大事,但也可能是錯誤(當年韋伯的失敗遭到重力波社群外物理學界很多人的嘲笑,所以這是重力波偵測社群今天最不願意重複的錯誤),它甚至可能是 LIGO 核心成員任意植入的假信號,為了讓這個物理社群去分析與檢查,看看他們是否能看出這是個假信號。這段新而複雜的歷史,及其社會學的意涵(因裡面有很多主觀的統計學假設,或是社會學因素,如物理學家集體投票決定方法與規則等),就構成了本書的主體。

重力波。圖/wikipedia

2007 年之後,偵測社群在 2009 年又偵測到新而響亮的信號(2007 年的秋分的信號很微弱),重力波學家稱之為「大狗」(BigDog),但這次又要如何評估呢?估計應該要用一種與分析先前秋分事件頗不同的程序來分析。很快地,柯林斯駕輕就熟地將原本《重力的幽靈》內容擴充一倍,並成為《幽靈》的擴大平裝本,把第二個大狗事件擺在秋分事件之後,而在 2013 年出版了《重力的幽靈和大狗》(Gravity’ s Ghost and Big Dog)一書。不知情的 STS 朋友可能還以為柯林斯出書讓人眼花撩亂,與一般「十年磨一劍」的經典形象相去甚遠。殊不知,這不是柯林斯寫得快,而是表示了重力波偵測社群的飛速發展。

時間飛快,越來越接近當代了,到了 2015 年,敏感度更升級的干涉儀(AdLIGO),又同時偵測到新的重要信號。經過分析與辯論,整個社群終於逐漸接受這次是真的探測到重力波,社群中的物理學家們於是開始寫「發現」重力波的論文,並於 2016 年發表。繼而,三位資深的重力波物理學家在 2017 年一起獲得諾貝爾獎,而柯林斯同年也出版了討論這個最後過程的《重力的親吻》(Gravity’ s Kiss)一書,堪稱是他重力三部曲的最後一支舞曲吧。

 

 

 

 

本文為《重力的幽靈:關於實驗室、觀測,以及統計數據在21世紀的科學探險》推薦序,2018 年 10 月,左岸文化出版。


泛科學5月主題徵文:我念XX系,但我現在在做OO

不論是推甄繁星填志願,選科系時,爸爸媽媽阿姨叔叔還有隔壁鄰居總要你想想你要唸的XX系未來出路是什麼。但在這世界好快心好累的時代,我們大學修的很多學分都很難學以致用,「不務正業」、做著跟大學主修乍看沒什麼關係的工作,可能才是常態!

已經出社會的人們啊,你大學念什麼系?現在又正在做什麼?跟我們分享吧!

  1. 請告訴我們:
    • 你是怎麼開始從事這份工作的?大學的訓練跟它有關係嗎?
    • 日常工作內容有哪些?最常面臨的考驗是什麼?
    • 周圍的人/家人對於工作內容有哪些誤解
    • 對於有志從事同業的讀者們有哪些建議
  2. 徵文時間:即日起至 5/31止
  3. 稿酬細節:每篇字數範圍 1500-2000字,如蒙錄用將於投稿一周內回覆,稿酬 1000元整。
  4. 請將文章寄到:contact@pansci.asia


職場玩家看過來,測試你在職場上屬於哪一種人?

現在到泛科學院臉書玩遊戲,就告訴你量身打造的職場進擊攻略,還可以獲得泛科學院的課程折扣碼,而且買課程再送課程!

職場生存戰傳送門:http://bit.ly/2JX19XX

關於作者

左岸文化

左岸不是一個地理方位,而是一種觀看世界的態度。我們想要研究現象以及現象底下的結構;想要觀察變動以及變動中的矛盾與衝突;想要了解人類心智以及影響人類心智的環境因素。想要一直探索下去,直到世界盡頭。 http://www.bookrep.com.tw/publisher/527

網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策