尋找引力波：瞭解科學運作的方式丨展卷_風聞
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（中國科學技術大學出版社，2024年4月版）
撰文 | 姬揚（中國科學院半導體研究所）
誰能告訴我，是對還是錯？
這樣執着，究竟是為什麼？
——《渴望》
哈里·科林斯（Harry Collins，1943- ）是英國卡迪夫大學的社會學傑出研究教授，他還領導“知識、專業技能和科學”研究中心。科林斯教授在同行評審的學術刊物上發表了一百多篇論文，他出版了 20 本書。《引力的影子：尋找引力波》是 2004 年出版的關於引力波探測領域的科學社會學研究著作。
科林斯教授是研究科學學的專家——科學的研究對象是自然界，而科學學的研究對象是科學本身，包括從事科學研究的人、科學研究的過程、科學與社會的相互關係，等等。他的主要興趣是：知識，特別是科學知識的性質；技巧和專業技能的性質；醫學知識和技能；人工智能以及人類與機器的關係；公眾對科學的理解；科學教育。特別是，他長期關注引力波探測領域，早在1972年就開始採訪韋伯（Joseph Weber，1919-2000；引力波實驗探測領域的先驅），熟悉引力波探測領域的許多重大事件，跟許多重要的科學家有深入的交流——他關心的不是引力波探測這個科學研究本身，而是從事引力波探測的人，這個領域的新發現如何讓同行相信（很多時候是被同行否定），如何傳播到其他科學社羣、科學管理機構乃至社會大眾，以及由此帶來的反作用。
1915年，愛因斯坦發明了廣義相對論，預言了引力波的存在。從 20 世紀 60年代以來，科學家們一直在嘗試探測引力波。從韋伯發明的共振棒，到低温共振棒和共振球，再到以 LIGO 為代表的大型激光干涉儀，探測引力波的儀器已經經歷了幾個世代。引力波的發現將再次證明愛因斯坦理論的正確性，讓人們發現黑洞的奧秘，並開闢引力天文學的新領域。2015年，LIGO 團隊正式宣佈，高新 LIGO 發現了一例引力波事件 GW150914。對此有重大貢獻的三位科學家外斯、索恩和巴里什獲得了 2017年的諾貝爾物理學獎。
《引力的影子：尋找引力波》出版於 2004年，當時，韋伯的“發現”早已成為笑談，甚至被忘掉了，但他開闢的領域正在迅速發展，低温共振棒偶爾還會宣稱有了新發現，但只是引起更多的爭議，代表着未來的大型激光干涉儀 LIGO 初代剛剛建好，引力波這個領域正處於從小科學到大科學轉變的關鍵時期。本書介紹引力波的科學以引力波這個領域的發展作為科學學（或者説科學社會學，科學知識社會學，等等）的研究案例，考察科學知識的創造方式。正如作者所言，“本書試圖向非專家介紹科學社會學研究的深奧世界，也試圖向非科學家介紹物理學的深奧世界。”
本書內容非常豐富，除了“導論”和“附錄”，主要包括6個部分。“導論”介紹了本書的主旨，把尋找引力波這件事看作社會時空裏傳播的漣漪，研究科學和社會的相互作用。第1部分“尋找失去的波浪”講述了韋伯的發明和他用室温共振棒進行的早期實驗，他宣佈的引力波發現以及同行們的關注、爭論和檢驗，最後推翻了他的結論。第2部分“兩種新技術”介紹了始於20世紀70年代中期的低温共振棒研究以及大型干涉儀作為新的引力波探測器的想法。第3部分“共振棒的戰爭”講述了韋伯的主張如何奇特地復興而又再次消亡，干涉測量如何超越了共振技術，以及國際合作對數據處理方式的影響。第4部分“干涉儀和干涉人”講述了從90年代中期到2004年，引力波探測如何從小科學發展到大科學，以及轉變過程中的科學理念變化、管理體制變化和由此帶來的衝突和問題。第5部分“成為新科學”介紹了大型項目如何彙集數據，怎樣開展國際合作，以及“設定觀測上限”的科學含義及其對引力波探測領域的重要性。第6部分“科學、科學家和社會學”主要是討論本書的方法論，這項科學社會學研究的主要結論和重要意義，特別是對科學政策的影響，此外還包括專門的一章回憶作者與韋伯的交往和因此受到的影響。最後的尾聲簡述了自本書的主要部分完成以來的新進展（2004年3-4月）。
《引力的影子：尋找引力波》原著出版已經快20年了，但是我覺得他討論的問題現在還沒有過時，引力波探測只是一個具體而微的案例，用來説明從小科學到大科學的轉變，對中國當前科學發展政策仍然有啓示作用。此外，在引力波探測實驗研究發展的60年時間裏，這個領域表現出驚人的活力和開放性，特別是在美國——科林斯教授表示，科學工作者對他的工作即使不理解，也大多給予支持（本着科學自由的精神），他的工作在美國的國家科學基金會等官方機構得到了更多、更開放的支持，而歐洲甚至英國對應機構的表現就要勉強得多。希望科林斯教授的這部著作能夠讓更多的人更多地瞭解科學運行的實際情況，更深刻地理解科學工作者也是人，他們生活在客觀環境中，除了科學研究，還有很多事情需要考慮。
我很早就聽説過韋伯和引力波，大概是從一些科普文章上看到的，出處早就記不得了。現在還能記得的最早的介紹性文章是1999年《現代物理評論》（Review of Modern Physics）的一篇文章《引力波》，作者就是後來的 2017 年諾貝爾物理學獎得主外斯。這是一份特刊，用於紀念美國物理學會成立 100 週年，包括 53 篇文章，介紹 20世紀物理學的整體發展情況，不僅覆蓋了物理學的全部領域，還包括物理學與其他學科的聯繫，物理學與國防和信息工業的關係，等等。我能記得外斯這篇文章，是因為我後來把這份增刊翻譯為中文了（暫定名“美國世紀的物理學：美國物理學會百年紀念文集” ），雖然並沒有出版，只是自己打印了兩份，放在書架上吃灰。（姬揚：“美國物理學會百年紀念文集”翻譯小記[1]。）
後來，我也偶爾看一些關於引力波研究進展方面的介紹，但是並沒有特別關注。2016年，LIGO科學團隊宣佈成功探測引力波事件GW150914 以後，我對引力波又感興趣了，看了很多東西，也寫過一些文章，有介紹性質的，也有一些粗淺的分析。引力波的探測是非常偉大的科學成就，但是我個人認為，引力波探測的成果還需要更多的檢驗，特別是來自其他觀測方式的驗證，在 2017 年宣佈諾貝爾物理學獎的前後時段，我還寫了些文章（姬揚:《引力波探測需要更多的檢驗》[2]）。從2019年到 2020年，我用 LIGO 公佈的數據做了一些分析，寫了一篇學術短文，在 2020 年的秋天投到了《物理學報》。大概也是在這個時間，很偶然地，我在書店裏碰到一本書《引力之吻》，詳細地介紹了引力波的發現經過，我就買回家了。
《引力之吻》（Gravity’s Kiss: The Detection of Gravitational Waves）是科林斯教授的新作，2017年由麻省理工學院出版社（MIT Press）出版，中譯本由北京聯合出版公司在 2020年出版，這本書寫得很好，該書的內容簡介是這樣的：
深入引力波社羣40餘年的科學社會學家哈里·科林斯對此（引力波的發現過程）進行了實時記錄，為讀者講述了這項迷人的成就誕生的故事。全書圍繞“三道漣漪”展開，從本次事件發生後的大量電子郵件到發表的學術論文，全面還原了信號分析，以及該發現被科學界、媒體及大眾接納的過程。豐富的一手資料讓這個故事嚴謹又立體，而幕後逸事則展現了科學家們的人情味。此外，科林斯通過物理學家與天文學家的較量、利益內鬥新發現問世流程等內部信息，透露了科學界與媒體試圖隱藏的內幕，探討了科學本身的價值。
翻譯得也不錯，譯者是“青年天文教師連線”，胡一鳴、張淵皞、張建東、王卓驍和閆文馳，都是天體物理學或理論物理學的博士，也都一直從事與引力波或黑洞有關的研究工作。
看完這本書以後，我意猶未盡，因為這本書很多內容是流水賬，關於歷史和社會學分析都是一些結論、半結論性質的話，引證了作者以前的很多工作。這時候我才知道，科林斯教授長期關注引力波實驗探測領域（始於 1972年），這是他關於這個主題寫的第5本書。我把其他幾本書找來，都看了看，覺得都非常有意思，各有特色，但 2004 年出版的《引力的影子：尋找引力波》（Gravity’s Shadow: The Search for Gravitational Waves）最為突出：材料豐富，論述謹嚴，更重要的是他詳細講述了引力波探測從共振棒技術轉向干涉儀技術、引力波研究從小科學轉向大科學這個關鍵的時期，不僅有領域內部的爭鬥，管理理念的變革，尋求資助過程中的科學、經濟和政治考慮，當然還有外部的影響。
這時候已經是 2021 年的春節了，我又把《引力的影子：尋找引力波》看了一兩遍，覺得科林斯教授這個科學社會學的案例研究做得很好，關於科學界不同領域之間的相互看法和影響，關於科學界以外的人對科學家的看法，他的描述比較客觀，有一定的説服力——但是並不能説服我，我作為科技工作者，對他的一些説法無法認同。科林斯教授的材料蒐集能力很強，但是我認為他真正厲害的地方在於，他能夠跟那麼多真正的專家搭上線、現場採訪以及保持深度聯繫。我看了他的採訪記錄，如果我跟他易地而處，以我的行事方式，我覺得采訪進行不到一半我就會跟對方吵起來。他説他很年輕的時候就幹過推銷，所以跟人打交道的能力很強：而且他是研究科學社會學的，是社會學者，關心的不是科學研究的內容，而是研究科學的人。
那時候，我正在答覆審稿人的意見，很不順利。所以我覺得，也許科林斯的看法真的有一些道理，只是我無法認同而已，也許應該讓更多的人瞭解他的這種分析。所以，我決定把這本書翻譯成中文。2021年2月開始翻譯，到了 11月，翻譯了兩遍，大概能看了，我就把它打印了一份，大約有 650 頁（原著大約有 900 頁）。在此期間，我投到《物理學報》的稿子又往返了幾次，其中有一次我用 LIGO 公佈的最新數據做了進一步的分析，結果支持我的結論，但是仍然無法説服審稿人。2022 年春節過後我開始在打印稿上修改，這個過程持續了幾個月，然後重新輸入電子稿，再修改，再打印出來，現在只有600頁出頭了，時間也已經是6月份了。在此期間，我還參加過蘭州大學舉辦的“引力波數據分析”學習班，我的稿件也被《物理學報》拒稿了——經過又一輪審稿之後。我又花了2個月的時間，把新的打印稿重新修改了一遍，終於結束了。結果就是現在這本中譯本《引力的影子：尋找引力波》。
順便談一下翻譯。我翻譯過很多書，這本算是最難的，原因大概有這麼幾個：篇幅太長，有些句子也太長，而且作者的母語是英語（所以喜歡“拽文”），還有內容更像是文科——好吧，不是文科，是科學社會學，但科學社會學確實跟物理學很不一樣。翻譯是為讀者服務的，我認為，譯文要儘可能符合中國人的閲讀習慣，而不是追求外國的語法標準，所以我做了一些妥協。我曾經考慮過以“譯註”的形式對譯文進行補充説明，甚至有一個版本出現了 1000 多個譯註，我覺得太過分了，所以刪除了絕大部分，只保留了極少的一部分。大部分人名和地名我都直接採用比較常見的譯法，遇到的一些英制單位也隨手翻譯過來（比如把“2英里”譯為“3千米”之類的）原文中出現的一些筆誤（包括採訪文本中具體指出的錯誤）也隨手改正了，不單獨出注。一些物理內容方面的描述，我覺得原著的説法可能有些繞，我就用自己的理解重新表述了（這方面的信心我還是有的，而且我認為這也不是本書的重點），也不單獨出注。原著有很多註釋，有些篇幅還很大，註釋中出現的人名仍保持英文不變（除非在正文中出現過），主要是為了便於讀者尋找資料來源的出處。註釋中有一些材料放在WEBQUOTE[3]上（主要是對當事人的採訪文本），通常有一個小標題，我把它翻譯為中文，讀者知道它大概是什麼內容，同時也保留英文，以便感興趣的讀者去查看。
至於具體字詞的翻譯，值得專門指出的只有一個：實驗者的困境（the experi-menter’sregress），這個詞指的是，當信號很小、噪聲很大的時候，實驗工作者為了確定自己確實測到了信號，必須知道他的儀器可以對信號作出正確的響應；但是為了確定儀器能對信號作出正確的反應，必須知道自己確實測到了信號——這是一個循環論證的問題，在引力波探測領域表現得特別突出，也是本書多次討論的內容，因為引力波信號太弱，誰也不知道它到底應該是什麼樣的，在韋伯宣稱自己發現了引力波的時候（在 20 世紀 60 年代和 70 年代），在低温共振棒團隊的 80 年代和 90 年代，以及將來（這本書寫作時的將來）的干涉測量，都面臨這個問題。這個詞有翻譯為“實驗者的迴歸”的，也有翻譯為“實驗者的倒退”的，我覺得從字面上來看都不太適合描述實驗者進退兩難的處境，如果説“進退維谷”，就太文縐縐了，如果説“原地兜圈子”，又不像書面文字，所以我選擇了“實驗者的困境”這個説法。類似的用法還有政策的困境（policy regress）。
翻譯完這本書以後，我又上網查了查科林斯教授，發現他著述頗豐，已經出版了21部著作，至少有8本書已經被翻譯為中文，有十幾個不同的版次（甚至還有不同的譯本），連作者的中文譯名也有3個不同的版本。用中文學術搜索引擎可以找到幾十篇論文的題目包含他的名字，中國社會科學院的一位老師就寫過十多篇文章，還有些學位論文就是討論他的。科林斯教授訪問過中國，做過報告，有過訪談，影響還是挺大的——我兩年前才知道他，看來是有些孤陋寡聞了。我找了些文章來看看，總覺得有些“隔”，也許因為我並不是很熱心於科學社會學。至於8本書的中譯本，我只看過《引力之吻》，但是看過好幾遍。《改變秩序》和《重力的幽靈》也是關於引力波的，如果讀一讀，應該會對我的翻譯有幫助，但不幸的是，我知道得太晚了，來不及了。
科林斯教授的著作，除了5本關於引力波的，我還看過三四種，感覺他有一套相當自洽的理論。但是我自己的興趣不在科學社會學，所以就不評論了。
由於精力和能力所限，特別是因為我第一次涉足科學社會學，翻譯難免有些疏漏之處，請讀者諒解。如果您發現有翻譯不當之處，請多加指正。來信請發送至[email protected]。
感謝《引力之吻》的譯者們讓我注意到科林斯教授和他的研究工作，他們的譯文也讓我獲益匪淺。感謝《物理學報》的編輯和幾位匿名審稿人，他們無意中加強了我翻譯此書的意願。感謝半導體超晶格國家重點實驗室和中國科學院半導體研究所對我工作的長期支持，感謝中國科學院大學材料和光電學院以及物理學院對我教學工作的支持。感謝白浩正、劉玉孝和羅子人幫助我確認了一些人名，感謝曹則賢、李輕舟和張藝瓊回答了我的一些翻譯問題。感謝很多老師、朋友、同事和學生們對我的支持和幫助。
感謝全家人特別是妻女多年來的鼓勵、支持和幫助。
註釋
[1] https://blog.sciencenet.cn/blog-1319915-1105944.html
[2] https://www.guancha.cn/jiyang/2017_10_26_432285.shtml
[3] http://sites.cardif.ac.uk/harrycollins/webquote/
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