说实话,对第一代实验的数据分析,本该是我博士论文的题目。但论文发表时,已经是我在麻省理工学院做博士后研究的第二年了。不过,也正是由于我们在BICEP1的数据分析技术上做了非常充分的准备,对软件和观测仪器的理解精益求精,才使得我们对升级后的BICEP2采集的数据能够进行迅速可靠的科学分析。2013年春天,就在BICEP2完成数据采集的第二年,合作组已经得出了初步的分析结果——当时小伙伴们都惊呆了,这是一个非零的B模式信号!!
随之而来的,不是兴奋和欣喜,更多的其实是担心。我们真的探测到原初引力波的信号了吗?还是说,我们有哪里做错了?因为几乎谁都没有想到,B模式信号会被第二代BICEP实验看到,这个信号还比理论学家或者说绝大部分人的猜测都要大。BICEP2使用了当时世界上最先进的探测手段,一切都是新的,经验不多。事实上,对仪器性能的理解一直是困扰整个研究团队进展的关键瓶颈。尽管已经把所有精力都花在对仪器可能产生的影响上,面对一个出乎意料的信号,我们的心里还是在打鼓。在详尽地检查所有可能的错误之前,谁也不敢贸然站出来宣称如此重大的发现。
BICEP2望远镜下方的控制室。图片来源:Jeffrey Donenfeld
按照通常的科学发现习惯,只有一个结果得到真正地重复和确认之后,人们才会放心地把它作为文明的一部分继承和发展下去。科学或许是最不允许出错的文明积累过程,公布错误的不严谨的科学发现,也会让一个科学家失去很大的信誉,甚至成为耻辱。科学史上不止一次出现过乌龙式的“发现”,最近一次大概要属几年前意大利人的中微子超光速。被证实是仪器连接错误之后,项目负责人据说最终引咎辞职。
好吧,我们要冷静下来,好好检查一下到底哪里会出问题?首要的问题就是,研究积累的数据之间是否相互一致。比如说,把3年的数据分成两份,分别分析每一份,看得到的结果是否一致。另外,还要保证测量的结果的确是我们想测量的原初引力波信号。测量如此微弱的信号,需要极其小心地避免各种可能的、来自测量过程的影响…… 压制着内心的那份激动,紧张而谨慎的数据分析和研究又进行了一年。