2017 年的諾貝爾物理學獎頒給瞭美國物理學傢雷納 · 韋斯（Rainer Weiss）、基普 · 索恩（Kip S. Thorne）和巴裡 · 巴裡什（Barry C. Barish），以表彰他們領導建設激光幹涉儀引力波天文臺（簡稱 LIGO），進而首次直接探測到引力波的偉大成就。
但遺憾的是，有一位蘇格蘭的物理學傢，與韋斯和索恩同為 LIGO 的三大創始人之一，卻與這個最著名的科學獎失之交臂。他就是剛剛於今年 3 月 7 日去世的羅納德 · 德雷福。如果他還在世，同樣能分享這次的諾貝爾物理學獎。
LIGO 三巨頭的初相遇
羅納德 · 德雷福
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人生的前 40 年，德雷福過得相當平淡。他按部就班地在蘇格蘭的格拉斯哥大學念完瞭本科和博士，然後又留校任教。1969 年是一個轉折點。那一年，美國物理學傢韋伯宣佈他用 " 韋伯棒 " 探測到瞭引力波的存在（重磅！三個探測器同時探到引力波！為什麼 " 三 " 如此重要？｜王爽專欄）。這個消息激起瞭德雷福對引力波探測的強烈興趣，並促使他在上世紀 70 年代初走上瞭引力波探測的道路。
與自己的學生詹姆斯 • 霍夫一起，德雷福建造瞭探測能力更強的 " 韋伯棒 "。但經過數年的搜索，德雷福完全沒發現任何引力波存在的跡象；由此，他意識到 " 韋伯棒 " 其實沒什麼前途。
與此同時，越來越多人開始關註用 "激光幹涉儀" 來探測引力波的新方法。這種新方法是麻省理工學院教授雷納 · 韋斯在 1967 年給研究生上課的時候想到的。
激光在日常生活中很常見，那麼我來講講幹涉。隻要是兩列物理性質相同的波（如水波、聲波、光波），都可以互相疊加，而且疊加過程遵循以下的規律。如果兩列波是波峰對波峰、波谷對波谷地進行疊加，那就會形成更高的波峰和更矮的波谷。如果是波峰對波谷、波谷對波峰地進行疊加，那就會互相抵消。這種兩列波互相疊加的現象就是幹涉。
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下圖就是韋斯提出的用 " 激光幹涉儀 " 來測量引力波的原理圖。從一個固定光源（下端的長方體）發出的激光，在經過一個半透鏡（綠色線段）後會分成兩束激光，然後沿兩個互相垂直的方向繼續前進。被反射鏡（左端和上端的兩個青色長條）反射回來以後，它們會重新匯聚並發生幹涉，而幹涉圖案將顯示在右端的探測器上。正常情況下，匯聚後的兩束激光應該峰谷彼此對應（紫色圓圈）。但是，如果有引力波（黃色區域）經過，半透鏡和反射鏡之間的距離就會發生改變（引力波使空間發生形變的細節見：重磅！三個探測器同時探到引力波！為什麼 " 三 " 如此重要？｜王爽專欄），那麼匯聚後的兩束激光就不會再峰谷對應，從而使幹涉圖案發生改變（空心圓圈）。換句話說，如果在沒有其他因素幹擾的情況下，突然看到激光幹涉圖案發生瞭改變，就說明這個激光幹涉儀真的探測到瞭引力波。
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激光幹涉儀有一個重要指標，那就是半透鏡與反射鏡間的距離，也就是激光幹涉儀的臂長。臂長越長，探測到引力波的可能性就越大。
一開始，隻有韋斯一個人相信這種方法能探測到引力波；為此，他還自己造瞭一個臂長 1.5 米的激光幹涉儀。但在 1975 年的夏天，韋斯在一個學術會議上結識瞭加州理工學院教授基普 · 索恩。
那次會議在華盛頓特區召開。當時華盛頓的遊人特別多，導致索恩沒訂上酒店。韋斯很好心，讓索恩和他共住一室。在酒店房間裡，他們進行瞭一番關於引力波實驗的長談。這次長談使索恩打定主意，也要進入引力波探索的領域。
但索恩是一個理論物理學傢，對實驗方面的事務一點都不擅長。所以，他必須找一個實驗物理學傢合作。恰好那時，德雷福剛在格拉斯哥大學造出瞭一個臂長 10 米的激光幹涉儀，這讓索恩刮目相看。所以 1981 年，索恩就把德雷福挖到瞭加州理工學院教授，具體負責建造幹涉儀的工程問題。
被迫離開 LIGO，終與諾獎無緣
德雷福是一個技術天才，在激光幹涉儀的很多關鍵技術上都做出瞭突破性的貢獻。在德福雷的領導下，加州理工學院很快就造出瞭一個臂長 40 米的幹涉儀，從而在與麻省理工學院的競爭中占瞭上風。
1984 年，美國國傢科學基金會（簡稱 NSF）要求加州理工學院和麻省理工學院的兩大引力波團隊合二為一。這就是後來 LIGO 的雛形。而韋斯、索恩和德雷福則作為 LIGO 的共同創始人，擔任 LIGO 的最高決策三人組。
但 NSF 不喜歡 LIGO 三人共治的管理模式。1986 年，NSF 撇開瞭這三大元老，直接指派時任加州理工學院教務長的羅克斯 · 沃格特（Rochus Vogt）來擔任 LIGO 的項目負責人。
但德雷福很快就與沃格特出現瞭非常嚴重的分歧。德雷福主張循序漸進，應該先造臂長 200 米的幹涉儀。而沃格特比較好大喜功，要直接造臂長 40 千米的龐然大物。由於性格和理念的不同，兩人的矛盾逐漸變得不可調和。
1992 年 7 月，沃格特向 LIGO 團隊全體成員發瞭一封電子郵件，宣佈德雷福已被開除，以後再也不準踏入 LIGO 辦公樓半步。
當年 9 月，德雷福向 NSF 的學術自由委員會進行瞭投訴。這個委員會在 10 月給出瞭調查報告，承認把德雷福開除出 LIGO 團隊是不合理的。但是，這份報告壓根沒提為德雷福恢復職位的事。
在引力波探測事業中居功至偉的羅納德 · 德雷福，就這麼被迫離開自己一手創建的 LIGO。
不過沃格特也好景不長。1994 年，表現不佳的沃格特被迫辭職。加州理工學院教授巴裡 · 巴裡希接替他，成瞭 LIGO 項目的新負責人。巴裡希比較務實，提出要建臂長 4 千米的激光幹涉儀。這個新方案終於得到瞭 NSF 的批準。這才成就瞭我們今天看到的 LIGO。
後來，德雷福患上瞭老年癡呆癥，住進瞭愛丁堡的一傢養老院。2015 年 9 月 14 日，LIGO 首次直接探測到瞭一個被稱為 "GW150914" 的引力波信號。這讓德雷福與韋斯和索恩一起，拿遍瞭除諾獎以外的幾乎所有重要的科學獎項。
但遺憾的是，今年 3 月 7 日，德雷福因病去世，因而與諾貝爾獎徹底無緣。
那些與諾獎失之交臂的大物理學傢
與諾貝爾獎失之交臂的物理學大師遠遠不止德雷福一人。下面，我再舉幾個同樣讓人扼腕嘆息的例子。
在德國的慕尼黑大學，有一位非常有名的理論物理學教授，名叫阿諾德 · 索末菲（Arnold Sommerfeld）。作為量子理論和原子物理學的開山始祖之一，索末菲做出瞭一系列重要的科學貢獻：他推廣瞭玻爾的氫原子模型，提出瞭角量子數和自旋量子數的概念，還發現瞭精細結構常數。除此以外，索末菲也是一個非常瞭不起的老師：他的學生裡，先後有 7 人拿到瞭諾貝爾獎。這讓索末菲成瞭歷史上培養出最多諾貝爾獎得主的老師。
阿諾德 · 索末菲
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這樣的大牛，自然就成瞭諾貝爾物理學獎的熱門人選。事實上，索末菲曾先後 81 次被提名為諾貝爾獎的有效候選人，但卻一次也沒拿到諾貝爾物理學獎。據說他無法得獎的一個非常重要的原因是，量子力學教父波爾一直在反對他。
還有一個倒黴的量子力學先驅，他就是德國物理學傢帕斯庫爾 · 約當（Pascual Jordan）。約當曾做過兩個後來獲得諾貝爾獎的科研工作。在 1925 年，他與海森堡和玻恩一起提出瞭量子力學的第一個版本矩陣力學；海森堡和玻恩分別於 1932 年和 1954 年獲得諾貝爾物理學獎。而在 1928 年，他又與維格納一起率先寫出反對易關系，這成瞭量子場論和費米 β 衰變理論的基石；維格納也於 1963 年獲得諾貝爾物理學獎。
帕斯庫爾 · 約當
盡管約當的合作者全都拿到瞭諾貝爾獎，但他卻一直與諾獎無緣。事實上，約當也算是咎由自取，因為他在第二次世界大戰期間加入瞭德國納粹黨。
最後講一個兩敗俱傷的故事。相信很多人都聽說過 " 宇宙大爆炸 " 理論。這個關於宇宙起源的理論，最早由比利時天文學傢勒梅特提出，然後被俄裔美國物理學傢喬治 · 伽莫夫（George Gamow）發揚光大。
喬治 · 伽莫夫
圖片來源：http://georgeslemaitre.blogspot.hk/
這個理論認為，宇宙在創生之初是一團極度致密也極度熾熱的火球；這團火球向外膨脹並逐漸冷卻，最終演變成我們今天看到的宇宙。
伽莫夫宣稱這個理論能解釋今天所有化學元素都是怎麼起源的。此外，他也預言那個火球會殘留下來一些可以被觀測到的古老光子，也就是著名的宇宙微波背景輻射。1965 年，彭齊亞斯和威爾遜發現瞭宇宙微波背景輻射，從而驗證瞭伽莫夫的熱大爆炸理論。這兩人也因此而獲得瞭 1978 年的諾貝爾物理學獎。但解釋瞭宇宙如何起源的伽莫夫本人，卻沒有獲得諾貝爾獎。
伽莫夫沒有獲獎的一個重要的原因，就是劍橋大學教授弗雷德 · 霍伊爾爵士（Sir Fred Hoyle）的強烈反對。事實上，" 大爆炸 " 這個名字，就是霍伊爾為瞭嘲笑伽莫夫的理論，而專門給它起的。在反對 " 大爆炸 " 理論的過程中，霍伊爾也做出瞭諾獎級的工作。
弗雷德 · 霍伊爾
霍伊爾發現 " 大爆炸 " 理論隻能產生氫和氦這兩種元素，後面的元素全都產生不瞭。那元素周期表中的一百多種元素又是從哪裡來的呢？霍伊爾提出這些元素來源於恒星內部的核聚變，以及它們最終死亡時的大爆發。這個想法後來被霍伊爾在劍橋的同事威廉 · 福勒（William Fowler）發揚光大。由於這個貢獻，福勒於 1983 年獲得瞭諾貝爾物理學獎。但悲催的是，霍伊爾卻沒有獲獎。
能獲得諾貝爾獎的科學傢，無疑都登上瞭科學的神壇。但不少沒有得過諾獎的科學傢，同樣做出瞭一點也不遜於諾獎得主的科研工作，他們同樣值得被後世所銘記。
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引力波是什麼？為何直接探測到它值一座諾獎？一篇文帶你看懂
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第二則：天才少年，倒黴青年，彪悍中年，逗比終生——錢德拉塞卡
第三則：由 " 三體問題 " 開啟的卡西尼之路。對，就是你知道的那個三體｜王爽專欄
第四則：重磅！三個探測器同時探到引力波！為什麼 " 三 " 如此重要？｜王爽專欄
