把预言造出来

预言

19 世纪的光学认为光是静止「以太」里的波。地球以约 30 公里/秒公转，顺着和垂直于运动方向的两束光各往返一趟，光程应差约臂长的一亿分之一（v²/c²）。麦克斯韦认为这个量小到没法测；迈克尔逊 1881 年写道，拿黄光波长当尺子，它「很容易测」。装置要回答：地球相对以太动不动。

任务书

• 灵敏度：分辨光程里约一亿分之一的变化。等效臂长 11 米（约 2×10⁷ 个黄光波长）时，仪器转 90°，预期条纹移动 0.4 条。
• 读数：把条纹位置读到约 0.01 条，是预期信号的 1/40。
• 隔振：1881 年在柏林白天读不了数，在波茨坦约 100 米外有人跺脚条纹就消失；新装置要能在市区楼里连续读数。
• 转动：整台仪器水平转一整圈，光路不能变形。6 分钟一圈，一圈 16 个读数点。
• 时段：正午和傍晚 6 点各测，利用地球自转换方向；论文还计划每隔 3 个月重做一次，利用公转换方向。

规模

石板

砂岩板约 1.5 米见方、0.3 米厚论文原文；质量未查到

浮台

环形木浮子外径 1.5 米、内径 0.7 米、厚 0.25 米，浮在铸铁环形槽的水银里槽壁厚 1.6 厘米，四周间隙约 1 厘米；水银用量原文未给

镜子

四角各 4 面，共 16 面，直径 5 厘米镜用合金（speculum metal）磨成的平面镜

等效臂长

约 11 米，合 2×10⁷ 个黄光波长论文里的 D，是单程；约为 1881 年装置的 10 倍

转速与读数

6 分钟一圈，每圈 16 个读数点，每轮连转 6 圈

信号

预期 0.4 条条纹；实测不到 0.02 条，很可能不到 0.01 条论文原话：肯定小于预期的 1/20，很可能小于 1/40

观测

1887 年 7 月 8、9、11、12 日，共 6 轮、36 圈3 轮正午、3 轮傍晚 6 点前后

前一台（1881）

黄铜臂长约 1 米，预期移动约 0.1 条洛伦兹后来指出真实预期只有一半

思路

1. 整套光学件装在一块砂岩板上，石板托在木浮环上，浮环浮在水银里。转动时没有轴承受力，石板不变形，可以边转边读。1881 年那台是黄铜臂，一转就变形。水银浮台的方案出自莫雷。
2. 不加大石板，改在四角各放 4 面镜让光来回折返，把等效臂长从约 1 米加到约 11 米，预期信号按同一算法从约 0.04 条放大到 0.4 条（1881 年当时算成 0.08 条，后来发现多算了一倍）。代价是 16 面镜都要调准，两臂长度先用木尺量、再用螺旋细调。
3. 先用钠黄光找到条纹，再换回白光。白光只在两臂光程几乎相等时才出条纹，中央那条好认，可以当零点。
4. 读数时不停转。仪器以 6 分钟一圈慢转，每过一个刻度对一次条纹、记一次测微螺旋读数，再轻推一下保持转动。论文说这样比停下来读「均匀一致得多」。

人

• 爱德华·莫雷（Edward W. Morley）　西储大学化学教授；提出并设计水银浮台，与迈克尔逊共同观测、联名发表
• John A. Brashear　匹兹堡的光学仪器匠，为干涉仪加工光学元件（论文正文未点名）
• 亚历山大·格雷厄姆·贝尔（Alexander Graham Bell）　经 Simon Newcomb 引荐，出钱造了 1881 年的第一台干涉仪
• Schmidt & Haensch　柏林仪器厂，制造 1881 年的干涉仪
• Hermann Carl Vogel　波茨坦天体物理台台长，1881 年把台里的地窖借给迈克尔逊
• 亨德里克·洛伦兹（Hendrik A. Lorentz）　1886 年指出 1881 年的预期值算大了一倍
• Alfred Potier　1881 年冬最先向迈克尔逊指出漏算了横臂
• Dayton C. Miller　凯斯的物理教授；20 世纪初与莫雷合作、后来独自重复实验到 1926 年

逸闻

• 1881 年在波茨坦，仪器放在大望远镜墩座地基围成的地窖里。迈克尔逊在论文里写：天文台外约 100 米的人行道上有人跺脚，条纹就完全消失。当事人自述
• 观测做完的那个 8 月，迈克尔逊写信给瑞利：预期偏移 0.40 条，最大只有 0.02，平均远小于 0.01，「而且位置还不对」。当事人自述
• 迈克尔逊 1907 年的诺奖演讲没有提这个零结果。Shankland 写道，他多年里很少说起它。晚年他把以太叫作「亲爱的老以太」，说它已被放弃，「我个人还有点舍不得」。书刊与报道

传承：LIGO 是臂长 4 公里的迈克尔逊干涉仪，COBE 的 FIRAS 是偏振迈克尔逊干涉仪。

预言

范德瓦耳斯 1873 年的理论说，气体和液体是连续的，任何气体冷到临界温度以下都能液化。1898 年杜瓦液化了氢，只剩氦。昂内斯 1907 年底测算出氦的临界温度约 5.3 K、逆转温度约 23 K。装置要回答：照这两个数去做，氦能不能变成液体。

任务书

• 预冷：按昂内斯 1907 年底的估算，氦的逆转温度约 23 K，要先用液氢把它冷到这以下，节流膨胀才会降温。当天要备 20 升液氢，前一天备 75 升液空。
• 流程：三级级联（氯甲烷、乙烯、氧）成批产液氧和液空，供给氢液化器；氢液化器要连续出液，1906 年做到每小时 4 升。
• 工质：全部家当是 360 升氦气，200 升走闭路循环、160 升备用，压到 100 个大气压后节流。氢和氦都要极纯，混进一点空气就会冻住细管和阀门。
• 目标温度：临界温度约 5 K 以下；实测沸点 4.25 K，再抽气减压到 2 K 以下。
• 人手：玻璃杜瓦瓶、阀门、泵都要自制，技工靠自己培养，1904 年有 32 名学徒。

规模

温度

液氦沸点 4.25 K；当天抽气减压到约 1.7 K4.25 K 是昂内斯诺奖演讲里的值，今值约 4.2 K；van Delft 另一篇文章写 1.8 K；到 1913 年估计已达 1.15 K

首日产量

约 60 毫升液氦van Delft：「刚够一小茶杯」

当天备料

75 升液空、20 升液氢、200 升氦气（另备 160 升）液空前一天备齐，液氢 13:30 前灌进杜瓦瓶

当天工时

05:30 开工，19:30 看到液面，21:30 收工起止时间据诺奖演讲；19:30 据 van Delft

级联

氯甲烷约 −90 °C → 乙烯约 −160 °C → 氧约 −210 °C（三级都在减压下）→ 液空 → 液氢约 20 K → 液氦前三级出自 1912 年的报道；诺奖演讲说级联加液空一级能覆盖到 −217 °C；液氢取常压沸点 −253 °C，1912 年的报道写减压后 −259 °C

氢液化器

1906 年投产，每小时 4 升；1913 年每小时 10 升

学徒

1898 年 16 人，1904 年 32 人，1918 年约 40 人「蓝衣男孩」，进车间时通常 15–18 岁

停工

1895 年被市政当局叫停，1898-06-04 复工，约 3 年

垄断

1908-07-10 到 1923-01-24，全世界只有莱顿有液氦约 14 年半；van Delft 说「15 年」

思路

1. 先建产线，再做实验。1892 年级联出第一滴液氧，1894 年每小时几升；1906 年氢液化器投产。到 1908 年冲击氦时，液空和液氢已是库存品，一天内就能备齐 75 升和 20 升。
2. 技工自己培养。1885 年收第一个学徒，1901 年成立仪器制造培训协会，学徒白天在车间干活，晚上上课。技师长 Flim 和玻璃工 Kesselring 带出的这支队伍造了全部装置。
3. 氦液化器沿用氢液化器的做法：预冷加节流膨胀，没有另起炉灶。氦气走闭路循环，因为总共只有 360 升；当天循环了约 20 遍，液体才出现。
4. 对手杜瓦靠个人手艺，助手离开后进度停住，他说过「开创性的工作里助手是浪费」。昂内斯靠分工：经理、仪器匠、玻璃工、工程师各司其职。van Delft 把这叫作 20 世纪初的「大科学」。

人

• Gerrit Jan Flim　面包师之子，1893 年 17 岁进实验室，后任低温车间主任；液化器的建造者
• Oskar Kesselring　图林根来的玻璃吹制师，1902 年 4 月入职；做杜瓦瓶和玻璃虹吸管，兼教学徒
• Gilles Holst　1909 年起任助手；操作电桥和检流计测电阻；后任飞利浦物理实验室科学主任
• Cornelis Dorsman　1911-04-08 的实验里负责控温和测温
• C. A. Crommelin　1908 年起任培训协会秘书兼司库
• Onno Kamerlingh Onnes　昂内斯的兄弟，在阿姆斯特丹主持商业情报机构，替他弄到含氦的独居石砂
• 詹姆斯·杜瓦（James Dewar）　伦敦的对手，1898 年先液化氢；1896 年写信声援被停工的莱顿
• John C. McLennan　多伦多大学；1923 年成为莱顿之外第一个制出液氦的人
• P. W. Janssen　1897 年捐 7,000 荷兰盾设学徒助学基金

逸闻

• 1908-07-10 晚 7 点半，温度计稳在约 4 K，却看不见液体。有同事提醒，温度计可能已经泡在液体里。昂内斯拿灯从下方斜着照过杜瓦瓶，才看到液面，他写道它「像刀刃一样清晰地贴在玻璃壁上」。书刊与报道
• 1896 年 3 月，杜瓦给被停工的对手回信：要是莱顿市政当局得逞，「对贵国的科学乃至整个科学都是一场大灾难」。昂内斯征得同意，把这封信附进了呈内政部的报告。当事人自述
• 流传的说法是，一个打瞌睡的「蓝衣男孩」让氦浴升温，才撞见了超导转变。van Delft 与 Kes 对照实验笔记后认为这是杜撰：1911-05-23 的记录显示，电阻是在受控的缓慢升温中于 4.12 K 重新出现的。书刊与报道
• 记下超导的那本笔记，封面写的是「1909–1910」，昂内斯记日期又常不写年份。那一行荷兰文只有三个词：Kwik nagenoeg nul——汞，几乎为零。书刊与报道

传承：超导在这里被发现；LHC 的超导磁铁和 COBE 的杜瓦都靠液氦工作（数字见各自装置卡）。1911-04-08 那天，他们还在不知情的情况下看到了 2.2 K 的超流转变。

预言

1919 年卢瑟福用天然 α 粒子实现了第一个人工核反应，1927 年他说需要能量远超天然 α、β 粒子的粒子流。直接加百万伏高压，绝缘做不到。劳伦斯 1929 年提出：让离子在磁场里绕圈，反复通过同一个小电压。装置要回答：这种共振能不能把粒子一路加到 100 万电子伏以上。

任务书

• 能量：超过 1 MeV。1 MeV 的氢分子离子在 5,000 高斯磁场里绕圈，要求约 400 万周/秒的振荡电场。
• 电压：电极上只加一两千伏，靠多转圈累积。第一台 80 keV 的离子至少转了 40 圈。
• 磁铁：能量上限由磁极直径决定，每一代都要更大的磁铁：约 80 吨、约 220 吨、4,000 多吨（11 英寸那台一说约 2 吨）。
• 束流：从十亿分之一安（1931）提高到 100–200 微安（1938–1940），才够成批生产放射性同位素。
• 经费：1931–1940 年共募到约 55 万美元的经费和设备；184 英寸一台另需一百多万美元。

规模

磁极直径

4.5 → 11 → 27 → 37 → 60 → 184 英寸（0.11 → 0.28 → 0.69 → 0.94 → 1.52 → 4.67 米）第一台有 4、4.5、5 英寸三种说法

能量

80 keV（1931-01）→ 1.22 MeV（1932-01）→ 4.8 MeV（1932-12）→ 8 MeV 氘核（1937）→ 16 MeV 氘核（1939）→ 约 200 MeV 氘核（1946-11）各级日期与能量各家略有出入，见「来源对不上的地方」

磁铁质量

约 80 吨（27 / 37 英寸）→ 约 220 吨（60 英寸）→ 4,000–4,500 吨（184 英寸）27 英寸另有 75 吨一说，60 英寸另有 200 吨一说；184 英寸有 4,000、4,300、4,500 吨三种说法

电极电压

第一台 1,000–1,800 伏，离子转至少 40 圈AIP 写 1,800 伏，LBL 写「只有一千伏」

人数

1932 年 10 人，1939 年 60 人，1944-06 近 1,200 人辐射实验室全员；战时是为曼哈顿计划做铀同位素分离

经费

1931–1940 年共约 55 万美元；184 英寸获洛克菲勒基金会约 140 万美元（1940）当年美元；维基称洛克菲勒基金会出的是 115 万；折算：55 万美元约合 2025 年的 1,300 万美元（按当年汇率和美国物价指数粗算）

第一个模型

1930 年春，Edlefsen 用玻璃、电线和封蜡做成，「大概花了 25 美元」；同年 11 月 Livingston 的黄铜模型约 4 英寸25 美元是劳伦斯科学馆的说法，原话带「大概」；它指哪一台，各家写法不一

扩散

1940 年前后美国有二十多台回旋加速器，海外 11 台（AIP 写美国 22 台建成或在建，Craddock 写 24 台在运行）

思路

1. 不追高电压。别的方案都在造百万伏的高压装置，卡在绝缘上。回旋加速器电极上只加一两千伏，让离子转几十圈；难题从绝缘换成了大磁铁和高频振荡器，这两样无线电工业里有现成的。
2. 捡现成的大件。27 英寸机器的磁铁用的是联邦电报公司闲置在帕洛阿尔托的电弧发射机铸件；按该公司 1946 年的社史，这批铸件原定用于中国的大功率电台，另一说是一战时为跨大西洋无线电链路造的。公司副总裁 Fuller 也是伯克利的电机教授，由他牵线；Research Corporation 和化学基金会为搬运和改装出了 7,500 美元。
3. 每代磁极直径只放大到上一代的 1.4–2.5 倍，上一代出了结果再去募下一代的钱。同一块 80 吨磁铁先装 27 英寸真空室，1937 年加铁环扩成 37 英寸；60 英寸以「医用回旋加速器」的名义募款，因为医学研究的钱好要。
4. 让工程师管机器。1937 年机械工程师 Brobeck 进组，他发现实验室没有预防性维护的做法。此后他任总工程师 20 年，按阿尔瓦雷茨的模型放大出 60 英寸，再主持 184 英寸的设计。

人

• M. Stanley Livingston　研究生；造出第一台能用的回旋加速器和 11、27 英寸；后画出 Livingston 曲线
• Niels Edlefsen　1930 年春按劳伦斯的要求做了第一个模型
• David Sloan　从通用电气请来；做大功率振荡器、X 射线管和直线加速器
• Leonard T. Fuller　伯克利电机教授兼联邦电报公司副总裁，促成 80 吨磁铁到手
• Donald Cooksey　耶鲁来的仪器高手，起初靠自己的收入生活，1936 年任副主任
• William Brobeck　机械工程师，1937–1957 年任副主任兼总工程师；设计 60、184 英寸
• 埃德温·麦克米伦（Edwin McMillan）　1940 年用 60 英寸造出镎；1945 年提出相位稳定原理，184 英寸据此改型
• 路易斯·阿尔瓦雷茨（Luis Alvarez）　做了 60 英寸磁铁的模型；1939 年用 60 英寸发现氦-3
• John H. Lawrence　劳伦斯的弟弟，医生；1935 年到伯克利，1937 年用磷-32 治疗血液病
• Rolf Wideröe　挪威工程师，1928 年发表并演示了同一电压用两次的直线加速方案，论文启发了劳伦斯
• Howard Poillon　Research Corporation 负责人，1931 年拨 5,000 美元

逸闻

• 1931-08-03，出门在外的劳伦斯收到秘书的电报：「Livingston 博士让我转告您，他得到了 110 万伏的质子。他还建议我加一句：Whoopee！」官方史
• Livingston 后来这样说劳伦斯：他「掀的浪太大，把我们都抛到了浪尖上」。1932 年的专利申请没有写 Livingston 的名字，《科学传记辞典》认为是赶时间，不是有意。书刊与报道
• 劳伦斯 1935 年写信给玻尔：「为医学研究筹钱容易得多。」1937 年他把患了无法手术的癌症的母亲接到旧金山，用 Sloan 的 X 射线管治疗，病情明显好转。官方史
• 60 英寸的磁铁重约 220 吨，有人开玩笑，说它打出的中子能飞到芝加哥。官方史

传承：Brobeck 后来设计的 Bevatron 用来发现反质子（1959 年诺奖）；阿尔瓦雷茨出自这个实验室，气泡室就装在 Bevatron 旁。

预言

1950 年代初，宇宙线和加速器里不断出现理论没料到的新粒子。1953 年 4 月，格拉泽展示了热乙醚里沿粒子路径冒出的气泡径迹。阿尔瓦雷茨的判断是：要理清这些粒子，工作液得换成液氢（靶核全是质子），体积要尽量大，测量和分析要自动化。装置要回答：新粒子有多少种，各是什么性质。

任务书

• 尺寸：内腔 72 × 20 × 15 英寸（约 1.83 × 0.51 × 0.38 米），装 12.5 立方英尺（约 354 升）液氢，是第一只液氢室（1.5 英寸）的 48 倍长。
• 磁场：18 千高斯（1.8 特斯拉）。磁铁用钢 115 吨、铜 20 吨，由一台 3 兆瓦的电动发电机组供电。
• 光学：一块 8,280 立方英寸（约 136 升）的光学玻璃窗，要承受约 100 吨的压力；照明和拍照都只能从这一侧做。
• 节拍：每 6 秒膨胀一次，工作压力约 60–70 psi，每次约 10 psi 的压力脉冲。
• 数据：测量机要做到每小时 5–10 个事例（云室的办法约每天 1 个）；全组年测量量从 1962 年的 8 万个提高到 1968 年的 150 万个。

规模

内腔

72 × 20 × 15 英寸（约 1.83 × 0.51 × 0.38 米）

液氢

12.5 立方英尺，约 354 升CERN Courier 引工程师 Jack Lloyd 的说法是 400 升

磁铁

钢 115 吨、铜 20 吨，18 千高斯，3 兆瓦供电

整机

不含制冷设备重 240 吨，靠液压脚移动；腔体是 3.25 吨奥氏体不锈钢

造价

210 万美元LBL 1981 年史稿的数字，1950 年代末的美元；AEC 最初批 75 万；常见的「250 万」一说未能核对；折算：210 万美元约合 2025 年的 2,300 万美元（按当年汇率和美国物价指数粗算）

逐级放大

1.5 → 2.5 → 4 → 10 → 15 → 72 英寸1953 年底到 1959 年 3 月

工期

1955-01 提案，1959-03 建成，约 4 年

数据量

年测量事例：1962 年 8 万，1965 年 30 万，1968 年 150 万是测量过的事例数，不是照片张数

团队

「数百人」CERN Courier：1967 年前后是世界上最大的高能物理组

思路

1. 工作液选液氢，不选容易做的乙醚或丙烷。氢核就是质子，反应最好解释；代价是极低温和易燃易爆。实验室把工程部的 11 个人拉进 10 英寸的设计，并请国家标准局在博尔德的低温工程实验室支援。
2. 五级样机逐级放大：1.5、2.5、4、10、15 英寸。2.5 英寸换成金属腔体加玻璃窗，4 英寸 1954-11-19 就上 Bevatron 取数，15 英寸专门用来试 72 英寸的光学和制冷。
3. 只开一面窗。72 英寸的方案把照明和拍照都放在同一侧，阿尔瓦雷茨和 Duane Norgren 为此设计了被叫作「衣架」的照明系统。这样只需要一块大玻璃。
4. 把数据分析和硬件一起立项。1955 年的预算里就列了 20 万美元买 IBM 计算机；另设运行、数据分析、摄影、计算四个组；测量机换了两代，年测量量从 8 万升到 150 万。

人

• 唐纳德·格拉泽（Donald A. Glaser）　1952 年在密歇根大学发明气泡室，1960 年获诺贝尔奖时 34 岁
• John Wood　他的小组 1953 年底用 1.5 英寸液氢室看到径迹
• Frank Crawford / Lynn Stevenson　1953 年被派去做气泡室的两名研究生；1957 年参与发现 Λ 衰变宇称不守恒
• James Gow　与 Hernandez 共同领导 72 英寸的建造，后任气泡室运行组负责人
• Paul Hernandez　工程师，与 Gow 共同领导 72 英寸气泡室 4 年的建造
• Jack Franck　带队做出测量机 Franckenstein，每小时测 5–10 个事例
• Jack Lloyd　总工程师，1963 年建成 Spiral Reader
• Arthur Rosenfeld / Frank Solmitz　主持径迹重建和分析程序；Rosenfeld 是费米推荐来的博士后
• Hugh Bradner　数据分析组负责人
• Duane Norgren　与阿尔瓦雷茨一起设计单侧照明拍照系统

逸闻

• 阿尔瓦雷茨提出造大气泡室时，劳伦斯对他说：「我不相信你的大机器，但我相信你，我会帮你弄到钱。」官方史
• 「看啤酒冒泡得到灵感」的说法，格拉泽 2006 年在伯克利实验室的讲座上否认了。他承认确实拿啤酒做过实验，实验室的报道说，那些实验「只在屋里留下一股臭味」。当事人自述
• 测量机叫 Franckenstein，取自研制者 Jack Franck 的姓。1958 年它被运到日内瓦，在「原子能和平利用」展览上展出。官方史
• 阿尔瓦雷茨起初不愿在那批共振态论文上署名，是年轻同事劝他才署的。获奖后，他拿出一部分奖金，把组里的资深成员和他们的妻子带去了斯德哥尔摩。书刊与报道
• 气泡室之后的两件事：1960 年代后期他用宇宙线 μ 子探查吉萨的哈夫拉金字塔，探过的约 19% 体积里没有发现密室；1980 年与儿子 Walter 等人依据黏土层里的铱异常，提出天体撞击造成白垩纪末的大灭绝。书刊与报道

传承：出自劳伦斯的辐射实验室，装在 Bevatron 旁；同一原理的 Gargamelle 1973 年在 CERN 发现弱中性流，十年后 W、Z 粒子在同一家实验室被找到。

预言

两台装置回答两个问题。赖尔的问题：不造一英里大的天线，能不能得到一英里口径的分辨率——用三面 18 米天线，移动其中一面，再借地球自转扫出整个口径，由计算机合成图像。休伊什 1965 年的问题：能不能靠行星际闪烁，用一个便宜的大阵列从大批射电源里挑出角径极小的类星体。

任务书

• 一英里望远镜：3 面直径 18 米、各重 120 吨的抛物面天线，2 面固定，1 面在 800 米铁轨上移动，最长基线约 1.6 公里。
• 轨道精度：800 米铁轨的直线度在 0.9 厘米以内；远端垫高 5 厘米，抵消这段距离上的地球曲率。
• 分辨率：408 MHz 下 80 角秒，1.4 GHz 下 20 角秒。
• 闪烁阵：工作在 81.5 MHz（波长 3.7 米），占地 4.5 英亩（约 1.8 公顷），1,000 多根木桩、2,000 多个偶极子、120 英里（约 190 公里）电线电缆，造价约 1.5 万英镑。
• 记录：4 个波束每 4 天扫一遍赤纬 −10° 到 +50° 的天区，每天出 96 英尺（约 29 米）记录纸，靠人看。

规模

一英里望远镜

3 面 18 米天线，各重 120 吨；2 面固定，1 面在 800 米铁轨上移动数字出自维基转引的 Ryle 1962 年《Nature》论文

合成口径

约 1.6 公里（1 英里）Britannica：效果相当于一面直径 1.6 公里的望远镜

轨道精度

直线度 0.9 厘米以内，远端垫高 5 厘米补偿地球曲率

分辨率

408 MHz 下 80 角秒；1.4 GHz 下 20 角秒

闪烁阵规模

4.5 英亩，1,000 多根木桩、2,000 多个偶极子、120 英里电线电缆4.5 英亩是贝尔·伯内尔的说法，相当于 57 个网球场；1968 年的论文写 16 排、每排东西长 470 米，南北宽 45 米；维基百科写最初 4 英亩

闪烁阵造价与工期

约 1.5 万英镑；五六个人加暑期学生干了 2 年1960 年代中期的英镑

数据量

每天 96 英尺记录纸；贝尔共看了约 3.5 英里（约 5.6 公里）

信号

周期 1⅓ 秒的脉冲；在记录纸上只占四分之一英寸

5 公里望远镜

8 面 13 米天线，4 面在 1.2 公里铁轨上，最长基线 4.8 公里数字据维基百科；1972 年前后启用，后改名 Ryle Telescope

思路

1. 用时间和计算换口径。一英里望远镜不造整面大天线：三面小天线每次同时测两个间距，把能动的那面沿铁轨挪到下一个位置再测，地球自转替它转过各个方向；最后由计算机做傅里叶反演，合成一张图。
2. 把铁轨当精密部件来做。800 米轨道的直线度控制在 0.9 厘米以内，远端抬高 5 厘米抵消地球曲率，因为天线间距的误差会直接变成图像的误差。
3. 闪烁阵用最便宜的办法堆面积：木桩、电线、偶极子，约 1.5 万英镑，学生自己用大锤打桩。它不能转动，只能等天体随地球自转经过波束；换来的是大接收面积和足以看清快速闪烁的时间分辨率。
4. 输出用笔绘记录仪，人工逐段看。贝尔一个人负责运行和分析，她认得出干扰和闪烁各长什么样，所以注意到了一段两者都不像的「毛刺」，并且没有把它丢掉。

人

• 乔瑟琳·贝尔·伯内尔（Jocelyn Bell Burnell）　休伊什的博士生；参与建阵，独自运行和看图，找到前 4 颗脉冲星；未获诺奖
• John Pilkington　测出信号的色散，判定它来自太阳系外、银河系内；论文作者
• Paul Scott / Robin Collins　用另一套设备证实了脉冲信号；论文作者
• Derek Vonberg　1946 年与赖尔建成用两面天线的射电干涉仪
• 弗雷德·霍伊尔（Fred Hoyle）　1974 年后公开批评评奖漏掉贝尔
• 托马斯·戈尔德（Thomas Gold）　1968 年指出脉冲星是快速自转的中子星
• Ruby Payne-Scott / Joseph Pawsey　1946 年 1 月在澳大利亚用海崖干涉法（一面天线加海面反射）做了最早的射电干涉观测；按维基百科的说法，综合孔径的概念也在这一年由他们提出

逸闻

• 那段「毛刺」在记录纸上只占四分之一英寸，贝尔后来说那约是她全部记录的「一千万分之一」（按 3.5 英里记录纸折算，是百万分之一的量级）。换上快速记录仪后，它又消失了一个月，1967-11-28 才重新出现。当事人自述
• 信号太规则，休伊什的第一反应是「一定是人造的」。组里半开玩笑地管它叫 LGM（小绿人）。贝尔在圣诞假期前一晚又在另一片天区找到一个周期 1.2 秒的源，外星信号的可能才被放下。当事人自述
• 关于没有得奖，贝尔 1977 年说：把诺贝尔奖发给研究生会贬低这个奖，除非情况极其特殊，「而我不认为这次属于那种情况」；「我自己并不为此难过——毕竟我有不少好同伴，不是吗」。当事人自述
• 发现公布后，记者让贝尔在土堤上站着拍、坐着拍、拿着假记录纸拍，还问她比玛格丽特公主高还是矮、有几个男朋友。当事人自述

传承：综合孔径是后来各大射电阵列和事件视界望远镜的基础；脉冲星引出了 1993 年赫尔斯与泰勒的奖，也是今天脉冲星计时阵的「钟」。

预言

格拉肖、温伯格、萨拉姆 1961–68 年的电弱理论预言，弱相互作用由 W⁺、W⁻、Z⁰ 三种粒子传递；1973 年发现中性流后，理论把质量圈在 W 60–80 GeV、Z 75–95 GeV（1980 年代初收窄到约 80 和 90 GeV），是质子的六十到一百倍。1976 年没有哪台加速器的对撞能量够得着。装置要回答：这三种粒子在不在，质量对不对。

任务书

• 质心能量要到 500 GeV 以上：两束各 270 GeV 的质子与反质子对撞，得 540 GeV；用固定靶达到同样的能量，束流要 150,000 GeV。
• 亮度要到 10²⁹ cm⁻² s⁻¹ 量级，每天才有约 1 个认得出的 Z、几个 W；设计值定在 10³⁰。
• 反质子每天至少要攒 3×10¹⁰ 个：每 100 万个 26 GeV 质子打靶只换来约 1 个可用的反质子，相空间密度要提高 10⁸ 倍以上。
• 束流要在环里存十几个小时：SPS 的真空必须比做固定靶时好得多。1979 年的设计文章说平均真空改善 10 倍可得约 24 小时的亮度寿命；维基百科转引 1989 年的一篇综述，说要存 15–20 小时须改善近三个数量级（综述原文未核）。
• 一轮运行里每个实验约 10⁹ 次对撞，认得出的 W 各只有四五个：探测器要认得出高能电子，还要靠能量不平衡算出看不见的中微子。

规模

SPS 周长

近 7 公里（约 6.9 公里）CERN 官方页写「nearly 7 km」；环是 1976 年投产的 400 GeV 固定靶加速器，没有新挖隧道

对撞能量

270 + 270 GeV（1981–83），1984 年起 315 + 315 GeV起初磁铁连续通电的上限是每束 270 GeV，1984 年提到 315 GeV；实际质心能量 546 GeV 与 630 GeV

反质子产额

每脉冲 10¹³ 个质子换约 10⁷ 个反质子，约百万分之一PS 的 26 GeV/c 质子打靶，收集 3.5 GeV/c 的反质子，每 2.4 秒一个脉冲；1984 年实测转换率 0.6×10⁻⁶

反质子积累环（AA）

周长 157 米，一天攒 10¹¹ 量级的反质子设计 6×10¹¹ 个 / 24 小时；1984 年实测 1.7×10¹¹ 个 / 24 小时，最大堆积 2.8×10¹¹ 个

冷却

相空间密度提高 8–9 个数量级随机冷却加堆积，从靶到堆芯；1984 年实测 5.4×10⁸ 倍

真空

比固定靶时期好 10 倍到近三个数量级（来源不一）1979 年设计文章：平均真空改善 10 倍，亮度寿命约 24 小时；维基百科转引 Evans、Jones、Koziol（1989）：原设计 2×10⁻⁷ 托，改善近三个数量级。具体数值未核到一手来源，置信度中

UA1

约 10 × 6 × 6 米，约 2,000 吨，约 130 位物理学家13 家机构（一说 12 家）；其中磁铁 800 吨、0.7 T；中心漂移室长 5.8 米、直径 2.3 米

UA2

约 200 吨，50–60 位物理学家6 家机构；没有中心磁场；造价约为 UA1 的三分之一

造价

约 2 亿瑞士法郎Physics Today 两篇报道的数字：1985 年 1 月一篇写作立项时的造价，1983 年 4 月一篇写作整个对撞机项目的花费，都没说明是否含探测器与积累环；UA1 探测器约 3,000 万瑞士法郎；折算：2 亿瑞士法郎约合 2025 年的 5.5 亿美元（按当年汇率和美国物价指数粗算）

思路

1. 改造，不新建。SPS 1976 年才作为 400 GeV 固定靶加速器投产，1978 年就决定改成储存环：质子和反质子电荷相反，可以共用同一套磁铁和真空管反向运行。代价是常规磁铁连续通电起初只能到每束 270 GeV。
2. 最没把握的一环先在小环上验。随机冷却 1974 年在 ISR 上只测到每小时约 2% 的效果。CERN 1977 年用 g-2 实验的旧磁铁拼出 ICE 环，1978 年年中证明三个方向都能冷却，理事会随后才批准项目。
3. 用反馈压束流。拾取电极测出一小段束流的电荷中心偏了多少，信号放大后沿弦抄近路赶到环的另一侧，把这个偏离纠回去；每圈纠一点，样本不断重新混合，积少成多。布德克尔 1966 年提出的电子冷却是另一条路。
4. 两台探测器走两条路。UA1 是带 0.7 T 磁场、几乎 4π 覆盖的通用探测器，约 2,000 吨；UA2 不要中心磁场，押在细分的量能器上，造价约为 UA1 的三分之一。W 和 Z 都由两家各自独立看到。

人

• Peter McIntyre、David Cline　1976 年提案的另两位作者
• Roy Billinge　与范德梅尔共同主持反质子积累环的建造
• Lars Thorndahl　提出更快的动量冷却办法，使单环积累可行
• Pierre Darriulat　UA2 发言人（1978–85）
• Luigi Di Lella　UA2 第二任发言人；1983 年 1 月报告 UA2 的 W 事例
• John Adams、Léon Van Hove　1976–80 年 CERN 的两位总干事，任内批准项目
• 林恩·埃文斯（Lyn Evans）　SPS 对撞机的机器物理学家，后来主持建造 LHC
• Peter Jenni　UA2 成员，1987 年起任 UA2 的 CERN 组负责人，后来任 ATLAS 发言人
• 布德克尔（Gersh Budker）　1966 年提出电子冷却，是随机冷却之外的另一条路
• 格拉肖、萨拉姆、温伯格（Sheldon Glashow, Abdus Salam, Steven Weinberg）　电弱理论的提出者，1979 年获诺贝尔奖

逸闻

• 范德梅尔 1972 年那份内部报告里写着：这项工作是 1968 年做的，当时觉得想法太离奇，不值得发表。当事人自述
• 1976 年的提案论文投给《Physical Review Letters》，被以「不适合本刊」退稿，后来收进亚琛中微子会议的文集。书刊与报道
• 诺贝尔委员会的 Gösta Ekspong 这样概括两位得主：西蒙让它成为可能，卡洛让它成为现实（Simon made it possible, Carlo made it happen）。书刊与报道
• 范德梅尔后来写道，自己「略带业余的物理路子，加上大量实际经验」反而是长处。CERN 前研究主任 Jos Engelen 说，他算不上科学家，倒是「最好意义上的工程师」。当事人自述
• 鲁比亚这样形容约 2,000 吨的 UA1：「一头巨兽，说白了就是一层套一层的盒子。」UA1 找 W 的办法是从 14 万个触发事例里筛到 39 个，再一个个用眼睛看。当事人自述

传承：范德梅尔的冷却与积累技术后来用在费米实验室 Tevatron 的反质子源上（1985 年首次对撞，1995 年发现顶夸克）；SPS 今天是 LHC 的注入器；主持 LHC 建造的埃文斯和 ATLAS 的 Peter Jenni 都出自这台对撞机。

预言

太阳靠核聚变发光，这是 1930 年代末的理论，没有人直接看过太阳的核心。如果理论对，就有大量中微子从核心直接飞到地面。庞蒂科夫 1946 年提出用氯来接：氯-37 吸收一个中微子变成氩-37。1964 年巴考尔算出预期的俘获率，戴维斯提出造一只 10 万加仑的罐子去数这些原子。

任务书

• 靶量：10 万加仑（约 380 立方米）、615 吨四氯乙烯；1964 年预期每天产生几个氩-37 原子，按后来的理论值约每天 1.6 个，实测 0.48 个。
• 深度：地下 1,478 米，约 4,200–4,400 米水当量，把宇宙线造出的氩-37 压到每天约 0.05–0.08 个。
• 提取：约每两个月一次，用氦气把平均 17 个氩原子从 38 万升液体（约 2×10³⁰ 个氯-37 原子）里吹出来，回收率约 95%。
• 计数：氩-37 半衰期 35 天，要在微型正比计数器里数上很久；本底起初约每月 10 个计数，靠脉冲上升时间甄别压下去。
• 耐久：同一套装置 1970–1994 年几乎不间断地运行了 25 年。

规模

罐体

10 万加仑（约 380 立方米）钢罐，装 615 吨四氯乙烯通行口径：卧式圆筒，直径 6.1 米、长 14.6 米（未核原文）

深度

4,850 英尺层，即 1,478 米约 4,200–4,400 米水当量，各家口径略有出入

洞室

长约 18.3 米、宽约 9.1 米、高约 9.8 米60 × 30 英尺、顶高 32 英尺；1965 年 5 月起约两个月挖成

要数的东西

每天约 0.48 个氩-37 原子2.56 SNU；理论值 8.6 SNU（2002 年）

25 年总账

产生约 2,200 个、提取 1,997 个、计数 875 个氩-37 原子1970–1994 年

造价

60 万美元1965 年币值；含洞室开挖、钢罐与液体；出自布鲁克海文化学部预算；折算：60 万美元约合 2025 年的 610 万美元（按当年汇率和美国物价指数粗算）

工期

1965 年 5 月开挖，1966 年夏罐体完工，1967 年取数，1968 年首批结果之后连续运行到 1994 年，1998 年发表最终结果

人

核心 3 人，外加 1 位顾问戴维斯、Don Harmer、兼职技师 John Galvin；顾问 Kenneth Hoffman

思路

1. 选放射化学法。让氩-37 在罐里攒两个月，再一次取出来数，不逐个实时记录反应。氯便宜，四氯乙烯是现成的干洗液，买得到几百吨；氩是惰性气体，容易从液体里吹出来。放弃的是每个事例的时间、方向和能量。
2. 端到端标定。每次提取前加入已知量的载体氩，看能收回多少；还放过中子源、注入过 500 个氩-37 原子、用氯-36 标记做过全流程试验。整套流程的回收率靠实测，不靠推算。
3. 先小后大。1955 年 3,900 升、1960 年 1,000 加仑，两次试验只给出上限；1963 年巴考尔把预期俘获率上调约 20 倍，10 万加仑的规模才显得够用，这时才去找矿、要钱。
4. 结果对不上时不改数据。测到的只有理论的三成，戴维斯逐条排除别的解释，加上升时间甄别、给洞室灌水，请怀疑的人下矿来看；巴考尔一遍遍重算太阳模型。三十多年后两边都被证明是对的。

人

• 约翰·巴考尔（John N. Bahcall）　理论家；从 1962 年起为这个实验计算预期俘获率，算了四十多年，未获奖
• 布鲁诺·庞蒂科夫（Bruno Pontecorvo）　1946 年提出氯–氩方法；1968–1969 年与 Gribov 提出振荡解释
• Don Harmer / John Galvin　建造与早期运行的另外两位成员，Galvin 是兼职技师
• Blair Munhofen　布鲁克海文的工程人员；与戴维斯一起找矿、建洞室
• Richard Dodson / Maurice Goldhaber　布鲁克海文化学部主任与实验室主任；批准并出钱
• William A. Fowler　加州理工；撮合戴维斯与巴考尔，建议做 500 个氩-37 原子的注入试验
• Gordon Garmire　1968 年提出用脉冲上升时间甄别压本底
• Keith Rowley / Kenneth Lande　后期成员；Rowley 去了矿上 25 趟，每趟一两周；Lande 是宾夕法尼亚大学的合作者

逸闻

• 有人问这个实验花了多少钱，戴维斯答：「商业电视台十分钟的广告时间。」那是 60 万美元。钱出自布鲁克海文化学部的预算，两位当事人后来都不记得写过正式的提案。当事人自述
• 巴考尔回忆，那些年全世界研究太阳中微子的人「能舒舒服服地坐进 Ray 那辆车的前排」。1964 年去找实验室主任要支持时，戴维斯建议别提天体物理，只讲核物理。当事人自述
• 为了试往液体里打氦气的喷射混合器，他们在布鲁克海文的游泳池里放了一个直径 10 英尺的有机玻璃环，戴维斯和两位同事专门去考了水肺潜水证。官方史
• 井下约 32 °C。矿工见到这几个下井的化学家，打招呼的话是：「今天逮着了吗？」早期的样品装在玻璃容器里，由人手提着过机场安检带回长岛计数。官方史

传承：它留下的「太阳中微子问题」引出了 SAGE、GALLEX 和 SNO，也让原本找质子衰变的神冈改去测太阳中微子，最后由 SNO 解决；同一层矿井现在是 Sanford 地下研究设施，放着 LZ，DUNE 的洞室也挖在这里。

入围标准：① 部分成立：颁奖词写的是「探测到宇宙中微子」，新闻稿把那只装 600 吨液体的罐子写成理由；② 从 615 吨液体里每两个月捞出平均 17 个原子；③ 选址、标定、压本底、25 年几乎不间断的运行都有当事人记录；④ 地下低本底、放射化学法；60 万美元，在十二座里属于最便宜的一档。

预言

热大爆炸理论说，宇宙早期的光今天应当冷成一层布满全天的微波，1964 年彭齐亚斯和威尔逊测到了它。理论还有两条推论：它的谱是近乎完美的黑体；各方向的温度有极小的起伏，那是星系的种子。1987 年一次火箭实验报告过亚毫米波段有超出，起伏则一直没找到。COBE 要回答这两件事。

任务书

• 谱：在 0.1–10 毫米波段把天空和一个黑体逐点相减，看偏差有没有；最终做到均方根偏差小于峰值的十万分之五。
• 起伏：在 31.5、53、90 GHz 三个频率上比较相隔 60° 的两块天区，要分辨十万分之一的温差，约 30 微开。
• 低温：FIRAS 和 DIRBE 装在 650 升超流氦杜瓦里，工作在 1.6 K 以下；氦要撑过至少 6 个月的一次全天扫描，目标 1 年。
• 轨道：900 公里高、倾角 99° 的晨昏太阳同步轨道，每分钟自转 0.8 圈，仪器始终背对地球、侧对太阳，6 个月扫完全天。
• 1986 年新加的约束：塞进 8 英尺（2.44 米）级的 Delta 整流罩，总重压到火箭运力 5,125 磅（约 2.3 吨）以内，从接到指令到具备发射条件 29 个月。

规模

卫星尺寸

长 5.49 米，收拢直径 2.44 米，太阳翼展开后 8.53 米NASA LAMBDA 档案页的数字

发射质量

2,270 公斤LAMBDA；JPL 任务库写 2,265 公斤，NSSDC 写 2,206 公斤

重新设计

约 10,000 磅、5.5 × 4.6 米 → 4,828 磅、直径 2.44 米航天飞机方案 → Delta 方案；即约 4.5 吨 → 约 2.2 吨。出自 1990 年戈达德的工程总结；4,828 磅是设计数，实际发射质量 2,270 公斤

轨道

900 公里，倾角 99°，周期 103 分钟晨昏太阳同步圆轨道，每天 14 圈

杜瓦

650 升超流氦，氦箱在轨 1.40 K1989-11-18 发射，1990-09-21 氦耗尽，撑了 10 个月（目标 12 个月）

黑体谱（FIRAS）

2.725 ± 0.002 K，偏差均方根小于峰值的十万分之五首个结果只用了 9 分钟数据：2.735 ± 0.06 K，1% 精度内看不出偏离

各向异性（DMR）

十万分之一，约 30 微开两年数据：7° 尺度 36 ± 5 微开，平滑到 10° 为 30.5 ± 2.7 微开

寿命

计划 1 年，最低要求 6 个月；实际观测 4 年 1 个月最低要求：FIRAS、DIRBE 6 个月，DMR 12 个月；DMR 一直测到 1993-12-23

团队与造价

约 1,500 人；约 1.5–1.6 亿美元人数：马瑟与 Gruber 基金会写约 1,500，瑞典皇家科学院写 1,000 多。造价是 1989、1992 年两家媒体的数字，未说明是否含发射，NASA 官方数字没有查到；折算：1.5 亿美元约合 2025 年的 3.9 亿美元（按当年汇率和美国物价指数粗算）

思路

1. 把标尺带上天。FIRAS 是一台偏振迈克尔逊干涉仪，不直接量天空的绝对亮度，只量天空与机内参考黑体之差，再用一个发射率高于 0.9999、可以挡进喇叭口的外部黑体定标器标定。要比的东西和尺子在同一台仪器里。
2. 只测差值。DMR 的每台辐射计用一对相隔 60° 的喇叭同时看两块天，只记两者之差；三个频率各做两路，互相核对并分辨银河系的前景。研制中砍掉了一个频段，省下的资源用来改进其余几路接收机；给接收机降温是 1982 年的另一项改动。
3. 约束变了就重做设计。挑战者号之后航天飞机的西海岸发射取消，团队把卫星从约 4.5 吨、直径 4.6 米改到 2.2–2.3 吨、2.44 米：去掉推进系统，重做主结构，遮阳罩、太阳翼和天线改成入轨后展开。三台仪器都保住了。
4. 自己造。1979 年前后决定不外包，由戈达德的工程师动手（氦杜瓦除外）；马瑟的理由是这些仪器要做的事没法写进合同。挑战者号之后，副项目经理 McCarthy 把人集中到一处，按「臭鼬工厂」的办法干。

人

• Mike Hauser　DIRBE（弥漫红外背景实验）首席科学家
• 雷纳·韦斯（Rainer Weiss）　1974 年戈达德提案成员，COBE 科学工作组主席；2017 年因 LIGO 获诺奖
• David Wilkinson　1974 年提案成员、科学工作组成员；WMAP 团队的核心成员，卫星以他命名
• Nancy Boggess　NASA 总部项目科学家，后任 COBE 副项目科学家
• Charles Bennett　DMR 副首席科学家，后来主持 WMAP
• Pat Thaddeus　马瑟的博士后导师，1974 年催他写提案
• Roger Mattson　项目经理
• Dennis McCarthy　副项目经理，挑战者号之后带队重新设计
• Sam Gulkis、Mike Janssen　JPL 提案的作者，后为科学工作组成员
• 路易斯·阿尔瓦雷茨（Luis Alvarez）　伯克利提案的领衔者之一，斯穆特出自他的组
• Dale Fixsen、Rick Shafer　FIRAS 数据的最终拟合；FIRAS 副首席科学家

逸闻

• 1990 年 1 月的美国天文学会会议上，马瑟放出只用 9 分钟数据得到的谱，数据点全落在黑体曲线上。Physics Today 当年的报道写「挤满人的报告厅爆发出持久的掌声」，瑞典皇家科学院 2006 年的材料写的是起立鼓掌。官方史
• 1992 年 4 月 23 日的记者会上斯穆特说：「如果你信教，这就像看见了上帝。」媒体后来传成「上帝的脸」。他事后解释，提到上帝是因为那是人人都懂的文化符号。当事人自述
• 霍金称 DMR 的结果是「本世纪最伟大的发现，甚至是有史以来最伟大的」（the greatest discovery of the century, if not of all times）；这是瑞典皇家科学院 2006 年材料的写法，注明出自 1992 年 4 月 29 日《泰晤士报》的访谈。官方史
• 公布之前，斯穆特让团队花了约一年排查系统误差，并悬赏：谁能挑出错，就送两张去世界任何地方的机票。书刊与报道
• DMR 的结果在公布之前反复核对了近一年。科学工作组主席韦斯的说法是：「19 个成员都信了，我们才能对外公布。」当事人自述

传承：FIRAS 是偏振迈克尔逊干涉仪，马瑟的讲稿里直接标着「Michelson Interferometer (Nobel 1907)」；科学工作组主席韦斯后来因 LIGO 获 2017 年诺奖；伯克利那份提案出自 1968 年得主阿尔瓦雷茨的组；后继者是 WMAP（2001）和普朗克卫星。

预言

1964 年，恩格勒与 Brout、希格斯、Guralnik 等三组人各自提出：真空里布满一种场，规范玻色子靠它获得质量。希格斯还写明，这种场对应一个有质量、自旋为零的粒子。理论没说它多重；LEP 一路搜到 114.4 GeV 也没见到它。LHC 要回答：它在不在，多重。

任务书

• 能量：两束质子各 7 TeV（设计值）在 26.7 公里的旧隧道里对撞；每秒 4,000 万次束团交叉、约 10 亿次质子碰撞，其中每一百亿次才出约一个希格斯粒子。
• 磁铁：要把 7 TeV 的质子在这条隧道里拐过弯，需要 1,232 块 15 米长的偶极磁铁，磁场 8.33 T、电流 11,850 A；用常规磁铁，环得有 120 公里长。
• 低温：磁铁工作在 1.9 K，比外太空冷；27 公里里约 23 公里要冷下来，冷质量 36,000 吨，用氦约 120 吨。
• 真空：束流管里的气压约为海平面大气压的十万亿分之一（10⁻¹³）。
• 数据：两台独立设计的探测器各自从每秒 4,000 万次交叉里挑出约 1,000 个事例存盘，交给分布在 40 多个国家、170 多个站点的计算网格。

规模

环

周长 26,659 米，地下 50–175 米（平均约 100 米）隧道内径 3.8 米，原是 LEP 的；深度范围出自维基百科，CERN 官方页只写约 100 米

主偶极磁铁

1,232 块，各长 15 米、约 35 吨，8.33 T，11,850 A磁长 14.3 米；每块约 50 万瑞士法郎；全环磁铁共 9,593 块

低温

1.9 K，氦约 120 吨，冷质量 36,000 吨CERN 低温页的数字；维基百科写约 96 吨超流氦，两个数口径不同

超导线

约 25 万公里铌钛线，每根线里 6,300 根细丝；Symmetry 2006 年的数字

ATLAS

46 × 25 × 25 米，7,000 吨体积最大的对撞机探测器；瑞典皇家科学院的背景材料写长 44 米

CMS

21 × 15 × 15 米，14,000 吨，螺线管磁场约 4 T在地面分 15 段造好再吊到地下；磁铁线圈和铁轭占 12,500 吨

人

2013 年 ATLAS、CMS 各约 3,000 人；2022 年各约 5,500 人2025 年突破奖认定四个实验的 Run 2 论文作者共 13,508 人

造价

机器与实验区 37.56 亿瑞士法郎；连同 CERN 分担的探测器和计算共 43.32 亿CERN 官方口径，不含人工；全部探测器合计约 15 亿瑞士法郎（CERN 分担的 4.93 亿已算在 43.32 亿里）；含人工与实物贡献接近 100 亿美元；常见的「75 亿欧元」是 2010 年媒体口径；折算：43.32 亿瑞士法郎约合 2025 年的 60 亿美元（按当年汇率和美国物价指数粗算）

2008 年事故

1 处接头故障，53 块磁铁受损，约 6 吨氦泄漏，耽误约 14 个月出事的接头电阻约 220 nΩ，规格是 0.6 nΩ 以下、量产平均 0.2 nΩ；全环这样的接头约 10,000 个

思路

1. 借旧隧道。LEP 的隧道 1985–88 年开挖时，按日后再放一圈超导环的尺寸做大了。不挖新隧道省钱省工期，也把周长锁死在 26.7 公里，能量只能靠磁场：两束共用一个铁轭的「二合一」磁铁，8.33 T、1.9 K。
2. 分步批准，拉外援。1994 年 12 月理事会批的是先少装三分之一磁铁的方案，是否一步建成留待以后再定；日本（3 亿瑞士法郎）等非成员国先后答应出钱，1996 年 12 月理事会批准一步建成，美国的约 5 亿美元到 1997 年 12 月才签约。
3. 降额换时间。2008 年事故后排查接头，在升温检修的区段里有 10–15% 的铜稳定体没焊实，其余区段当时查不了。CERN 没有再把全环升温返工，先以每束 3.5 TeV（设计值的一半）运行；发现希格斯粒子后，才在 2013–15 年给每个接头焊上分流片。
4. 两台探测器有意做得不一样。ATLAS 用 8 个大线圈的环形磁铁，个头最大；CMS 押在一个约 4 T 的大螺线管上，小而重。目标相同，技术路线不同。CERN 的说法是：两台独立设计的探测器，是新发现能互相确认的前提。

人

• 林恩·埃文斯（Lyn Evans）　LHC 项目负责人（1994–2008），此前做 SPS 对撞机
• Giorgio Brianti　1985 年提出两束共用一个磁铁的「二合一」设计
• 卢乔·罗西（Lucio Rossi）　2001–11 年领导 LHC 的磁铁、超导体与低温恒温器组
• Steve Myers　2008 年事故后主持修复和重新启动
• Peter Jenni　ATLAS 首任发言人（1995–2009），出自 UA2
• 法比奥拉·贾诺蒂（Fabiola Gianotti）　ATLAS 发言人（2009–13），2012 年 7 月 4 日报告 ATLAS 结果
• Michel Della Negra　CMS 首任发言人（1992–2006），出自鲁比亚的 UA1 组
• Tejinder (Jim) Virdee　CMS 发言人（2007 年起三年），主张用钨酸铅晶体量能器
• Guido Tonelli　CMS 发言人（2010–11），2011 年 12 月报告初步迹象
• Joe Incandela　CMS 发言人（2012–13），2012 年 7 月 4 日报告 CMS 结果
• Robert Brout　与恩格勒合写 1964 年论文，2011 年 5 月 3 日去世
• Gerald Guralnik、C. R. Hagen、Tom Kibble　1964 年第三组论文的三位作者，未获奖
• Chris Llewellyn Smith、Luciano Maiani　两任总干事：前者任内获批，后者处理 2001 年超支

逸闻

• 希格斯讲机制的那篇稿子先被《Physics Letters》退回。他补了一段，点明理论预言一个有质量的标量粒子，改投别处。他后来说，要是原稿被收了，这一段「根本不会印出来」。2012 年 7 月 4 日他在 CERN 的报告厅里抹了眼泪。当事人自述
• 2009 年 11 月初重启前，81 区段从 1.9 K 升到近 8 K。机器协调人 Mike Lamont 对记者说，地面供电设备的母线上有「一小块法棍」；报道说可能是鸟丢的。当时没有束流，两天后温度已在回落。书刊与报道
• 2016 年 4 月 29 日一只小动物弄坏地面的高压电气设备，LHC 连夜停机；CERN 新闻负责人说「大概是只黄鼠狼」，内部简报写的是貂。同年 11 月 21 日又来一只，这第二只被做成标本，进了鹿特丹自然历史博物馆。书刊与报道
• 2008 年 3 月 21 日，Walter Wagner 和 Luis Sancho 在夏威夷的联邦地区法院起诉 CERN、美国能源部等，要求叫停 LHC，理由是可能造出黑洞；9 月 26 日法院以无管辖权驳回。书刊与报道
• 诺奖公布那天希格斯出门躲记者，他没有手机，是回家路上一位旧邻居告诉他得奖的。他后来对 BBC 说，奖只发两个人，等于承认 Brout 是那个没法再领奖的第三人。书刊与报道

传承：隧道来自 LEP（1989–2000），注入器是 1959 年的 PS 和 1976 年的 SPS；项目负责人埃文斯、ATLAS 的 Jenni、CMS 的 Della Negra 与 Virdee 分别出自 SPS 对撞机、UA2 和 UA1。奖给了 1964 年的理论，颁奖词点名的是 2012 年的两个实验。

同一类机器的反例 SSC，见 工程思维一章的末尾。

预言

1957 年庞蒂科夫（Bruno Pontecorvo）提出中微子可能在飞行中变换身份，1962 年牧、中川、坂田给出味混合的图像；这要求中微子有质量，而标准模型里它没有。1968 年起戴维斯测到的太阳中微子只有预期的三成左右。两台探测器要回答：中微子是少了，还是变了。

任务书

• 质量：超级神冈 5 万吨超纯水（有效体积 2.25 万吨），比神冈大 10 倍以上，才能攒够按方向和能量细分的事例。
• 光：内壁约 40% 的面积铺上 20 英寸光电倍增管（11,146 只），才能分清 μ 型与电子型事例并定出方向。
• 深度：超级神冈在地下 1,000 米；SNO 在约 2,070 米，每天只剩约 70 个宇宙线 μ 子。
• 重水：SNO 要 1,000 吨重水，才能同时测带电流、中性流、弹性散射三种反应；重水里的钍要低于 3×10⁻¹⁵ 克每克。
• 洁净：SNO 整个井下实验室按洁净室运行，进出淋浴更衣；12 米的亚克力球在井下由 122 块板粘成。

规模

超级神冈水罐

直径 39.3 米、高 41.4 米，5 万吨超纯水有效体积 2.25 万吨；地下 1,000 米

超级神冈的光电倍增管

内层 11,146 只 20 英寸管，外层 1,885 只 8 英寸管1996–2001 年的数字；内壁覆盖约 40%；现为 11,129 只

2001 年事故

约 5–10 秒内毁掉内层 6,777 只、外层约 1,100 只官网年表口径；事故调查的中期报告写内层未损 4,367 只，2002 年恢复时用了 5,182 只（多出的约 800 只来源没有查到），2006 年补齐

SNO 重水

1,000 吨，向加拿大原子能公司借来估值约 3 亿加元

SNO 亚克力球

直径 12 米、壁厚 5.5 厘米，122 块板井下粘成粘缝总长 500 多米

SNO 洞室与深度

直径 22 米、高 34 米；地下约 2,070 米约 6,000 米水当量；挖出 6 万多吨岩石

SNO 光探测与屏蔽

9,438 只 8 英寸（20 厘米）管；约 7,000 吨轻水另有 91 只朝外的管子；球架直径 17.8 米

造价

SNO 7,300 万加元1990–1998 年建造费，不含借来的重水；超级神冈的造价没有查到一手数字；折算：7,300 万加元约合 2025 年的 9,500 万美元（按当年汇率和美国物价指数粗算）

人

超级神冈 1998 年论文 121 位作者；SNO 约 100 人2016 年突破奖五个中微子实验合计约 1,370 人；得主 2 人

思路

1. 关键器件和供应商一起从头开发。1979 年小柴向滨松要 25 英寸的管子，当时滨松只试制过 8 英寸；两年后做出 20 英寸管。美国的同类方案用几千只 5 英寸管，小柴要靠更大的管子在灵敏度上补回来。
2. SNO 选重水，是为了让一台探测器同时给出三个数：只认电子中微子的带电流、三种中微子都认的中性流、以及弹性散射。重水太贵，就向加拿大原子能公司借。
3. 同一个量测三遍。SNO 的中性流先靠氘本身俘获中子，再靠溶进去的 2 吨食盐，最后靠挂进球里的氦-3 计数管，三种办法的系统误差互不相同。
4. 事故后先恢复、再补齐。2001 年连锁内爆后，超级神冈用约一半数量的管子（5,182 只）加防护罩，约一年后恢复观测，2006 年才补齐；防护罩的作用是让一只管子内爆时冲击波出不去。

人

• 小柴昌俊（Masatoshi Koshiba）　神冈的设计者，向滨松提出大口径管；2002 年诺贝尔奖得主
• 户冢洋二（Yoji Totsuka）　超级神冈首任实验负责人；2001 年事故后下令重建（2008 年去世）
• 昼马辉夫（Teruo Hiruma）　滨松光子社长；1979 年答应小柴试制大口径光电倍增管
• 铃木洋一郎（Yoichiro Suzuki）　与梶田并列为突破奖里超级神冈的具名领导者
• Herbert H. Chen　加州大学尔湾分校；1984 年提出用重水测中性流，1987 年去世
• George Ewan　女王大学；与 Chen 共同发起 SNO 合作组，加方发言人
• David Sinclair　牛津大学；1985 年带英国团队加入，英方发言人
• 牧二郎、中川昌美、坂田昌一（Maki, Nakagawa, Sakata）　1962 年提出中微子味混合；庞蒂科夫 1957 年先提出振荡设想

逸闻

• 1979 年，小柴把滨松社长昼马辉夫请到研究室，开口就问：能不能给我做一只 25 英寸的管子。昼马点头说那就试试。最后做成的是 20 英寸；玻壳用的是做保温瓶和微波炉器皿的硬质玻璃，电极用的是和厨房水槽一样的不锈钢，为的是省钱。官方史
• 滨松的工人戴着头盔和防爆面罩做管子，第一只管子的光阴极反应到变色的那一刻，围在排气台边的人欢呼起来。跌落试验表明，套一个塑料袋就能兜住内爆飞出的玻璃。20 年后毁掉超级神冈约六成管子的，正是水下一只管子的内爆。官方史
• 2001 年 11 月 12 日 11 点 01 分，超级神冈重新注水到 31.7 米。在场的人感到剧烈摇晃，听到 5 到 10 秒的轰鸣；触发率从每秒约 10 次跳到 100 万次以上，8.8 公里外的地震仪也记到了。源头是罐底 10810 号管或它的邻居。官方史
• 进 SNO 的井下实验室，要先脱掉矿工服、淋浴、换洁净服；设备要过井下的「洗车房」。那一层的岩石温度是 42 °C。官方史
• SNO 的亚克力球当年装重水，比外面的轻水重，要用绳子吊着；现在改装液体闪烁体做 SNO+，比水轻，绳子改成了往下拉。官方史

传承：神冈 3,000 吨放大成超级神冈 5 万吨，下一步是 Hyper-Kamiokande；SNO 回答的正是 Homestake 留下的太阳中微子问题；IceCube 用的是同一种切伦科夫光加滨松光电倍增管，只是把水罐换成了冰。

入围标准：① 只算部分成立：颁奖词写的是发现本身，没有点装置，但新闻稿与背景材料全程以两台探测器为主线；② 5 万吨水配 1.1 万只 20 英寸管，1,000 吨重水放在 2 公里深的洁净室里；③ 借重水、事故与重建、三阶段测量都有一手记录；④ 地下低本底探测器。

预言

爱因斯坦 1916 年由广义相对论推出：加速运动的质量会辐射引力波，时空本身被拉伸和压缩，效应极小。1974 年发现的脉冲双星给了间接证据。LIGO 要回答的是：能不能在地面上直接量到这种拉伸——在 4 公里的距离上分辨出 10⁻¹⁸ 米量级、比质子直径小约三个数量级的变化。

任务书

• 臂长 4 公里，光在臂里来回约 280 趟，等效臂长约 1,120 公里；要分辨的应变是 10⁻²¹ 量级，对应镜间距离的变化在 10⁻¹⁸ 米量级。
• 真空：每个站约 1 万立方米抽到约 10⁻⁹ 托，管径 1.2 米、壁厚 3 毫米，抽气约 1,100 小时（官网记作 40 天），其间有 30 天把管子加热到 150–170 °C 烘烤，此后不再破真空。
• 隔振：40 公斤的镜子挂在四级摆上，主动平台先把振动压到 2×10⁻¹³ 米以下，四级摆再压低近 6 个数量级。
• 两个站相距 3,002 公里（光行约 10 毫秒），同一个信号要在这个时间窗里先后出现才算数。
• 分两代：初代先达到设计灵敏度（2006 年做到），第二代再提高 10 倍，才进入预计有信号的范围。

规模

臂长

4 公里 × 2 条臂 × 2 个站等效臂长约 1,120 公里（光来回约 280 趟）

两站距离

3,002 公里，光行约 10 毫秒首次探测时两站到达时间差 6.9 毫秒

真空

每站约 1 万立方米，约 10⁻⁹ 托束流管直径 1.2 米、钢板厚 3 毫米；抽气 1,100 小时，150–170 °C 烘烤 30 天

镜子

40 公斤熔石英，直径 34 厘米、厚 20 厘米四级摆悬挂，整套 360 公斤，末级用 0.4 毫米熔石英丝

要测的量

应变 10⁻²¹，臂长变化约 4×10⁻¹⁸ 米GW150914 的实际值，约为质子直径的四百分之一（应变乘臂长，本页算的）；官网说仪器能分辨到约 10⁻¹⁹ 米，即质子宽度的万分之一

激光

1,064 纳米；设计输入 200 瓦、臂内 750 千瓦2015 年首次探测时输入约 20 瓦

造价

1994 年方案 3.654 亿美元；Advanced LIGO 2.051 亿美元；到 2016 年国家科学基金会累计投入约 11 亿美元当年价；1994 年方案含 0.687 亿调试运行费；11 亿含运行与科研资助；折算：这几笔合计约合 2025 年的 11 亿美元；这是两笔建造费，和「到 2016 年累计约 11 亿美元」的投入不是同一口径（按当年汇率和美国物价指数粗算）

工期

1972 年设想，1994 年动工，2002 年首次科学运行，2015 年探测到初代 2002–2010 年零探测

人

发现论文 1,005 位作者；得主 3 人LSC 成员 2016 年 1,000 多人，2025 年 1,600 多人

思路

1. 先写噪声预算。韦斯 1972 年的报告先把地震、热噪声、散粒噪声、激光频率抖动逐项估算，再由此推出臂长要到公里级、镜子要悬挂、光路要抽真空。此后四十年的设计都是在这张噪声清单上逐项往下压。
2. 分两代造。初代 LIGO 用成熟技术，目标是证明能造出来并达到设计灵敏度，不保证看到信号；真空系统 1998–1999 年抽好后一直保持，第二代探测器 2010–2014 年装进同一套真空里。初代 8 年零探测，Advanced LIGO 开机不久就收到信号。
3. 建两个相同的站。两台干涉仪相距 3,002 公里，本地的地震、车流、渡鸦不会同时出现在两处；一个信号必须在 10 毫秒的时间窗内先后出现在两站，才进入候选。
4. 演习整个团队。2007 年和 2010 年两次盲注入；2010 年那次全组分析了 6 个月，写完论文、约 400 人表决通过之后才揭晓。2015 年真信号到来时，核查注入通道、估计误报率、内部审稿都有现成的流程。

人

• Ronald Drever　1931–2017，创始三人之一；法布里–珀罗臂腔与激光稳频；1992 年离开项目
• Rochus Vogt　加州理工；首任主任，1989 年建造提案的牵头人，1994 年卸任
• Joseph Weber　马里兰大学；1960 年代用共振棒开创引力波探测，结果未被重复
• Robert Forward　Weber 的学生；在休斯研究实验室造出第一台原型干涉仪（臂长 8.5 米）
• M. Gertsenshtein / V. Pustovoit　1962 年最早提出干涉仪方案的两位苏联物理学家
• Stanley Whitcomb　与 Drever 一起带加州理工的实验组；后任 LIGO 实验室首席科学家
• David Shoemaker　麻省理工；Advanced LIGO 项目负责人
• David Reitze　LIGO 实验室执行主任，2016 年宣布发现
• Gabriela González　路易斯安那州立大学；首次探测时的 LSC 发言人
• Marco Drago　汉诺威马普引力物理所博士后；最先看到 GW150914 的警报
• Jay Marx　时任 LIGO 实验室执行主任；2011 年当众打开 Big Dog 的信封

逸闻

• 2010 年 9 月的一天凌晨 2 点 40 分，Jonah Kanner 被警报叫醒：一个像是来自大犬座的强信号。合作组分析了 6 个月，写好论文，约 400 人表决通过，开了香槟。随后主任 Jay Marx 打开信封：信号是约 5 人的小组秘密注入的。当事人自述
• 2015 年 9 月 14 日真信号到来时，汉诺威的博士后 Marco Drago 正准备去吃午饭。这时离正式观测还有 4 天。团队先查是不是又一次演习，负责注入的人答复说没有组建注入小组，日志里写的是「没有任何瞬态注入」。官方史
• 2017 年 7 月，汉福德的传感器里出现一串敲击声。工作人员到 4 公里臂的尽头查看，发现冷却管路结的霜上全是啄痕，还当场撞见一只渡鸦在啄冰解渴。改了管路不再结霜，信号就没了。官方史
• 韦斯转向干涉仪，起因是他在麻省理工讲课时没法向学生讲清 Weber 的共振棒到底怎么工作，于是自己想了一个他能讲明白的办法。官方史

传承：迈克尔逊干涉仪的直系后代：等效臂长从 1887 年的 11 米到 1,120 公里；韦斯同时参与过 COBE；后继是 LIGO-India、Cosmic Explorer、Einstein Telescope 与空间的 LISA。

入围标准：① 颁奖词直接写了 LIGO detector；② 4 公里臂长上分辨 10⁻¹⁸ 米，1 万立方米的超高真空；③ 三人共管失灵后重组、两代分步、双站、盲注入都有一手记录；④ 精密测量类，十二座里唯一的引力波探测器。

预言

1960 年，马尔可夫（Moisey Markov）提出：在深水里布光传感器，靠切伦科夫光探测中微子。宇宙线 1912 年发现，源头不明；中微子不带电、不被遮挡，能直接指回源头，但流量极低，要立方公里的透明介质才看得到。IceCube 要回答：宇宙里有没有高能中微子源，在哪。

任务书

• 体积：约 1 立方公里、10 亿吨冰。这么大的探测器，一年记到约 10 万个中微子，其中估计只有约 100 个来自天体。
• 深度：冰下的传感器全部放在 1,450 米以下。浅处的冰有气泡，光走不到 1 米就散掉；约 1,400 米以下气泡被压没，光要走 100 米以上才被吸收（散射长度几十米）。
• 计时与功耗：信号在模块里就地数字化，定时指标 5 纳秒（实测约 2 纳秒）；每个模块限 5 瓦，因为发电的油要靠飞机运进来。
• 可靠性：模块冻进冰里就再也取不出来，设计要求 15 年后仍有 90% 存活。
• 工期：每年只有 11 月到次年 2 月能施工，一个 2,500 米深的孔要在 2 天内钻完；所有设备都要拆成能装进 LC-130 运输机的模块。

规模

阵列

86 根缆 × 60 个光学模块 = 冰下 5,160 个加上冰面 IceTop 的 324 个，全台 5,484 个

体积与质量

约 1 立方公里、约 10 亿吨冰仪器覆盖的冰体，不是有效体积

深度

冰下 1,450–2,450 米南极点冰盖厚约 2,810 米

间距

缆间距 125 米，模块间距 17 米中心 8 根 DeepCore 加密缆：平均 72 米、7 米

钻孔

直径 60 厘米、深约 2,500 米；热水钻约 5 兆瓦热功率 4.7 兆瓦加 0.3 兆瓦电力；每分钟约 760 升、88 °C 的水

每孔耗时与耗油

首孔 57 小时，全程平均约 48 小时（含周转）；纯钻进最快 27 小时；平均约 1.8 万升燃油官网口径 4,800 加仑（18,169 升）

工期

7 个南极夏季，各季下缆 1、8、13、18、19、20、7 根第一根 2005-01-29，最后一根 2010-12-18

造价

2.795 亿美元建造费，2004–2010 年当年价，不含运行；美国国家科学基金会 2.421 亿，比利时、德国、瑞典合计 0.374 亿；折算：2.795 亿美元约合 2025 年的 4.2 亿美元（按当年汇率和美国物价指数粗算）

人

约 450 人、58 家机构、14 个国家合作组成员数（官网 2025-01 口径）；得主 1 人

思路

1. 介质不造，用现成的。哈尔岑与 Learned 1988 年提出用南极冰：冰是固体，能当施工平台，南极点有现成的科考站和航线；代价是冰对光的散射比海水强。走深海路线的 DUMAND 1993 年第一根缆下水不久就失效，1995 年终止。
2. 先造小的。AMANDA 头 4 根缆放在 800–1,000 米，气泡让光只能走几十厘米；1995–96 年改到 1,500–2,000 米才看清。做到 19 根缆、测到大气中微子之后，立方公里的方案才拿到钱。
3. 信号在模块里就地数字化。AMANDA 把模拟信号经长电缆或光纤送上冰面；IceCube 让每个模块自带采样芯片和时钟，用铜双绞线传数据。方案先在 AMANDA 第 18 号缆上装约 40 个样机验证。
4. 把预备金放在范围里。2004 年定基线时把 80 根缆减到 70 根，腾出 22% 的预备金；钻井一年比一年快，后来恢复到 80 根，再加国外伙伴出资的 6 根，最终 86 根，按原定工期和预算完工。

人

• John Learned　夏威夷大学，DUMAND 成员；1988 年与哈尔岑合写南极冰方案的论文
• Robert Morse　威斯康星大学；1990 年在格陵兰第一次测成冰的透明度
• P. Buford Price / Doug Lowder / Steve Barwick　伯克利一组人，1989 年最早把光电倍增管带到南极的冰孔里去试；Barwick 设计了第一版 AMANDA
• Bruce Koci　冰钻工程师，AMANDA 热水钻的开创者；2006 年去世
• Per Olof Hulth　1943–2015，斯德哥尔摩大学；1992 年带瑞典团队加入，IceCube 首任发言人
• Christian Spiering　DESY 蔡森分部；先做贝加尔湖的实验，后带组加入 AMANDA，写了这一领域的史述
• David Nygren / Robert Stokstad　伯克利实验室；提出并推动「模块内就地数字化」的数字光学模块
• Jim Yeck　IceCube 项目主任，管建造期的范围、进度与预算
• Albrecht Karle　威斯康星大学；建造期主管科学与仪器的副主任，现为 Upgrade 首席科学家
• Thomas Gaisser　1940–2022，特拉华大学；IceTop 的灵魂人物，2007–2011 年任发言人
• 石原安野（Aya Ishihara）　千叶大学；在极高能中微子分析里找到 Bert 与 Ernie
• Erin O'Sullivan　乌普萨拉大学；2025 年 5 月起任合作组发言人

逸闻

• 1987 年秋哈尔岑去堪萨斯大学做报告，冰川学家 Ed Zeller 告诉他，苏联人在南极东方站用无线电天线找中微子。他和两位同事算下来阈值太高，才想到改用光。他后来写道，那是「最难的一道 Jackson 习题」，又自嘲「毕竟我是个理论家，写篇论文就满足了」。当事人自述
• 1993 年平安夜，AMANDA 第一根缆下放，10 个人在零下 30 °C 里干了 17 个小时。两天后钻孔回冻，孔内压力升到周围的约 5 倍，压坏了一只管子和几个接头；之后改成慢慢回冻。等数据出来才发现，800–1,000 米的冰里全是气泡。当事人自述
• 1991 年南极点的第一台热水钻叫 Bucky-1，加热功率只有 0.5 兆瓦，想钻到 1,000 米时卡在孔里，至今还在冰下。哈尔岑后来给年轻科学家讲课，常拿 AMANDA 的头几年举例：「别读书，动手干。没有什么比无知加上运气更好。」书刊与报道
• 发现时能量最高的两个事例被组里的博士生叫作 Bert 和 Ernie，名字取自儿童节目《芝麻街》；2016 年记录到的格拉肖共振事例则被叫作 Hydrangea（绣球花）。官方史
• 得奖当天哈尔岑对 Physics Today 说：这是一场不保证成功的冒险，我们运气好，才闯过各种难关。他还说自己正在写一份提案，希望这个奖能帮它获批。在更早的口述史里他说，几次想把首席科学家的差事交出去，都没成。当事人自述

传承：探测原理与神冈、超级神冈相同（切伦科夫光加滨松的光电倍增管），只是把水罐换成天然冰；前身是 AMANDA，后继是 IceCube Upgrade 与拟议中的 IceCube-Gen2，南海的海铃计划走的是同一条路。

入围标准：① 颁奖词直接写了 IceCube Neutrino Observatory；② 1 立方公里、10 亿吨的探测介质，5,160 个模块埋在 1,450–2,450 米；③ 选址、先 AMANDA 后 IceCube、范围与预备金、钻井逐年提速都有一手记录；④ 冰下天文台，十二座里唯一建在南极的。