LIGO 的科學家們是如何使用 Python 語言的？

幾天前，我們介紹了一個可以分析引力波資料的Python包——GWPY，這個包整理自發現引力波的科研機構LIGO。但是有的讀者覺得我很能扯，居然能把引力波發現與Python聯絡在一起。但事實是，我說的一點也沒錯：Python在這次引力波大發現的過程中起到了非常重要的作用。

在公佈了引力波大發現之後，LIGO在國外知名網站Reddit發起了一個AMA（Ask Me Anything）問答互動活動。來自LIGO各地分支機構的科學家們線上回答網友的問題，其中就有網友問到了Python在科學界的作用和地位。LIGO科學家的回答充分支援了我上面的觀點。

LIGO Reddit Ask Me Anything

LIGO在Reddit上發起的這個問答活動是週六（2月13日）開始的，按介紹活動會持續兩天。由於LIGO其實是一個類似合作聯盟的機構，它的團隊成員來自全球各地，因此Reddit上共有5個來自LIGO的賬號回答問題，分別是：

• LIGO_WA：華盛頓州Hanford觀測站的科學家
• LIGO_LA：路易斯安那州Livingston觀測站的科學家
• EGO_VIRGO：在義大利研究VIRGO觀測器的科學家
• LIGO_Instrumentation：負責建造、管理引力波監測裝置的科學家
• LIGO_Astrophysics：負責對監測資料進行天體物理學解釋和分析的科學家

有關Python問題的回答就來自最後兩個賬號，即負責管理監測裝置和分析監測資料的科學家們。

LIGO Instrumentation

據負責管理引力波監測裝置的科學家介紹，他們使用Python語言對大部分監測裝置進行自動化管理。為了確保這些裝置處於最佳的敏感度，科學家要執行很多個控制迴圈（control loops），可是又不能同時啟動。這些控制步驟必須要按照正確的步驟，一步一步進行，程式非常複雜，還要考慮反饋增益（feedback gains）等因素。因此，他們使用Python編寫了一個軟體來進行自動化處理。這僅僅是眾多自動化操作中的一個。

還有一個回答提到，負責監聽引力波的主要資料分析管道（pipelines）之一，就是執行在Python環境上。

LIGO Astrophysics

LIGO負責資料分析的科學家認為，Python在科學界發揮著極其重要的作用。LIGO使用的許多分析工具都是用Python開發的，而且這次引力波大發現最終的統計顯著性（final significance）就是用這些工具計算得出。

LIGO介紹這次發現的論文中，幾乎所有的圖表都是用Python繪製的。其中，大家在媒體報導中看到的下面這幅圖，也是使用Python繪製而成（具體來說是matplotlib庫）。

可以說，Python已經成為LIGO科學家日常使用的主要程式語言。

LIGO 都開發了哪些Python庫？

除了之前介紹的GWPY，LIGO還開發了下面的Python庫。

• LIGO-CBC
• LSCSOFT
• 等等

另外，LIGO已經在網站上公開了這次發現的相關資料，供其他科學家研究分析，並且提供了詳細的資料分析教程。