文/簡書作者：findingsea

北京時(shí)間2016年2月11日晚，激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)通過觀測兩個(gè)黑洞的碰撞融合過程，并宣布證實(shí)了引力波的存在。

隨著而來的，是微博和票圈排山倒海的轉(zhuǎn)發(fā)，不管是資深天文迷或者物理學(xué)愛好者，還是資深熱門事件參與愛好者，都熱情高漲，大家紛紛表示科學(xué)太偉大科學(xué)新時(shí)代balabalabala，然后心滿意足地睡覺去了。

在此謹(jǐn)向彼得希格斯教授以及LHC（歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)）研究中心致以最深切的遺憾，2013年他們同樣劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)與成就，在中國的社交媒體上連個(gè)水紋都沒有。

不過，不管是真的愛好科學(xué)，還是只刷下存在感，有更多人參與，就有更多能了解，也算是為科普工作盡一份力。

由于這次發(fā)現(xiàn)的影響力如此巨大，在各種網(wǎng)絡(luò)媒體上，都已經(jīng)發(fā)布和轉(zhuǎn)載了各類科普文章和視頻，詳細(xì)直觀地解釋了引力波是什么以及如何探測引力波，只要你用心看完，懂得其中道理不是難事。

我想在本文稍作說明的，是為什么探測到引力波有如此重大意義？為什么不管是科學(xué)家還是科普媒體，都跟打了雞血一樣興奮？為什么說這是劃時(shí)代的成果并開啟人類探索宇宙的方式？甚至有不少天文學(xué)家，將其對天文學(xué)的意義比喻為「如同伽利略第一次將望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)夜空」。

對相對論最后一塊拼圖的驗(yàn)證：

探測到引力波的最直接成果之一，就是使得廣義相對論真正成為了完備驗(yàn)證的理論。

似乎冥冥之中自有天意，1915年愛因斯坦發(fā)表場方程，建立廣義相對論，隔年他利用廣義相對論預(yù)言引力波的存在，百年之后人類第一次直接探測到引力波，完備驗(yàn)證了廣義相對論。

在愛因斯坦提出廣義相對論后，實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家對其做了大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，絕大部分的實(shí)驗(yàn)都證實(shí)相對論各方面的正確性，其中最著名的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)屬1919年艾丁頓利用日全食所做的引力場中的光線偏折實(shí)驗(yàn)，也是這個(gè)實(shí)驗(yàn)算是第一次部分驗(yàn)證了廣義相對論（當(dāng)然這對諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)并沒有什么卵用，終愛因斯坦一生也沒能因?yàn)閺V義相對論獲獎(jiǎng)，唯一一次獲獎(jiǎng)是因?yàn)樗麑怆娦?yīng)的研究）。

愛因斯坦用廣義相對論做出的種種預(yù)言都陸續(xù)得到了驗(yàn)證，唯有引力波實(shí)在探測難度太高，一直沒有得到直接的驗(yàn)證。雖然物理學(xué)界都已經(jīng)普遍接受廣義相對論，并公認(rèn)其正確性，能不能直接探測都不影響相對論的地位（普遍認(rèn)為直接探測也只是時(shí)間問題），但引力波就好像是一張完美拼圖上的最后一塊，如今這塊拼圖終于拼上了。

記得把探測報(bào)告燒給愛因斯坦，這樣他又能拿著向上帝炫耀了。：）

感知宇宙的漣漪：

在能探測到引力波之前，人類對宇宙的觀測手段，經(jīng)歷了這么幾個(gè)階段：

肉眼：再原始不過了，什么亂七八糟的星座都是古人拿肉眼看的。

光學(xué)望遠(yuǎn)鏡：一下子拓寬了我們的視野，能看到肉眼不能及的范圍，著名的哈勃望遠(yuǎn)鏡就是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。

射電望遠(yuǎn)鏡：通過接收來自宇宙的各種射電波來聆聽宇宙，我們在科幻片里常看到的朝天的「大鍋」就是射電望遠(yuǎn)鏡。

如果把肉眼和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡比喻成「看」，那射電望遠(yuǎn)鏡就像是「聽」，而引力波就是「感知」。通過漣漪的波動(dòng)，來反推出核心漩渦的信息。

雖然在沒有霧霾和城市光污染的夜晚里，我們能看到璀璨的星河，但是要知道真正的宇宙中，大部分地方（90%以上）都是無盡的黑暗。而且這種黑暗是真正的、永恒的黑暗——因?yàn)樗鼈兪呛诙春桶滴镔|(zhì)，不管造多強(qiáng)多好的望遠(yuǎn)鏡，對這些黑暗我們都束手無策。

有了引力波探測之后，這是「開眼看世界」級(jí)別的提升，我們終于有能力去探測宇宙的黑暗里到底有什么。雖然暗物質(zhì)無形無色，但是它有著巨大的質(zhì)量，利用引力波我們終于能捕捉到它的蛛絲馬跡。和引力波觀測的廣度相比，我們以前對宇宙的觀測和認(rèn)知簡直如同瞎子猜謎。利用引力波之后，我們終于可以看到一個(gè)完整的宇宙。像這次LIGO就觀測到了兩個(gè)黑洞的融合過程，這在以前是連想都不敢想的。

同時(shí)，對原初引力波的研究，更是把目標(biāo)直指終極理論（大爆炸）。想想在有生之年，我們也許能見證終極理論被證實(shí)的一天，一窺上帝的秘密，簡直太讓人興奮了。

看各種言論，已經(jīng)有同學(xué)樂觀起時(shí)間旅行了。是的，時(shí)間旅行的確也是相對論的衍生，但是LIGO的本次實(shí)驗(yàn)，只是檢測了空間彎曲，而不是時(shí)空彎曲，雖然一字之差，卻是云泥之別。人類對時(shí)間的利用還遙遙無期。不過誰知道呢，科學(xué)不就是去完成原來看起來不可能的事情嗎？：）

實(shí)驗(yàn)物理的追趕：

在過去的很長時(shí)間以來，物理學(xué)陷入實(shí)驗(yàn)物理遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于理論物理的掙扎中。也就是說，理論物理學(xué)家已經(jīng)提出了一大堆合理假說，但是實(shí)驗(yàn)難以驗(yàn)證（愛因斯坦那時(shí)候就是這樣）。

不過，隨著工程技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)在我們都有更大功率的強(qiáng)子對撞機(jī)了，我們有更好的激光干涉引力波天文臺(tái)了，而且我們即將會(huì)有引力波探測衛(wèi)星了，我們可以在繞地軌道上構(gòu)建起數(shù)百公里的引力波探測陣列。

實(shí)驗(yàn)物理終于要臨頭趕上了，同時(shí)人類對真理的探索也邁出了無比堅(jiān)實(shí)的一步。

結(jié)語：

結(jié)束之前，我想提一下希格斯教授的研究成果。在很多物理學(xué)研究中，質(zhì)量都是必不可少條件，比如質(zhì)能方程，比如萬有引力方程，但是有沒有想過：那質(zhì)量是哪里來的？對中子質(zhì)子夸克的研究表明：這些基本粒子本質(zhì)上就是一團(tuán)能量。那物質(zhì)的質(zhì)量從何而來？希格斯教授提出的微觀粒子理論體系，預(yù)言了微觀世界中，存在這么一種粒子，它可以賦予別的粒子質(zhì)量，命名為希格斯粒子。世界上大多數(shù)強(qiáng)子對撞機(jī)的最初建造目的就是找尋希格斯粒子，30多年來，量子物理學(xué)家不斷研究，對撞機(jī)也越造越大。2013年，LHC根據(jù)最新一次對撞機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，宣布證實(shí)了希格斯粒子的存在。同年，彼得希格斯教授被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

希格斯粒子的證實(shí)，從理論層面使得微觀粒子理論徹底統(tǒng)一（這也是為什么此后就有很多量子物理學(xué)家轉(zhuǎn)而去研究暗物質(zhì)了），從實(shí)際意義層面，想象一下以后我們也許有能力隨意控制一個(gè)物體的質(zhì)量，如果將其質(zhì)量降到無限小，那么就可以輕易將其加速到接近光速，這畫面簡直太美了。

最后不知道如何結(jié)尾，只是想說，現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展早就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了人類常識(shí)，去了解和學(xué)習(xí)這些理論和知識(shí)，也許對日常生活沒有幫助，但是它能讓我們更敬畏我們生活的這個(gè)世界，也讓我們更敬畏自己。

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