這次的諾貝爾物理學獎有一個特殊的意義：百年的現代物理學，今天終於做了一個了斷！ 現代物理學建立的標誌當然是一百年前建立的相對論和量子力學。隨著量子力學以及基於量子力學的粒子物理標準模型的發展，相關研究在諾貝爾物理學獎歷史上獲獎層出不盡，相信以後還會有。這些諾貝爾物理學獎標誌著量子力學走向了成熟，雖然今後還會發展，但是其正確性已經毋庸置疑。 與此形成鮮明對照的是，廣義相對論建立一百年來雖然已經成為了現代物理學的主要部分，而狹義相對論更是和量子力學一起構成了現代物理的兩個支柱，但是歷史上不但愛因斯坦沒有因為相對論而獲得諾貝爾物理學獎，後來對於豐富廣義相對論而做出了很多貢獻的物理學家們也無人因此獲得過諾貝爾物理學獎，這和量子力學以及相關的物理學研究的情況相比有天淵之別，這不能不說是物理學史和諾貝獎歷史上的一個遺憾！ 對引力波的直接探測的歷史起於上世紀70年代，今天的LIGO專案的創始人之一Rainer Weiss（雷納·韋斯）那時候就開始發展鐳射干涉探測引力波的技術，隨後和加州理工學院的Kip Thorne（基普·索恩）以及當時英國Glasgow大學後來加入了加州理工學院的Ronald Drever（羅納德·德雷弗，今年3月份不幸因病去世）合作一起發起了LIGO實驗）該實驗是美國科學基金會有史以來投資最大的科學專案），歷經30多年，終於獲得了第一個正科學結果，也就是探測到了引力波！不但這個團隊幾十年來初心不變，而且資助機構也不離不棄，這絕對是科學史上的奇蹟！ 因此，2017年的諾貝爾物理學獎授予了LIGO實驗直接探測到並且發現了引力波，不但是眾望所歸，而是也對百年現代物理學做了一個了斷！從今往後，擴充套件廣義相對論理論並且發展和量子力學統一的量子引力理論的研究將進入一個新的時代！ 雖然這次的諾貝爾物理學獎對百年現代物理的發展做了一個了斷，但是這對於引力波探測以及相關領域的研究卻僅僅是一個開始！探測到引力波之前，人類對於宇宙的瞭解只是“看”，但是不能“聽”！探測到了引力波，人類從此面對宇宙就不再是聾子了！ 引力波將成為科學家進一步探索宇宙和發展科學理論的有力工具。利用進一步的更加高精度的觀測，科學家有望回答黑洞到底是什麼這個連愛因斯坦都非常困惑的”奇點“，能夠提供檢驗有些量子引力理論所需要的觀測資料，能夠幫助我們瞭解中子星的內部主要是由中子還是夸克組成的。 除了繼續利用LIGO這樣的儀器探測引力波之外，空間鐳射干涉引力波天文臺（比如歐洲的LISA專案、中國的太極和天琴計劃）將會“聽到”完全不同型別的黑洞撞擊併合所發出的引力波，這對於我們理解整個宇宙的結構形成和演化都會非常重要。而探測宇宙大爆炸前期的暴脹過程所產生的宇宙原初引力波（比如利用中國的“阿里”原初引力波探測計劃），將對於我們理解宇宙的起源起著不可替代的的作用。 此外，未來引力波天文學的一個極為重要的方向就是所謂的“多信使”天文學，也就是不但要“聽到”天體發出的美妙的引力波，我們也要“看到”這些天體的倩影！在這個方面，中國在太空和地面的天文望遠鏡都將能夠發揮重要的作用，比如我本人擔任首席科學家的慧眼HXMT天文衛星正在太空翱翔，時刻準備著“目睹”引力波發出的時候天體所發出的X射線和伽馬射線！

LIGO鐳射干涉引力波探測器是目前地球上長度最長的地面引力波探測裝置。除了LIGO，在歐洲還有Virgo,在日本還有KAGRA等規模小一些的地面引力波探測鐳射干涉儀，而且印度也將投資建設LIGO-India地面引力波探測鐳射干涉儀。

這些引力波探測器都將探測到引力波。

那麼，引力波到底是什麼呢？

其實很簡單，時空的扭曲振動會產生引力波，正如一塊鋼板的振動會發出聲音一樣，時空的扭曲振動當然要發出“聲音”——這就是引力波。

在LIGO的探測精度內，大概有四個過程可以探測到引力波，第一種情況是緻密雙星的合併過程中發出的引力波，比如1到100個太陽質量的緻密天體（如中子星，黑洞）之間的合併過程就發出這個頻段的引力波訊號；第二種情況是中子星的自轉，當一箇中子星的質量分佈不對稱的時候，它有一個隨時間變化的四極矩，這個時候也會輻射出這個頻段的引力波；第三種情況就是burst過程，就是一些短期的爆發源，比如超新星爆炸過程，時間很短，其引力波訊號也很不規則，其頻率也在LIGO引力波探測器的探測範圍內；第四種情況就在宇宙學方面，早期的宇宙大爆炸會有隨機的引力波背景，這個極早期的漲落現在比較難探測，但也在LIGO引力波探測器的探測範圍內。

當然了，引力波的探測是很難的。所以才會得諾貝爾獎。

當然，要聽到時空的聲音是很難的，引力波是很難探測到的，有一個廣義相對論專家叫 Bernard Schutz。他曾在北京大學做學術報告時發表感慨說："我們花了幾十億美元找引力波，還是沒找到，有時候我晚上睡覺想想，我怎麼能和老婆睡自己床上呢？我他媽的應該睡監獄裡啊。"

引力波給了我們一種探測宇宙的新手段，以前我們只能用電磁波，現在可以用引力波了。

愛因斯坦在廣義相對論中提出的假設現在被科學家探測出存在這樣的波動。但其引力波的波動型別，以及引力波所產生的物理機理是愛因斯坦所假設那樣時空彎曲導致產生引力，以波動形式傳播的還是其它原因造成的還未定論。因此擺在引力波科學家的下一個要弄清的課題是其產生的物理機理。這將直接將會證明愛因斯坦相對論的正確性，相對論正確到哪個階段的問題。而不是國內某些不靠譜學者所主張的愛因斯坦相對論正確，已被證明！引力波和引力的研究才剛剛開始，引力波的產生物理機理的揭秘將直接關係到弄清引力產生的原因是時空彎曲導致還是其它比如等離子體碰撞反應造成。

人類破解引力秘密的科學大門才剛剛開了一小洞而已！

所以如此重要的發現值得給予諾獎！

關於引力波有幾個疑問。

疑問1.首先對引力波產生的過程有個疑問。

這次發現的引力波是兩個黑洞碰撞形成。那麼根據目前科學家對黑洞的探測發現可以得到如下資訊。

黑洞周圍是有一圈旋轉的等離子體氣流團，而且具有磁場。

那麼兩個黑洞的碰撞應該是兩個等離子體氣流團的碰撞。那麼這個就可以用等離子體碰撞來可以分析。其碰撞過程應該是電子與電子的碰撞和離子和與離子的碰撞、還有電子和離子的碰撞。而且最後碰撞結果是新的旋轉的黑洞。電子迴旋產生磁場，離子的碰撞產生離子聲波，離子聲波與磁場耦合的結果產生的是低頻磁聲波。

這磁聲波波動的形成過程與愛因斯坦所主張的引力波發生物理機理大不相同。

疑問2.穿過地球電離層，穿透地面與深埋在地底下的鐳射干涉儀發生干涉。是什麼型別的波動有此本領？

這次被探測到的引力波頻率是15Hz。根據以往的衛星通訊經驗低頻15Hz電磁波是無法穿透電離層的。根據已經公開的引力波的輻射模型可知道引力波是四極輻射波。前面科普提到電磁波與引力波輻射模型大不同。

偶極的電磁輻射對比四極的引力輻射(轉自《A Review of the Universe》)

所以可以否定引力波不是電磁波。

黑洞碰撞此類是屬於物理機械碰撞，由此產生的應該是機械波。但機械波與鐳射（電磁波）能發生干涉嗎？機械波肯定不能與鐳射（電磁波）發生干涉的！

所以引力波絕對不是機械波！

我的結論：

根據上述分析：引力波穿透電離層與鐳射干涉儀發生干涉。那麼這說明引力波具有電磁波特性。引力波穿透電離層又說明引力波不是電磁波，但機械波能穿透電離層。那麼同時帶有電磁波和機械波特性的特殊波動磁聲波呢？磁聲波是完全可以穿透電離層同時也與鐳射（電磁波）發生干涉。磁聲波是四極輻射波，引力波也是四極輻射波。

這樣下來結論是 引力波是磁聲波的可能性最大。

問題：

若磁聲波是引力波，那麼愛因斯坦在廣義相對論中所提出的引力波產生原因將被推翻。相對論正確性將被推翻！因為磁聲波是在等離子體反應中產生的離子聲波和低頻磁場耦合產生的結果。

這次引力波探測的裝置法布里-珀羅干涉儀。是透過感知振動，位於真空腔內的反射鏡產生振動變化探測引力波頻率。

在現在強制性承認光速是不變並且最高的理論模式下，如果有事件發生了超越光速的，那就可以倒推出來是空間發生了變化，現在的引力波就是在這樣的理論條件下出現了，就是兩個黑洞在相互作用時發生了超光速現象，這使得科學家倒推認定了空間發生了變化。

這個事件的證實使得以後的科學家以後對時空的觀測等可以達到一個新高度了，不用再用光速直線去研究，而可以想法將空間進行壓縮然後再進行觀察了，這樣以後一些觀察不到的東西將觀察到，一些要長時間才能觀察的東西可以在短時間內觀察到。當然空間可以發生變化這種現象，以後的應用將是更多的，那就要以後的科學家進行研究創造了。或許真的有一天我們能自已創造出一個空間壓縮，我們人類一進入其中一秒鐘便從地球到了火星甚至其它的任何一個星球上呢

簡單來說，引力波是由物體在空間中加速運動產生的時空漣漪。為了解引力波究竟是什麼，我們先要了解引力的作用方式。牛頓的萬有引力定律告訴我們，萬物之間都存在著一種互相吸引力。然而，這樣的描述只是一種表面現象，而非引力的本質。愛因斯坦的廣義相對論告訴我們，引力其實是一種時空幾何效應，由物體彎曲時空所產生的。只要物體具有質量，它就能夠扭曲時空，並且時空的彎曲程度（或者說時空曲率）與物體的質量呈正相關。廣義相對論對引力作用的描述已經得到了諸多實驗的證實，其中包括水星近日點進動、星光偏轉、引力時間膨脹效應等等。

引力波也是廣義相對論的一大預言，但一直以來沒有被直接探測到。廣義相對論預言，當物體在空間中加速運動時，將引發時空曲率不斷改變，從而產生以光速傳播的引力波。這就像在平靜的水面上扔進一塊石頭，水面將會泛起漣漪，並向四周傳播。

事實上，我們在地球上的任何活動，比如走路或者開車，都能引發時空漣漪，產生引力波。然而，這種效應十分微弱，遠在儀器所能探測的範圍之外，就連行星在太空中圍繞恆星運動也是如此。只有一些宇宙級別的大事件才能釋放出可探測的引力波，比如兩個黑洞發生碰撞。但這些事件一般較為罕見，並且如果距離很遠，探測引力波的儀器還需要極高的靈敏度。正因為如此，人類才一直從未檢測到引力波。

直到去年年初，鐳射干涉引力波天文臺（LIGO）團隊宣佈，他們首次直接探測到由13億光年之外的黑洞碰撞所產生的引力波。引力波的發現宣告廣義相對論的幾大預言均被證實，打開了引力波天文學的新大門，對於揭開宇宙的諸多未解之謎具有重大意義。在目前在世的物理學家中，有三位對引力波探測做出重大貢獻，他們分別是麻省理工學院的雷納·韋斯、加州理工學院的基普·索恩（《星際穿越》的劇本初稿作者以及科學顧問）和巴里·巴里什，所以這三位物理學家共同獲得了今年的諾貝爾物理學獎。

宇宙可以看成這樣一種存在，時間和空間是基底，物質編織在基底上；或者說時間空間是舞臺，而物質是演員，在舞臺上演繹我們日常所見的精彩事件。物質透過電磁波和引力波不斷輻射能量，只是引力波與物質彼此之間的相互作用非常微弱，所以雖然愛因斯坦早就預言了引力波的存在，但它不像電磁波這樣容易為我們所感知，所以科學家們一直不能確認它的存在。

那麼引力波究竟是什麼呢？電磁波是物質之間相互交換能量和動量的現象，而引力波是物質和時空之間交換能量的現象，因此電磁波是物質引發物質的形變，引力波是物質引發時空的形變，是物質對它存在的時空本身的作用，是宇宙後臺在物質作用下的形變！只是我們平時所見的物質質量太小，難以引發可觀測到的時空扭曲現象，就像演員在舞臺上表演，我們能夠看到的是演員的揮手投足——電磁波，看不到的是演員引發的舞臺形變——引力波（比喻，非真的引力波）。即使是科學家們首次探測到的14億光年外，兩個質量分別為29和36倍太陽質量的黑洞合併，損失了3個太陽質量形成62倍太陽質量的新黑洞，其攪動時空所引發的引力波，也僅把地球上長達4公里的LIGO懸臂扭曲了不到一個質子直徑萬分之一的長度。由此可見，要發現引力波是何等的困難！

那為什麼發現了引力波就可以獲得諾貝爾獎呢？物理學的第一次革命是牛頓發現萬有引力，奠定了經典物理學的基礎，愛因斯坦的廣義相對論則重新定義了我們的時空觀，幾乎將宏觀世界的所有秘密都呈現在我們眼前；第二次革命是電子的發現，奠定了量子力學的基礎，科學家們在微觀尺度的不斷探索，創生了現代化學、生物學等幾乎所有現代科學學科，以及我們現代生活所需的所有物質成果。

廣義相對論描述引力，量子力學描述其它三種力但不包括引力，當科學家們試圖將二者結合起來充滿信心地揭示宇宙的終極奧秘時，卻沮喪地發現它們根本無法相容，在時空的最小尺度上引發了驚濤駭浪，“廣義相對論的方程無法平息量子泡沫的喧囂”（布賴恩·格林）。引力波的發現，讓我們第一次掌握了直接探測時空變形的工具，黑洞、暗物質、暗能量，這些無法用電磁波“看見”的東西，很可能會呈現在引力波的精彩世界裡，和探測物質形態的工具電磁波結合起來，一個包含了所有宇宙時空和物質的量子引力世界正在向我們走來，愛因斯坦窮其一生追逐的萬有理論很可能會在不久的將來成為現實。

所以，引力波的發現獲得諾貝爾獎，不僅眾望所歸，或許也是諾貝爾獎歷史上分量最重的一次之一。

這一探測證實了阿爾伯特·愛因斯坦1915年發表的廣義相對論的一個重要預言，並開啟了一扇前所未有的探索宇宙的新視窗。

清華大學資訊科技研究院LIGO科學合作組織工作組參與了引力波直接探測並作出貢獻。

中國亟需自主建設引力波天文臺、培養跨領域人才、加強國際合作，進而帶動技術創新和科學發現，推動中國引力波研究的發展。

在各界對2017年諾貝爾物理學獎的預測中，引力波領域都是最大熱門，獲獎可以說是眾望所歸。遺憾的是，在LIGO的三位最初發起者中，加州理工學院物理學榮休教授羅納德·W.P·德雷福（Ronald W.P.Drever）在今年3月6日於愛丁堡逝世。

如今，Rainer Weiss、Kip S.Thorne、Barry Barish三人憑藉對LIGO探測器和引力波觀測的決定性貢獻（for decisive contributions to the LIGO detector and the observation of gravitational waves）獲獎，也算可以告慰愛因斯坦、約瑟夫.韋伯、德雷弗等歷代先賢在天之靈。

所謂LIGO系統，是由兩個相距1865英里的孿生探測器組成。每個探測器擁有兩個長4公里的L形真空管，科學家會在其中發射鐳射束。

隨著鐳射束到達真空管的末端，它會碰到鏡子並被反射回相反的方向。在所有條件一樣的情況下，兩束鐳射理應在同一時間返回發射源。由於干涉效應的作用，這會讓射向光子探測器的光線相消。

然而，如果引力波通過了探測器，根據阿爾伯特·愛因斯坦在100年前做出的預言，這種波會拉伸一個真空管的長度，同時收縮另一個真空管的長度，從而破壞上述完美的干涉相消機制，讓光線到達光子探測器。

曹軍威

對於引力波領域獲得諾獎的訊息，曹軍威回覆：

“這一探測證實了阿爾伯特·愛因斯坦1915年發表的廣義相對論的一個重要預言，並開啟了一扇前所未有的探索宇宙的新視窗。

清華大學資訊科技研究院LIGO科學合作組織工作組參與了引力波直接探測並作出貢獻。

中國亟需自主建設引力波天文臺、培養跨領域人才、加強國際合作，進而帶動技術創新和科學發現，推動中國引力波研究的發展。

各位朋友下午好。我叫曹軍威，來自清華大學。我是國際鐳射干涉引力波天文臺（LIGO合作組織）的中國負責人。我今天演講的題目叫《你所不知道的引力波之美》。我2004年加入美國麻省理工學院鐳射干涉引力波天文臺的實驗室，2006年回國，在清華大學建立了LIGO工作組，2009年我們加入LIGO。我們加入這個組織工作了6年之後，在2016年2月11號，國際LIGO合作組織宣佈直接探測到“引力波”。

今天我們想跟大家主要介紹三個方面的問題。

什麼是“引力波”？

我們怎麼探測“引力波”，為什麼很難探測？

為什麼我們認為探測到的是“引力波”而不是其他？

從科學工作者的角度，我會給大家一個非常詳盡的介紹。什麼是“引力波”？“引力波”從哪來？到底科學家直接看到了什麼？我們直接看到的是這樣的一個波形。

這兩個波形在距離3000公里的美國兩個鐳射干涉引力波天文臺被同時監測到。距離3000公里，光從一個天文臺走到另外一個天文臺的速度是10毫秒。實際上這兩個波形它們之間相差了6.9毫秒。當我們把一個模型平移了6.9毫秒以後，把兩個曲線重合起來，大家可以看到關鍵的部分有非常高的重合度。這個就是我們觀測到的引力波的訊號。

講“引力波”的時候，我們會說聽到了宇宙的聲音。很多年前我們有了望遠鏡，我們說這叫看到了宇宙。當引力波訊號輸入到音訊以後，我們能聽到什麼？

最後一下，我們能聽到“Biu”的一聲，在頻率上它已經非常非常突出了。所以我們說聽到了“引力波”的聲音。

“引力波”從哪裡來？

雙黑洞。

大家可能都聽說過黑洞，它的質量很大，連光都逃逸不了。只有大質量的物體在劇烈的天體執行中，我們才有可能探測到“引力波”。這對雙黑洞的併合經過了三個過程，第一個過程是旋進，過程中放出“引力波”。放出的能量使得它們旋進的速度越來越快，它們的距離也越來越近，當它們近到一定程度以後，兩個黑洞就會碰撞到一起。第二個過程是碰撞，實際上就是一個“引力波”發射的過程。第三個過程是衰減，它們形成了一個新的黑洞。這就是我們觀測到的“引力波”的一個波源，我們稱為“雙黑洞合併”。

這個過程釋放了“引力波”的意思是：有超大質量的物質，透過運動對引力場做了攪動，引力場中間的波動我們稱為“引力波”。雙黑洞合併釋放“引力波”這個過程，不僅僅是兩個黑洞在旋繞，還包括了它周圍引力場的變化。它們合併以後，會釋放大量的“引力波”，我們稱為“引力場中的波動”，這種波動攜帶了巨大的能量。

什麼是“引力波”？

這要回到1915年愛因斯坦的廣義相對論。

廣義相對論想在幾分鐘之內跟大家講清楚，是一件不太可能的事情。不過可以給大家說一個最基本的概念：物質和時空是互聯的。無論是這麼大的天體還是一個人，都是一個物質的存在。而物質存在的同時，周圍是有時空把物質聯絡在一起的。

最直觀的解釋就是太陽和地球之間的關係。

為什麼地球會繞著太陽轉？牛頓的解釋是因為萬有引力。

引力是一個超距作用，引力和質量成正比，和距離成反比。愛因斯坦則從另一個角度來解釋。他不相信引力的傳播會是超距作用。他認為如果有一天太陽突然消失了，地球會怎麼樣？地球可能就會飛出去。地球怎麼會知道太陽消失了呢？它為什麼會飛出去？愛因斯坦就解釋，太陽如果消失了，它的引力場就會變化，這件事透過引力場的變化傳遞給了地球，地球知道太陽消失了，於是它就飛出去了。這個關係叫物質引導時空彎曲。

我們剛才講了，有物質的同時，還有一個場的存在。而這個場就是時空。太陽因為質量很大，他把時空做了彎曲，地球並不是心甘情願圍繞太陽轉，它以為自己在走直線，但是它實際上受到太陽所形成的時空彎曲的引導。時空引導物質運動，所以地球會圍繞太陽轉。物質跟時空是互聯的，這個互聯就體現在“引力波”和能量的交換。在正常情況下不同時空之間很難發生作用。但在極端的天體條件下，比如我們這次探測到的黑洞併合的瞬間，發出了巨大的能量，以波的形式，從其他時空傳遞過來，到達了地球。

在廣義相對論的基礎上，愛因斯坦於1916年預言了引力波的存在。

他認為任何加速運動的物質都會發出引力波。也就是說我跑兩步，你走兩步也可以有引力波，但這個引力波強度非常微弱，很難探測出來。

引力波會對時空產生什麼樣的作用？

在多極的情況下，它在一個方向上會拉伸時間和空間，在另一個方向上會壓縮時間和空間。

這個怎麼理解？

形象的理解就是：一張桌子，你用普通尺子去量，它是1米長。但如果尺子變了，你去量的時候，發現了這個桌子的長度也變化了。

引力波導致的是尺子的變化而不是物質的變化。

雙黑洞合併導致時空彎曲，釋放出這個引力波的過程中，如果我們把時空的效果再加進去，會是一個什麼樣的情況？

我們附加了下邊這條線，是我們探測到的引力波的實際一個曲線。這是在不到1秒的時間內發生的一個事件：兩個黑洞已經非常非常接近了，它們的旋進導致引力波的放出，然後旋進越來越近。大家能看到不僅僅是兩個物質間的運動，實際上是它們時空之間的相互作用。

當時空的彎曲作用逐漸接近，進入到非常劇烈的一個併合過程，在很短的瞬間釋放出了巨大能量的引力波，使得這兩個黑洞併合在了一起。這就是我們探測到的過程。

為什麼引力波很難探測？

一是因為引力波源距離我們很遠，二是即便有引力波，它跟物質的相互作用極小，一個引力波掃過你，你可能根本就沒有任何的感覺。在地球上一個氫彈的爆炸，所產生的引力波的量級是10的負27次方時空上的變化，這是我們無論如何也探測不到的。必須有大質量天體的極端運動，才能產生足夠讓人類現在能探測到的引力波。這個量級有多少？

我們這次探測到了在10的負18次方時空裡，有四個格之間我們發現了其中一格的空間晃動了一下。為了探測到這個訊號，我們建造了一個鐳射干涉引力波天文臺，它臺的臂長有4公里長，兩個臂是垂直的，都有4公里。這裡能看到光學的鐳射器件，訊號是從這裡被探測到。

這個天文臺的基本工作原理是：一束鐳射打出來，翻成兩束，再反射回來，如果兩臂絕對等長，那在成像儀上就沒有訊號。如果由於引力波的作用使得一個臂壓縮，另一個臂拉伸，那就會在這個成像儀上產生訊號。

時空都是相對的，唯有光速是絕對的，所以我們要藉助鐳射這個媒介來測量空間的彎曲。我們來回放一下：我們想象的宇宙空間裡，有著像水波紋一樣的時空分佈。

如果這裡面有像黑洞這麼大的物質，開始在裡面對時空進行攪動的話，它就會不斷地釋放出引力波，這個引力波是在物質周圍，跟物質聯絡在一起。旋轉越快、越近，引力波放出的能量就越大。最終這兩個黑洞併合在了一起。

經過我們後面的推算，我們探測到的這個引力波訊號，發生在13億年前，經過了很多很多星系，最終來到了地球，這個過程只有一秒的時間。

而我們就在這一秒的之前的一個禮拜，把兩個天文臺做好了，剛剛好可以達到能探測到它的精度。

所以你說幸運不幸運？你說美不美？透過我們的波形，推算出這兩個黑洞的質量，一個相當於太陽質量的29倍，一個相當於太陽質量的36倍。併合以後的黑洞是62個太陽質量。也就是說在不到1秒裡面，有三個太陽質量的能量，瞬間從物質匯入了時空，產生了一個巨大的引力波。

大家可以想象這個量級：太陽已經存在了45億年，而且還將存在45億年，它生命全過程中釋放出來的能量，供地球用都用不完。

而三個太陽質量的能量，在不到一秒鐘的時間內釋放了出來，經過了13億年傳到了地球，我們才有機會在不到1秒的過程中捕捉到它、探測到它，這就是事件全過程。

為了做到這件事，我們的探測器達到了很多人類所能達到的技術極限。

第一是探測臂外面有一個罩，裡面是一個真空腔，這是全世界最大的真空系統，4公里長。而且我們等於有兩個這種真空系統，它們在中間交叉了一下。因為真空能避免各種分子運動在空氣中的干擾，所以我們要在真空裡才把鐳射束打出。

我們打的鐳射也不能是一般的鐳射。必須是能量高又穩定的鐳射才能實現精密測量。反射這鐳射的鏡面必須質量非常好，鐳射打上去以後，由於熱運動鏡面開始變形，而必須排除各種干擾，我們才能探測到10的負18次方這樣的精度，所以這個鏡面也是特殊製造的。

懸掛這個鏡面的機械裝置是最穩定的一個振動隔離系統，外邊不論怎麼振，這個鏡子必須不動。

最後，我們需要一個數據的採集和分析系統。我本人是計算機專業出身，所以我更多的工作是放在這個系統上。2015年9月14日，5點51分，這個訊號被捕捉到，進入到我們的資料分析系統。

9月14號5點54分，在3分鐘之後，我們線上的程式流水線就發出了警告，告訴我們有這樣一個訊號值得關注。這個程式流水線的名字叫Coherent WaveBurst，它做了一件非常簡單的事情：計算這個波形的能量變化。發現在兩個天文臺捕捉到這樣的能量變化，而且時間差距在10毫秒以內，我們就把這個訊號提取出來。認為這可能是一個引力波訊號。前面我們既講了什麼叫引力波的基礎理論，又講了我們怎麼探測到引力波。

下面我就講一下，為什麼我們這麼確信這個訊號就是個引力波，而不是其他的東西？

我們把收集到的16天的資料都輸入到這張圖裡面去，大家可以看到，左邊是代表我們所有的訊號的背景，右邊這個點就是我們探測到的訊號。探測到的訊號，遠離我們整個資料的背景，遠離的程度是多少？它的信噪比在23以上，它在天文上的標準顯示度達到了5.1σ值。在天文上，5以上我們認為就是一個新發現。我們沒有機會對黑洞放出的引力波做實證的對比，因為我們現在還沒有任何方式能觀測到黑洞。那麼我們做了一個模擬的對比。

上面是一個黑洞併合的過程，這個紅線叫數值廣義相對論的一個模擬曲線，這個灰線是從第一張PPT的資料中重構出來的——一個我們認為是引力波的曲線。大家能看到這兩個曲線的相似度在99%以上。在旋進併合到漸退的過程，它從35赫茲到350赫茲，在不到一秒的過程中劇變然後消退。這不是一個普通的噪聲所能偽裝出來的訊號，一個噪聲想偽裝成這樣的一個訊號的機率，20萬年才會有一次。這件事加強了我們的信心。透過這樣一個對比，我們非常有信心：這是一個引力波的訊號。

這項工作，有來自全世界一百多個科研機構的上千名科學家參與。從90年代開始建設天文臺，到現在探測到引力波，歷經20餘年，清華大學是中國的唯一的參與單位。

這件事的理論意義，我想用這句話是最準確的概括了：

引力波的探測，是愛因斯坦在1915年提出的廣義相對論在最極端最嚴格情況下的一個驗證。

等於說是填補了廣義相對論四大驗證中最後的一塊板塊。在天文上的意義在於說我們開始能夠聽到宇宙，打開了一扇探索宇宙的新視窗，開啟了引力波天文學的一個新時代。

未來的工作很簡單，這張圖示識了我們用兩個天文臺來定位引力波源的一個精度。這個精度還是很粗糙的，它不足以支撐我們未來精確的引力波天文學的研究。

未來我們要建設全球的引力波探測網路，這樣的一個網路在美國已經執行，在歐洲和日本建設，甚至在印度也開始籌劃，中國也在緊鑼密鼓的計劃中國主導下的引力波天文臺的建設。

很多人都問我，你這個東西有什麼用呢？

現在我可以明確地告訴大家，沒有現實意義上能掙錢的應用。但是我想最起碼在剛才的幾十分鐘裡，它給我們了一個機會，讓我們大家在一起去仰望星空。

引力波到底美不美？從剛才我給大家介紹的一系列數字之中，大家可以來想像自然和宇宙是如此的神奇。

13億光年，65個太陽質量，在一秒鐘之內放出了這麼大的能量，而在10的負18次方的量級上探測到引力波的存在。

實際上我想講的並不是自然有多神奇，我更想強調的是，人類居然能夠理解這件事，是不是更神奇？

居然有愛因斯坦這樣的人，在100年前就寫下了方程，預言到了這件事。而在100年後，居然有人就能做出這樣的儀器，把它探測出來。所以我想到底美不美，大家每個人心中都有你們自己的一個答案。

很多人也問我，到底時空穿越，星艦文明有沒有可能？我想沒有不可能的事情。

在演講的結尾，曹軍威說：

如果有一天，我們有了遠航的星艦文明，它將會回想和2016年2月11號這一天，人類探測到引力波。這是一個歷史的起點，而不是終點。

三位獲獎者

基普·索恩（Kip S. Thorne）

基普·索恩是美國理論物理學家，擔任加州理工學院費曼理論物理學教授，是世界上研究廣義相對論下的天體物理學領域的領導者之一，他的主要貢獻在於引力物理和天體物理學領域.很多活躍於相關領域的新一代科學家都曾經過他的培養和訓練。

基普·索恩曾擔任影片《星際穿越》的科學顧問，《星際穿越》上映前後，"諾蘭的Group"會至少發兩篇論文，一篇黑洞物理，一篇計算機圖形。2016年5月31日，獲得邵逸夫天文學獎。2016年12月4日，獲特別基礎物理學獎（共同獲獎）。

索恩的研究方向主要為相對論天體物理學和引力物理，著重於對相對論性星體和黑洞，特別是引力波的研究。

對於公眾而言，索恩最著名且富有爭議的理論可能就是他關於蟲洞或許能夠作為時間旅行工具的假說。不過，索恩真正的科學貢獻其實涵蓋了廣義相對論裡以時空和引力本性為中心的幾乎全部的話題。

長久以來，索恩給予了LIGO儘可能多的理論支援，包括指明瞭LIGO所要探測的目標波源，設計了光束管道中用來控制散射光的反射板。

他還和莫斯科的弗拉基米爾·布拉金斯基的研究小組合作研究開發了用於新一代引力波探測器的量子非破壞性測量（QND）器件設計，並提出了降低影響引力波探測器的主要噪聲之一，即熱彈性噪聲的數種解決方案。

雷納·韋斯(Rainer Weiss)

雷納·韋斯，1932年出生於德國，麻省理工學院（MIT）物理學家，1966年便設想出一種探測引力波的方法，2015年9月1000名利用鐳射干涉引力波天文臺（LIGO）開展研究的物理學家在兩個巨大黑洞位於距地球10億光年的地方相互圍繞著旋轉時，探測到其輻射出的脈衝波。2017年9月21日，獲得第二屆“復旦-中植科學獎"。

巴里.巴里什（Barry Barish）

巴里.巴里什，加州理工大學教授，LIGO實驗室現任主任，領導了LIGO建設及初期執行，建立了LIGO國際科學合作，他把LIGO從幾個研究小組從事的小科學成功地轉化成了涉及眾多成員並且依賴大規模裝置的大科學，最終使引力波探測成為可能。

業界先賢

約瑟夫·韋伯（Joseph Weber）

約瑟夫·韋伯，美國物理學家。1969年，韋伯宣稱，他已取得很多人認為是不可能的成就：探測引力波。這一宣佈使人們立即對韋伯刮目相看，全美各地紛紛邀請他去做報告。但韋伯的名望很快遇到了挑戰，越來越多的人開始懷疑他所得出的結果的正確性，展開曠日持久的大論戰。

1969年底，韋伯在權威雜誌《物理評論快訊》上列出一系列零時延遲事件的超出值，並宣告這是真正的引力波跡象。這意味著，他探測到的每一個脈衝將意味著比人們所能想象得出的事件所爆發的能力還要高出幾百萬倍的引力波的閃爍。理論家們想象某個位於銀河系中心的黑洞可能會發射出強烈的引力波。人們開始相信韋伯的結論，天文學家們著手尋找引力波的可見跡象，他們每年都要搜尋成千上萬顆恆星。

羅納德·德雷弗 （Ronald W.P Drever）

羅納德·德雷弗 ，美國加州理工學院物理學榮休教授。1931年出生於英國格拉斯哥，1953年於英國格拉斯哥大學取得理學士學位，並於1958年於該校取得自然哲學博士學位。2016年9月27日獲邵逸夫天文學獎。2017年3月6日在愛丁堡安詳逝世。

他在加州理工學院分別擔任客座硏究員(1977)、教授(1979–2002)和榮休教授(2002–)。他是美華人文與科學院院士及愛丁堡皇家學會院士。

2016年9月27日晚，邵逸夫獎2016年度頒獎禮在香港舉行。羅奈爾特·德雷弗、雷納·韋斯、基普·S·索恩獲得邵逸夫天文學獎，以表彰他們對“鐳射干涉儀重力波觀測站”(LIGO)的構思和設計。LIGO最近首次直接觀測到重力波，為天文探索開創了一個新方法，而它首先偵測到的非凡事例，是兩個星級質量的黑洞合併。

為什麼發現引力波是真正的“年度科學突破”？

愛因斯坦是對的！科學家第三次探測到引力波

LIGO資料中浮現莫名噪音，震驚世人的引力波有可能只是烏龍？

雖然作者與物理學獎也就差那麼幾個光年，但是對於諾貝爾獎的關注熱度不低於啥時候老闆給漲工資。在今年頒獎晚會之前已經早有預測，諾貝爾獎也有規律的，不信？

物理學獎頒發後普通群眾都有相同的感受——懵圈，感覺自己的生活差了幾個光年，的確這樣，因為諾貝爾物理學青睞於新的領域，在一個新的領域做出突出貢獻是獲得諾貝爾物理學獎的前提條件。

物理學有好多分支，按照美國物理學分類大概分為七類，天文學、天體物理和宇宙學，核物理和粒子物理，凝聚態物理，應用物理，生物物理學，計算物理，原子、分子和光物理。

一個比較有趣的統計規律就是，大致從1980年起，物理學諾獎，在以上七個分支中的五個流轉，即在天文學、天體物理和宇宙學，凝聚態物理，應用物理，核物理和粒子物理，原子、分子和光物理。如果再按照近10年諾貝爾物理學獎得主來看，有人統計，奇數年粒子物理或天體物理獲獎機率大；雙數年凝聚態物理獲獎機率大。所以答主沒有怎麼思考就鎖定了2017年的諾貝爾物理學獎領域：粒子物理和天文學、天體物理。2016年2月11日首次直接探測到的引力波恰好屬於天體物理分支。然而什麼引力波？

去年2月11日LIGO合作組宣佈首次直接探測到來自遙遠宇宙中的引力波，引力波第一次走上“紅毯”，曝光在鏡頭之下，其實早在100年前愛因斯坦廣義相對論就預言引力波的存在。

如圖，愛因斯坦廣義相對論的觀點就是，沒有萬有引力，是質量帶來時空的扭曲，引力便是時空扭曲的現象。質量越大所導致的時空曲率越大，當巨大質量的星球運動者的時候（繞圈圈），時空就會發生震顫，產生波的效應。大質量的天體相互旋轉對時空造成扭曲的現象就可明顯了，以波的形式向外傳輸能量的形式便是引力波。所以在宇宙中誰胖誰穩當，誰瘦誰吃虧！

這也很好理解，就像我們常看到的相撲比賽，兩個胖子打架捲到一起之前總要那麼繞上幾圈的，轉的時候，殺傷力就已經輻射出來了，咣，撞到一起啦，旁邊的瘦子裁判被震倒了！

引力波的作用

引力波具有宇宙優秀男人的品質——專一，恩，就是“萬花叢中過片葉不沾身”，引力波在宇宙中傳播時幾乎是不衰減的，它的目標是遠方，它能夠穿透那些電磁波不能穿透的地方。這就有很大的用處了，它能夠提供一種觀測極早期宇宙的方式，能作為一雙犀利的眼睛洞察宇宙的起源，而這在傳統的天文學中是不可能做到的，目前觀察的幾十億光年遠現象傳輸到地球需要幾十億年，也就是目前透過研究幾十億年前的宇宙現象，那麼準確度自然不是很高。引力波將成為科學家們觀察研究宇宙的一架新的眼鏡。雖然預言了100年但是從沒有找到直接證據證明存在，直到去年才被LIGO合作組證實。所以直接探測到引力波可以獲得諾貝爾物理學獎。

引力波其實一直在我們身邊。

我們看見螢幕上的字和圖是因為螢幕發出的光到達了我們的眼睛，眼睛看到的光是一種電磁波。電磁波是跟電荷（比如電子、質子等帶電粒子）對應的，當一個帶電粒子改變運動狀態的時候，就會發出電磁波。類似地，引力波是跟質量對應的，當一個有質量的物體改變運動狀態的時候，就會發出引力波。

當你舉起手機或者從椅子上站起來，這些動作都伴隨著引力波，只不過因為引力波的大小與質量大小有關，即使是我們人類當中質量比較大的人所發出的引力波，目前的探測儀器也無法測量出來。就好比地震儀是很精密的儀器，可以測量出在其他國家進行的核試驗，但是你在中國打個噴嚏，位於美國的地震儀不能定位出來，因為核彈爆炸的威力比打噴嚏可是大的多得多了。

同樣的，科學家們並沒有因為引力波很弱、很難測量就放棄，而是想辦法找大質量大威力的東西去測，比如黑洞。

當兩個黑洞互相繞著轉圈的時候，它們的運動狀態會一直改變，甚至會合二為一。黑洞的質量比太陽還大很多，所以當兩個黑洞共舞並最終合二為一，會產生我們能測量到的引力波。

為了測量引力波，科學家們付出了數十年的努力，修建了幾公里大小的儀器，其中之一叫做LIGO（Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory，鐳射干涉引力波天文臺）。

上圖：位於美國路易斯安那州利文斯頓的LIGO觀測臺。下圖：位於美國華盛頓州漢福德的LIGO觀測臺。

LIGO透過兩束鐳射（電磁波）互相干涉的方法測量黑洞合併產生時空漣漪（引力波），是人類認識宇宙的新媒介。所以這次的諾貝爾物理學獎頒給了雷納·韋斯（上圖左）、巴里·巴里什（中）和基普·索恩（右），以表彰他們在LIGO探測器和引力波觀測中所做的決定性貢獻（“for decisive contributions to the LIGO detector and the observation of gravitational waves"）。

上圖：兩個黑洞互相繞轉產生引力波的示意圖，下圖：LIGO漢福德觀測臺探測到的由29個太陽質量和36個太陽質量的兩個黑洞合併產生的引力波事件，在不到一秒的時間內發射的能量相當於3個太陽質量的物質。目前只有如此威力巨大的事件才能被我們的儀器所探測到。

有人問引力波的發現和愛因斯坦的關係。如果把科學想象成一種語言，天文學家和物理學家在大學和研究生時對科學這種語言進行了系統的學習，愛因斯坦的相對論是其中一門關鍵課程。如果一個熟讀莎士比亞/李白的人獲得了諾貝爾文學獎，那麼是不是說明了莎士比亞/李白的卓越，說明英語/漢語是一種偉大的語言呢？現在，引力波的發現獲得了諾貝爾物理學獎，難道不是愛因斯坦廣義相對論的又一次勝利麼？

https://www.wukong.com/question/6375951276231885058/

今年的諾貝爾物理學獎頒給了三位美國物理學家，家雷納·韋斯（Rainer Weiss）、基普·索恩（Kip S. Thorne）和巴里·巴里什（Barry C. Barish）。

獎勵他們建造了 LIGO 探測器，並且探測到了引力波。

左→右：雷納•韋斯、基普•索恩、巴里•巴里什

今年的這個獎項可以說是眾望所歸的。因為在物理學界有一個共識，如果發現引力波不獲獎，那就沒有天理了。所以我相信每個人對引力波都是耳熟能詳的。

可是也正是在之後的一年時間裡，人類又利用引力波探測器發現了另外3個黑洞相撞的事件，而且最近一次，連黑洞所在的方向都確認了，所以更多的事實，更多頻段上的觀測，讓引力波的發現變得確鑿無疑，所以今年馬上就把獎給出去了。

我們先來聽一下引力波的聲音。 （請聽音訊）

你剛聽到的聲音就是引力波的原始頻率，它正好落在我們的聽覺範圍內，是幾十赫茲到幾千赫茲的頻率。而且這並不是訊號加工處理後的效果。我們如果距離兩個相互旋轉的黑洞足夠近，它們對空間產生的擾動也會讓我們的耳膜產生同樣頻率的振動，所以離得足夠近，聽上去和這個效果是一模一樣的，只不過我們在地球上離事件發生地太遠了，訊號已經微弱到幾乎不可探測了，而引力波探測器 LIGO 就相當於我們的助聽器，我們利用它，把引力波放大到我們可以聽到的範圍。

關鍵人物：巴里

LIGO 的創始人一共3位，其中只有2人獲獎，還有一位科學家羅納德·德雷弗本應該獲獎，但在今年3月7日，他86歲高齡病逝了。按照諾貝爾的遺囑，只能頒給在世的人，所以作為替補上來的人，就是巴里·巴里什。

巴里的貢獻在於對整個工程專案的統籌和實施，和科學知識貢獻這方面沒有太大關係。可是 LIGO 這個探測器專案，和一般的科學專案不同，它是迄今為止人類建造的最耗時，最耗錢的科研裝置。而最早的3個創始人，都是典型的物理學家，有些脾氣還有點兒怪，讓他們搞科研沒問題，比如去世的羅納德，據說是天才型人物，在他眼中，其他人都像傻子一樣，而且他還心直口快，直接跟人家說自己的看法，所以你怎麼讓他統籌這麼大的工程呢？是不可能的。

另外兩個人也是這樣的，你讓他們花多少時間搞科研，那都是毫無怨言，但你要是讓他們花時間寫工程專案的進展報告，那是絕對不能妥協的。

LIGO探測器全景

最早，雷納從美國軍方以一些名義要到了一小筆錢，這個專案才開始啟動的，但馬上軍方就發現，工程進展方向和申報的不一樣，於是就把資金停了。後來才請來了巴里，巴里的背景是粒子物理學家。

大家可能不知道，最近30年的粒子物理學家，差不多都需要一種特殊的才能，就是要能申請大筆的經費，而且還能統領大型專案的建造，還得知道怎麼搞協調工作，怎麼和政府部門溝通。因為研究粒子物理，必須要用到特別龐大的加速器，巴里之前在這方面就已經有非常豐富的經驗了。他的出現讓 LIGO 專案一下解決了錢和施工的問題。如果沒有他，這種耗資巨大又長期沒有成果的建設，根本不可能延續下來，也許我們還要再等幾十年才能探測到第一個引力波。

整個專案從開始建造到第一次探查到引力波，經歷了35年的時間，出錢最多的就是美國科學基金會，從上世紀80年代初開始，一共投入了4億多美元，這專案也是頂著巨大的壓力。因為人類歷史上就從來沒有過一個專案連續投入這麼多經費，這麼多時間，還一直看不到任何成果的情況。

在這30多年裡，無數天文學家都指責過基金會，說這麼多經費都白扔了，你為什麼不花其中十分之一的資金，建一個好的望遠鏡呢？這是馬上就能得到成果的裝置。

LIGO裝置的分光鏡

二零零幾年的時候，LIGO 正在抓緊建設，德雷弗還跟自己的妻子感嘆過，說我每天臨睡的時候，想起 LIGO 花了這麼多錢，可是到現在一點成果都測不到，我都感覺自己在犯罪，他們為什麼到現在還沒把我逮捕起來。

就是頂著這樣巨大的壓力，LIGO 在2015年9月份做了一次巨大的升級，靈敏度猛增了好幾倍，也就是這次升級，讓他們終於可以聽到來自空間振動的聲音了。

這個專案如此困難的原因，就是實際上 LIGO 的整套裝置，就是一個精密測量長度變化的尺子，這把尺子要測量到多精密的程度呢？就是要測到原子核直徑千分之一長度的變化。而在 LIGO 建設之前，人類能測量長度的最好水平，也就是可以測到原子核直徑。

也就是說，就在你剛剛聽到的這個聲音出現之前，有大約3個太陽的質量瞬間變成了能量，而這份巨大的能量擠壓了空間，產生了稍許扭曲，以至於讓距離這個事件發生地10億光年遠的地球，產生了一個空間上大約是原子核直徑千分之一的壓縮效果。

這就是引力波探測器要探測到的最終目標。

愛因斯坦的預言

這次發現引力波獲獎，還有個特別的意義，那就是廣義相對論的成果獲獎了。如果愛因斯坦還活著，那這次諾貝爾獎一定要分給愛因斯坦。因為是他在100年前就在理論上計算出了引力波的存在。這也是廣義相對論最重要的一個預言，但沒想到時隔100多年才得到了驗證。

愛因斯坦預測引力波的論文

縱觀諾貝爾物理學獎，頒發了一百多次，之前竟然沒有一個是頒給廣義相對論方面的研究。而和廣義相對論在同時期成熟起來的量子物理，那幾乎80%-90%以上的諾貝爾獎都和它有關。相對論和量子物理，起碼是並重的體系，憑什麼相對論一次都不能獲獎呢？所以這次獲獎也讓研究相對論的科學家們揚眉吐氣了。

引力波的意義

可能有人要問了，探測到引力波有什麼用？

這就像最早麥克斯韋發現了電磁以後，有人問，電磁波有什麼用似的。

我們站在2017年是無法回答引力波具體有什麼用的，但可以肯定的是，它的用處之大，一定可以和電磁波的用處相提並論。

我們回顧一下人類觀察世界的幾個節點：

400年前伽利略發明了光學望遠鏡，從此之後人們觀察世界，就不侷限於肉眼了，但還是侷限在可見光的範圍內。

1931年貝爾實驗室的楊斯基發現了銀河系的射電輻射，這樣人類首次在可見光範圍之外用電磁波觀測宇宙了。

1987年，戴維斯和小柴昌俊發現了來自超新星爆發的中微子訊號，所以人類就能第一次利用不是電磁波的訊號觀測宇宙了，我們用的是中微子。

2015年 LIGO 首次觀測到了引力波，這個意義就是，人類首次可以利用空間本身的顫動來觀察宇宙了。

悟空問答的網友大家好。美國麻省理工大學教授雷納-韋斯（Rainer Weiss），加州理工學院教授巴里-巴里什（Barry C. Barish）和基普-索恩（Kip S. Thorne）三位科學家因為發起並領導Ligo（鐳射干涉引力波天文臺）專案，並在將理論及實驗物理學應用於宇宙研究領域做出的貢獻而受到表彰。

諾貝爾大會對於引力波的發現這樣評價：“2015年9月14日，人類歷史上第一次探測到引力波。愛因斯坦在100年前預測了引力波，是由兩個黑洞在合併時產生的。引力波抵達美國Ligo天文臺需要經歷13億光年。”

在宇宙誕生之初，還沒有光的時候，就已經有引力波了，所以發現引力波，就可以研究宇宙最初期的物質形態。

愛因斯坦在廣義相對論中這樣描述引力波：“引力波以光速迅速擴散，充滿整個宇宙。”他解釋道，引力波產生於巨大的加速中，比如冰上運動員做單腳旋轉，或者兩個黑洞交替旋轉時。不過愛因斯坦認為，引力波是永遠無法測量的。而藉助於Ligo巨大的鐳射探測儀，它們能在引力波經過地球的時候，測出比原子核千分之一還小的微量變化。

Ligo作為引力波目前最為靈敏的觀測專案，由全世界20多個國家超過1000名科研工作者共同完成，並且實現了人類半個世紀的目標——探測引力波。而此次獲獎的三位科學家在領導引力波專案的實現過程中，功不可沒。

不過可惜的是，引力波探測的先驅、Ligo創始人之一的加州理工學院教授羅納德-德雷福（Ronald W.P. Drever）今年3月在愛丁堡辭世，享年85歲，未能等到這一科學界的最高獎項。德雷福設計並實現的Ligo干涉儀對於探測引力波所需的極度靈敏條件至關重要。

然而，發現引力波只是引力波天文學的開端，它為觀察宇宙打開了一扇新的窗。更重要的是之後的物理學。目前發現的都是雙黑洞合併的訊號，還有比如雙中子星、銀河系內中子星的訊號和其它未知的訊號，以後的新發現都會為理解宇宙提供新的方法和證據。

這意味著，當引力波抵達地球的時候，是非常非常微弱的，但是對人類天體物理學的變革產生積極意義。引力波為人類觀察宇宙中最為激烈的天文活動提供了全新的方式，並且考驗著人類的認知極限。

正如Weiss教授在接到諾貝爾大會電話時所強調的：“引力波並不是三個人的研究成果，而是一個千人團隊才能完成的專案。我們為此努力了整整四十年！”

Weiss教授和已經辭世的Drever教授是Ligo團隊中的關鍵核心人物，他們是Ligo的發起者。1964年，Weiss加入麻省理工學院物理系時，Ligo只是他設計的廣義相對論課程的一項課堂練習。1975年，Weiss教授認識了加州理工大學的物理學家Thorne教授。

Thorne教授是著名的理論學家，研究重點是引力物理和天體物理學，側重於相對論恆星、黑洞和引力波。30年來他一直在推崇Ligo專案，與Weiss教授和Drever教授密切合作，為探測引力波提出新的技術和思路。他還是好萊塢影片《星際穿越》的執行製片人和科學顧問。

Barish教授對於粒子物理學的大型專案有著豐富的經驗，他曾經擔任Ligo專案的首席科學家，具體協調了Ligo專案的發展以及裝置的建造和實施，使得Ligo成為了一個“大科學”專案。

目前，科學家通常用宇宙射線或者中微子等電磁輻射和粒子來探索宇宙，引力波作為探測時空本身的直接手段，為人們打開了觀測看不見的世界的新方法。利用這種方法，科學家能夠捕捉到引力波並將其翻譯成有效資訊，帶給人類更多驚喜的發現。

引力波在天體物理學中是指時空因為某個事件所產生的漣漪，以波的形式從源向外傳播，這就是引力波。引力波的產生是有質量轉化的，比如消耗多少個太陽質量可形成多強的引力波。為什麼發現引力波就能獲得諾貝爾獎，這是因為引力波在1916年就已經被預言出來，只不過過去沒有人能夠直接找到其證據，同時引力波也只符合愛因斯坦的時空理論，與經典的牛頓力學是不相容的，因此如果發現引力波，就意味著牛頓力學的適用範圍沒有相對論更大，也間接證明愛因斯坦的偉大之處。

一個百年前的預言，直到今天才發現，更能體現其發現意義。2015年第一次發現引力波之後，使用更多的探測器來探測同一引力波源對愛因斯坦的廣義相對論進行更詳細的檢驗就成了一種趨勢。LIGO實驗室、加州理工學院等都是引力波研究的前沿機構，還有義大利的處女座探測器等。LIGO實驗室和處女座探測器合作探測是我們向引力波的宇宙邁進一步，處女座探測器強大的探測能力能夠更好地定位引力波源，這無疑將導致未來令人興奮和意想不到的結果。

引力波的研究證明了世界科學團隊和干涉科學的日益增長的能力。幾十年來，引力波的存在僅僅是一種理論；到了世紀之交，所有試圖探測引力波的嘗試都一無所獲，因此這次引力波發現獲得諾貝爾獎也是板上釘釘的事，如此偉大的里程碑事件，被選上諾貝爾獎也是必然的事。

百年前，愛因斯坦將引力波作為他的廣義相對論的一部分。直到LIGO的檢測，引力波一直是沒有實驗證實的廣義相對論的一個預測。因此，引力波的探測完全證明了一般的相對論的正確性。

但這不僅僅是關於這個理論。它為我們瞭解世界和宇宙提供了一種新的方式。由於他們要遠端旅行到達我們，所以引力波非常弱，但在另一邊的硬幣是波浪幫助我們觀察比我們目前的技術更深刻的宇宙。我們的宇宙經歷了大膨脹， 是由95％的黑暗能量和暗物質組成。掌握引力波探測，測量和分析，我們就將有更大的機會研究我們所認識的宇宙的形成和發展。

引力波探測本身也非常重要。這可以類比電磁波的發現。赫茲在1888年的實驗結論中證實了電磁波的存在，現在不同頻段的電磁波已被廣泛應用於我們的生活。未來，引力波可能有廣泛的應用，有利於我們的生活。引力波研究剛剛開始，中國有充分的理由掌握引力波探測。

但僅僅用引力波研究的重要性來說明其獲得諾獎的必然性這可不夠。重要的研究可多去了。取得進展的研究也多去了。引力波作為一項重要的研究，之所以獲得了諾獎，還因為如下原因：

1. 它是基礎的方向性的研究，具有在科學上劃時代的意義，將來會有無數研究奠基於今日引力波探測研究的基礎上。這正是諾獎的自然科學獎項要優先表彰的。

2. 很多重要的研究需要加以時日才能證明其重要性，比如這次獲得化學獎的冷凍電鏡。但引力波研究不同，從開始建造引力波探測裝置起，全世界的學界就對此給予了很大關注，即使當時的中國（1970\1980年代）還不具有如此實力，但在理論上也進行了跟進，因為大名鼎鼎的廣義相對論已經早在多年前，在引力波探測的研究正式啟動前，就為其研究奠定了合法性。

3. 引力波的探測，包括Ligo的建設和執行，已經經歷了幾十年。各種bug不停地被修正。雖然近來爆發了有關LIGO探測結果可靠性的爭議，但在大方向上這一研究不會有錯誤。這也是諾獎委員會能放心大膽地把物理獎頒給在引力波探測中發揮核心作用的幾位科學家的原因。

我在2012年的時候做了一個怪夢，夢見了兩個天體在運動，那個空間是無垠的，然後有一個男人的聲音，特別的渾厚，他說是愛產生了引力，如果失去愛，引力就會消失，星體就會毀滅。我醒來之後感覺特別不可思議，說實話，我頭一次做這麼3D的夢，嚇壞了，還生了一場病，生病期間，一直在研究一副叫做拉巴拉生命之樹的圖，上面後圖形，數字，然後我就跟猜謎一樣，整個人都不好了，最後發現那張圖裡的數字和914有關係，有意思的是我的出生日期是9月14日，結果在2015年9月14日發現了引力波，關鍵是新聞裡那張引力波的影象跟我夢見的一毛一樣，我還把這件事改編成了一個短篇小說叫《天使拉結爾之書》，騙你是小狗哦。

簡單說引力波就是終於實驗測得一個曾經的推論。

就像當年推測光線會被大質量物體彎曲，最後被觀測出來是一樣的。

我想回答的主要目的就像表達對科學工作者由衷的崇敬和崇拜

我在實驗中可能製造了一次電磁能量從導體的微觀區域發生了爆炸的現象。這個實驗是這樣的，開啟收音機的電源，收音機就會輻射電磁波。實驗表明當一根長3米的帶有銅絲的導線的一端靠近收音機的可變電容器，導線與可變電容器之間的距離越小越好，但不能接觸。實驗表明這根帶有銅絲的導線就會向周圍空間輻射與收音機輻射相同頻率電磁波。用儀器靠近導線可以探測到這種輻射分析一下，由於這根導線沒有連線電路，也沒有高頻振盪電流透過導線，因此導線輻射的電磁波不是由電流激發的。也不是導線作為發射天線發射的電磁波。於是我的判斷是當導線的一端靠近收音機的可變電容器的同時，在導線的銅絲與可變電容器之間存在著一種負壓力，負壓力產生負引力效應，也就是反引力。反引力作用於可變電容器儲存的電場能並使得一部分電場能被向外激發出來激發出的電場能攜帶著反引力並推動收音機輻射的電磁波從導線銅絲的一端連續高速定向運動到導線的另一端。也就是電磁波在反引力的推動下被注入到導線銅絲的微觀區域並被拉伸成一根不停振動的能量曲線。同時在這過程中，電磁能量從導體的微觀區這種能量高度集中和稠密的微小空間發生了暴脹然後嚮導線的周圍宏觀區域擴充套件。這就是電磁能量的爆炸。這樣在導線的周圍形成了由電磁波構成的空間。這個空間攜帶著引力場當受到振動時就會在電磁波上產生波紋，也就是引力波。電磁波在銅絲的微觀區域發生了爆炸產生的引力波是原初引力波。電磁波上的波紋應該能夠被現代的儀器探測到。

不請自來！

根據相對論引力波是時空漣漪，那麼產生引力的天體不可能很快就消失，產生如此強大的引力波在地球上就能探測到，說明天體巨大，力量很強，但是探測到的引力波過程為何會這麼短的時間就沒有了，還不如地球上的一次普通地震波動時間長，那麼引力波是時空漣漪的說法與實際探測到的引力波震動時間過程不相符該如何解釋呢？這麼大的引力波漣漪不可能幾分鐘不到就完了，這樣的自然觀測現象叫做相對論引力波的時空漣漪是否是搞錯了呢？或者是有意忽悠誤導科研方向呢？

這種力量強時間短的天體自然現象是否是引力所為呢？雖然獲取了諾獎，這樣的引力波現象與地球上的強對流天氣雷暴相似，探測器測到的引力波是否是地球氣象雷暴或者是天體耦合時的臨界塌縮雷暴呢？如果在地球天氣雷暴或星系際耦合臨界塌縮雷暴，檢測並能重複獲諾獎的引力波過程，引力波還存在嗎？所以關於引力波事件，諾獎雖然發了，但留下如此短的引力波時空漣漪，又不能重複觀測，這說明什麼？引力波測到的並非由引力產生的引力波時空漣漪，實際上是天體耦合運動的臨界塌縮現象更能解釋力量強時間短的自然現象，比起引力波結論更靠譜。(本文原創，個人研究結論供參考)

諾貝爾獎也有看走眼的時候，比如……還是給某權威留些許顏面。當前西方物理學界有兩股對立觀點在暗地裡對坑，……