施鬱

（復旦大學物理學系教授）

首先標題中的“預測”用詞不當，應該叫做“預言”。愛因斯坦除了對引力波進行預言，還進行了很多預言。下面就相對論方面舉幾個例子。

一個是相對論的質量能量等效關係，也就是可能最著名的物理學公式“能量等於質量乘以光速的平方”。愛因斯坦透過假想物體發射出光，論證了這個關係後，寫道：“這個預言可能可以透過質量可以作相當程度的變化的物體，比如鐳鹽來檢驗”。後來很多原子核過程，包括原子彈爆炸，都檢驗了這個預言。引力波的觀測其實也檢驗了這一點，因為兩個黑洞併合為一個大黑洞，後者的質量小於原來兩個黑洞質量之和，差值就是引力波的能量。

在預言引力波之前，愛因斯坦1915年也透過廣義相對論計算出水星近日點進動率（每個世紀43”），以及光線在太陽附近的彎曲（1.7”）。前者與已有的天文觀測相符，後者是還沒有觀測到的預言。 更早些，1907年，愛因斯坦就透過廣義相對論的等效原理預言了引力紅移。引力紅移可以理解為時間的彎曲，光線偏折則體現了空間的彎曲。 這三個結果都總結在他的廣義相對論論文中。 1916年，愛因斯坦預言引力波。

1919年日食期間，英國天文學家愛丁頓和克羅姆林等人在西班牙和巴西的觀測證實光線彎曲。愛因斯坦就透過引力與加速的等效，預言了引力紅移，即引力改變時間。但是直到愛因斯坦去世後，引力紅移實驗才完成。

1.鐘慢效應：根據愛因斯坦的狹義相對論可以推匯出時間是相對的，跟運動速度有關，高速運動與靜止狀態相比會發生時間膨脹現象，就是鍾變慢了時間變慢了。這個在我們日常生活中可以接觸到，我們現在經常應用導航系統，其實根據相對論地面上的時鐘與衛星上的時鐘相差38微秒。如果不進行矯正，那麼導航衛星每天積累的誤差將達到10km。

2.光線偏移：光線在透過強引力場時會發生偏折，這是廣義相對論的主要預言之一。這個驗證主要是透過對日全食進行觀察記錄資料，與其他時間觀察的資料做對比，與愛因斯坦預測的結果幾乎一樣。光線偏折第一次被證實。

如引力紅移現象、引力拖曳現象、水星近日點進動現象都被證實，感興趣的讀者可專門去查一下資料瞭解。

微言淺見，祝好。

高中物理老師就說過，引力波是廣義相對論裡最後一個缺失的部分，如果能直接觀測了，那這個理論就完全證實。但至於怎麼用，那幾乎是無限的。舉個例子，warp drive。愛因斯坦還預測過引力透鏡效應 後來愛丁頓在日食的時候 驗證了這個效應 從而證明了廣義相對論的正確 這個效應現在應用很廣 從發現地外行星 到測量星系質量及其分佈 黑洞也是廣義相對論的一個極端解 現已經被證實存在 還有蟲洞 沒有被證實 如果能夠被證實真的存在 肯定是革命性的 人類的星際旅行有可能變成現實