為什麼突然發現引力波？

　　 2016年2月11日，北京時間23：30分，美國加州理工學院、麻省理工學院、鐳射干涉引力波觀測站（LIGO）科學聯盟、以及美國國家科學基金會向全世界宣佈：我們真的探測到引力波！

　　1915年，愛因斯坦發表廣義相對論論文，論證了引力的本質是時空幾何在物質影響下的彎曲。1916年，愛因斯坦在廣義相對論的框架內又發表論文論證，引力的作用以波動的形式傳播，這就是引力波。

　　100年來，愛因斯坦的假説吸引了無數物理學家來證實，但是，誰也無法證實引力波的存在。現在，科學家終於用LIGO探測器探測到距離地球約13億光年的兩個大約30個太陽品質的黑洞碰撞所發出的引力波。

　　既然100年來引力波都沒有發現，那麼現在是怎麼發現的呢？這就是由鐳射干涉引力波觀測站（LIGO）發現的。美國國家科學基金會（NSF）在1990年批准建設LIGO，1992年在華盛頓州漢福德和路易斯安那州利文斯頓建設兩個LIGO，1999年竣工，2001年開始收集數據。

　　2015年9月14日，位於德國漢諾威馬普學會引力物理研究所LIGO團隊的科學家注意到一個奇怪的信號：類似一隻鳥兒的啁啾聲，且螺距迅速遞增的一種聲波。後來，科學家表示探測到的是由黑洞合併産生的一個時間極短的引力波信號，被命名為GW150914，持續不到1秒。它經過13億年的漫長旅行。同時，科學家認為，兩個黑洞合併前的品質分別相當於36個和29個太陽品質，合併後的總品質是62個太陽品質，3個太陽品質的能量以引力波的形式在不到1秒的時間內釋放，釋放的峰值能量比整個可見宇宙釋放的能量還要高出約50倍。

　　對於引力波的發現，英國著名理論物理學家斯蒂芬霍金作了一個評價，“引力波提供了一種人們看待宇宙的全新方式。（人類）探測到引力波的這種能力，很有可能引發天文學革命。”

　　簡單地講，這一發現打開了人們感知、了解、觀察、認知和解釋大千世界的更為廣袤的新空間。如果説，過去人類認識世界只是靠眼耳鼻舌身這些不同的感知窗口，然後靠大腦來合成這些不同感官所感知到的事物的全貌，那麼，引力波的被檢測到就為人們認知世界打開了一扇或幾扇大門，讓人類能用其他的感知途徑，例如被人們一直以來所指稱的第6感，來更為全面和深刻地觀察世界和看待事物。

　　過去人們並不能檢測到引力波並不意味著引力波不存在，這正如人們聽不到次聲和超聲一樣，但它們確實存在。只有通過特定的儀器才能檢測到次聲和超聲的存在，並且能讓人們認識次聲和超聲，利用它們趨利避害。

　　引力波的存在和被檢測到也提出了一種新的思維視角，迄今我們人類認識的世界並非只是自身的感覺器官所認識的世界，或者並非是世界本來的樣子，我們有限的感知所形成和顯示出來的可能是被歪曲的世界，大量的複雜的和多元的世界還不被人類所認知，而且迄今被我們視為所認知的客觀世界並非是客觀的，因為像引力波這樣反映和描摩的世界在之前還沒有被人類所感知和認識到，它們所描繪的世界就存在黑洞，而黑洞是我們的感官所直接感知不到的。

　　這個原理也非常類似人和其他動物由於感知世界的器官和工作原理的不同，而對世界的認知差異較大，甚至根本不同。例如，人有三種視錐細胞，通過探測不同的波長並進行組合，能看到事物的七彩色調，但是狗只有兩種視錐細胞，因此它們看到的物體色彩就少一些和淡一些。犰狳和樹懶則只有視桿細胞而無視錐細胞，它們看到的世界只是黑白世界。所以，狗、犰狳和樹懶與人看到和認識的世界完全不同。

　　以此來看，人類過去看不到或檢測不到引力波的存在如同犰狳和樹懶只有視桿細胞而無視錐細胞一樣，對世界的感知可能只是黑白的，並且認為這才是世界的本來面目。幸運的是，人能製造工具和儀器來彌補人類感官的缺陷，在LIGO探測器的幫助下，就如同讓犰狳和樹懶獲得了視錐細胞一樣，讓人看到了世界是七彩的，甚至是更多彩的，也就會改變認知，認為彩色的世界比起黑白的世界來才是更真實的客觀世界。探測引力波也就能更真實地認知、展現和盡最大可能地還原世界的本來面貌。

　　不過，對於發現引力波，也存在質疑。1916年，愛因斯坦在系統闡述其廣義相對論（該理論認為引力是大品質天體周圍發生的時空扭曲）時提出一個問題，當一個天體晃動時，會發生什麼。第二年，他給出的答案是，時空會産生漣漪，形成“引力波”，並以該天體為核心以光速向外擴散。此後，不僅愛因斯坦本人，就連其他科學家也有贊同和反對的不同看法。

　　現在，既然發現了引力波，人們提出的一個質疑是，能不能證明黑洞的存在，因為研究人員稱這是兩個黑洞合併産生的引力波。但是，目前沒有其他證據來旁證兩個黑洞的存在。

　　第二個質疑是，今後能不能重復性地證明引力波，因為科學研究的規律之一是，結果和結論具有可重復性。但是，一般認為，重復檢測黑洞産生的引力波是不可能的，只是一次性的。第三個質疑是，引力波在13億光年傳播過程中是否有變形。13億光年是一個非常遙遠的距離，引力波在傳播過程中，遇到諸如其他黑洞、暗物質和暗能量一類的大品質物體，就會造成引力波的波形變形或嚴重變形。

　　所以，此次測量到的是否為引力波，值得進一步研究。

　　當然，對引力波的解釋，也有物理學家認為不能把它比喻為今天人們普遍用採用的兩上類比，一是電磁波，二是水波，因為它們都可以産生漣漪。但是，實際上，愛因斯坦認為，引力波是時空曲率在以波的方式傳播，並不像電磁波那樣是一個摸得著的電磁場的波動。在廣義相對論中，引力不是“力”，或者説本沒有什麼引力。所有物體都以自由落體的方式在非平直時空中運動，因此引力波是時空曲率的波動。

　　儘管有這些質疑，但引力波的發現和闡釋為人類觀察宇宙和事物提供了另一種方式。那麼，目前通過引力波來觀察世界是不是就更能還原一個本真的世界呢？至少現在還不能，因為，人類還缺乏解讀引力波所呈遞的世界是一個怎樣的世界的能力，引力波向人類展現的世界不是直接的，它只是從一個側面證明了黑洞的存在，目前還沒法通過引力波去精確地測定黑洞附近的幾何結構，更何況引力波不會像相機一樣呈現一個物體的幾何形狀和色彩。

　　所以，引力波的被檢測到只是為人類感知和認識世界拓寬了視野。