不管時代的潮流和社會的風(fēng)尚怎樣，人總可以憑著自己高貴的品質(zhì)，超脫時代和社會，走正確的道路?，F(xiàn)在，大家都為了電冰箱、汽車、房子而奔波、追逐、競爭。這是我們這個時代的特征了。但是也還有不少人，他們不追求這些物質(zhì)的東西，他們追求理想和真理，得到了內(nèi)心的自由和安寧。 ——愛因斯坦 寫于1946年

1915年，愛因斯坦發(fā)表廣義相對論論文，革新了自牛頓以來的引力觀和時空觀，創(chuàng)造性地論證了引力的本質(zhì)是時空幾何在物質(zhì)影響下的彎曲。1916年，愛因斯坦在廣義相對論的框架內(nèi)，又發(fā)表論文論證了引力的作用以波動的形式傳播。

因為引力波的效果極其微弱，100年前的愛因斯坦認(rèn)為引力波在任何能想象的情況下都可以忽略。50年以前，實驗物理學(xué)家Joe Weber勇敢地開拓了引力波探測的先河。40年前，天文學(xué)家Hulse和Taylor發(fā)現(xiàn)了脈沖雙星、間接證實了引力波的存在。25年前，物理學(xué)家Drever， Thorne和Weiss在美國國家科學(xué)基金的資助下開始建造激光干涉引力波天文臺（Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory，LIGO）。 2016年2月11日，美國的LIGO和歐洲的VIRGO引力波探測器聯(lián)合發(fā)布消息，宣布已經(jīng)探測到距離地球約13億光年的兩個大約30個太陽質(zhì)量的黑洞碰撞所發(fā)出的引力波。

在這個讓物理學(xué)家50年來望眼欲穿的、持續(xù)時間不到一秒鐘的事件（發(fā)生在2015年9月14日，科學(xué)家把這個人類直接探測到的首個引力波信號編為GW150914）中，4對在真空中相距4公里的40千克的玻璃鏡子，以原子核尺寸千分之一大小的振幅振動了十幾次。這樣微乎其微的振動，被打在這些鏡子上的100千瓦的激光讀出，讓人類第一次“近距離的接觸”了黑洞。這一信號證實了廣義相對論的重要預(yù)言——宇宙中存在雙黑洞系統(tǒng)，它們可能并合成一個更大的黑洞。黑洞不再是科幻作品中的神奇物體，不再躲在高溫磁化的等離子體后面，也不再穩(wěn)穩(wěn)地坐在星系中央。這次，我們實實在在的觀察到了黑洞附近時間和空間的高度扭曲和脈動。引力波探測的成功，為人類觀察宇宙提供了一個嶄新的窗口。

高新激光干涉儀引力波天文臺（Advanced LIGO）的項目領(lǐng)頭人，來自麻省理工的戴維?休梅克在LIGO科學(xué)合作組織（LSC）的官方新聞稿的結(jié)語中說，“Advanced LIGO探測器是科學(xué)與技術(shù)上的一項壯舉，匯聚了全球技師、工程師和科學(xué)家團(tuán)隊的通力合作才得以實現(xiàn)。”

這一科學(xué)史上又一激動全人類事件發(fā)生后，麻省理工學(xué)院校長L. Rafael Reif給全校師生寫了一封郵件，內(nèi)容如下：

麻省理工學(xué)院校園全體成員：

2月11日上午10點30分，麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院以及美國國家科學(xué)基金在華盛頓特區(qū)將進(jìn)行物理學(xué)界的一次歷史性發(fā)布：人類首次直接探測到引力波，Albert Einstein（阿爾伯特?愛因斯坦）百年前預(yù)見的一種時空干擾波。

你也許會去現(xiàn)場觀看這一發(fā)布。在美國國家科學(xué)基金發(fā)布會后，你也可觀看我們校園的發(fā)布活動。你也可以在學(xué)院官方網(wǎng)站上閱讀到關(guān)于這一發(fā)現(xiàn)的綜述，以及對麻省理工學(xué)院教授Emeritus Rainer Weiss的專訪，他是LIGO（激光干涉引力波觀測站）的倡導(dǎo)者和領(lǐng)導(dǎo)者。

基礎(chǔ)科學(xué)的美麗和力量通常而言，不管多么令人印象深刻，我不會給全校致信祝賀某個人的研究成果。我們校區(qū)一直都在推出重要的科研成果。但我要鼓勵你們?nèi)ニ伎冀裉斓陌l(fā)布，因為它在一個廣袤的背景上展示了，對這個科學(xué)問題人類為什么要探索，如何探索，以及為什么至關(guān)重要。

今天的新聞至少包括兩個重要的故事：

首先是科學(xué)告訴我們：憑藉廣義相對論，愛因斯坦準(zhǔn)確地預(yù)測了引力波的存在，它是從宇宙中某個引力極其強(qiáng)大的地方旅行到我們這里的時空漣漪。這些漣漪信號是不可察覺地微弱。直到不久前，它們也無法被直接觀察到。但因為LIGO成功檢測到了這些微弱的信號——從兩個黑洞相撞成為一個更大的黑洞——我們有了確鑿證據(jù)，這個系統(tǒng)的活動正如愛因斯坦所預(yù)言。

即使是最先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡也依賴于光，所以我們不能看到這壯觀的碰撞，因為我們一直認(rèn)為，黑洞不會發(fā)出任何光。然而，憑借LIGO的儀器，我們現(xiàn)在有“耳朵”可以聽到。配備這種新感官，LIGO的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)和記錄了一個關(guān)于大自然的、迄今未被發(fā)現(xiàn)的基本事實。但他們利用這個新工具的探險才剛剛開始。這就是為什么人類要從事科學(xué)！

第二個故事是關(guān)于人類的成就。它始于愛因斯坦：一種廣闊的人類意識，可以形成一個超越當(dāng)時實驗?zāi)芰Φ母拍?，而他的后人用了一百年，發(fā)明工具，證明了其有效性。

這個故事可以推廣到Rai Weiss和其合作者的科學(xué)創(chuàng)造力和無比的毅力。數(shù)十年來，在技術(shù)可能性的邊緣，不計成敗，Rai Weiss領(lǐng)導(dǎo)一個全球合作的團(tuán)隊，最終將一個光輝的思想實驗轉(zhuǎn)變成一個科學(xué)發(fā)現(xiàn)的勝利。

這個敘事中的重要角色還包括數(shù)十名外圍科學(xué)家，也包括美國國家科學(xué)基金會管理者，他們在過去幾十年中，系統(tǒng)地評估了這一雄心勃勃項目的意義，決定了予以大量投資。最后的篇章也包括LIGO團(tuán)隊，精心地將這些發(fā)現(xiàn)展示在物理學(xué)界面前。通過嚴(yán)謹(jǐn)分析和同行評審出版的一步步莊重過程，令我們滿懷信心分享這一喜訊——而且開創(chuàng)了一個探索的新前沿。

在麻省理工學(xué)院這樣的地方，有太多人正在參與解決現(xiàn)實世界的問題，我們有時會以實用的附帶產(chǎn)品來檢驗國家的基礎(chǔ)科學(xué)投資是否物有所值。但在這個案例中，這幾乎是不相關(guān)的。當(dāng)然，個中也有立即有用的“成果”：LIGO一直以來是數(shù)千大學(xué)生和數(shù)百博士生艱苦的訓(xùn)練場——其中兩人已經(jīng)正式擔(dān)任我校的教職。

更重要的是，LIGO團(tuán)隊的技術(shù)創(chuàng)新，以及創(chuàng)造性使用其他領(lǐng)域的工具，產(chǎn)生了前所未有的精密儀器。正如我們在麻省理工學(xué)院所熟知的，人類無法抗拒一個新工具的誘惑。LIGO技術(shù)將進(jìn)一步完善和發(fā)展，“回報”的方式未可限量。關(guān)注其發(fā)展十分有意義。

我們今天慶祝的發(fā)現(xiàn)體現(xiàn)了基礎(chǔ)科學(xué)的悖論：它是辛苦的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮途徛?，又是震撼性的、革命性的和催化性的。沒有基礎(chǔ)科學(xué)，最好的設(shè)想就無法得到改進(jìn)，“創(chuàng)新”只能是小打小鬧。只有隨著基礎(chǔ)科學(xué)的進(jìn)步，社會也才能進(jìn)步。

麻省理工學(xué)院校園具備如此不凡的條件，能欣賞這一成就的美麗和意義，并敞開進(jìn)一步成就的機(jī)會。我為自己屬于這個校區(qū)的一員而自豪和榮幸。

謹(jǐn)致振奮與贊嘆！

TIPS：

世界各國的大型引力波探測器

在美國的LIGO計劃開始之后，歐洲也開始進(jìn)行引力波探測計劃。目前，比較大型的探測器是由英國和德國合作，在德國Hannover附近建造的GEO 600探測器，以及由法國和意大利合作，在意大利Pisa附近的VIRGO探測器。GEO 600探測器的壁長是600米，而VIRGO的臂長是3000米。相比之下，VIRGO的造價和性能都遠(yuǎn)高于GEO 600，而和LIGO相當(dāng)。

最近，日本也開始建造大型的KaGRA引力波探測器。早年，在日本有一個TAMA300探測器，位于東京附近的三鷹市，在日本的國家天文臺院內(nèi)，臂長300米。日本科學(xué)家多年來一直致力于推動大型引力波探測，這個KaGRA項目終于在2008年立項。目前，這個探測器的建設(shè)已經(jīng)基本完成，進(jìn)入了調(diào)試階段。

前些年，印度也開始加入了引力波探測的行列。LIGO實驗室和印度引力波物理學(xué)界已經(jīng)達(dá)成協(xié)議，計劃把LIGO的一部分實驗設(shè)備運(yùn)往印度，并在印度開設(shè)一個LIGO-India的引力波觀測站。

中國：天琴計劃。中山大學(xué)的羅俊院士，是中國引力物理界的領(lǐng)軍人物。他對引力常數(shù)的測量，引力定律的檢驗的研究，都處于世界的前沿。羅院士的團(tuán)隊最近提出的“天琴計劃”，是在空間中測量引力波。空間中，我們可以測量頻率更低的引力波。一方面，可以從側(cè)面驗證LIGO引力波源、引力波傳播的性質(zhì)，另外一方面，也可能探測到大質(zhì)量甚至超大質(zhì)量的黑洞。