孫敏

時(shí)光飛逝，2016年已經(jīng)成為過(guò)去，那些國(guó)內(nèi)外科技圈我們一起見(jiàn)證過(guò)的大事件，你都還記得嗎？

最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡“巨眼觀天”

2016年9月25日，有著超級(jí)“天眼”之稱的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（簡(jiǎn)稱FAST），在貴州省平塘縣的喀斯特洼坑中落成，開(kāi)始接收來(lái)自宇宙深處的電磁波。它是世界上最大的單口徑射電天文望遠(yuǎn)鏡，標(biāo)志著中國(guó)在科學(xué)前沿實(shí)現(xiàn)了重大原創(chuàng)突破。

如果說(shuō)高分衛(wèi)星（高分辨率對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星）是“天眼”觀地，那么射電望遠(yuǎn)鏡就是“巨眼”觀天。FAST突破了射電望遠(yuǎn)鏡的百米極限，它擁有30個(gè)足球場(chǎng)大的接收面積。與號(hào)稱“地面最大機(jī)器”的德國(guó)波恩望遠(yuǎn)鏡相比，靈敏度提高了10倍。它將在未來(lái)20-30年保持世界一流設(shè)備的地位。

對(duì)科學(xué)家們來(lái)說(shuō)，F(xiàn)AST具有極其重大的科學(xué)意義。這個(gè)超級(jí)望遠(yuǎn)鏡就像一只龐大而靈敏的“耳朵”，它將可能搜尋到更多的奇異天體，用以觀測(cè)脈沖星，探索宇宙起源和演化、暗物質(zhì)和暗能量、星系與銀河系的演化等，甚至還可以搜索星際通訊信號(hào)，開(kāi)展對(duì)地外文明和外星人的探索。

新型材料崛起

新材料確實(shí)可以改變世界。我們用青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代來(lái)稱呼歷史時(shí)期是有道理的?；炷?、不銹鋼和硅的發(fā)明讓我們進(jìn)入了現(xiàn)代。現(xiàn)在，工程師們正將材料科學(xué)帶入一個(gè)全新的維度：第二維度，它們擁有幾乎無(wú)限的潛能。通過(guò)將三維原子聚集成二維網(wǎng)格，研究人員正從看似平淡無(wú)奇的元素身上發(fā)現(xiàn)神奇的尚未開(kāi)發(fā)的潛力。這些二維材料每種都具有令人振奮的性能，而且不同的二維材料還可以像堆積木一樣組合起來(lái)，構(gòu)造更多的新型材料。

二維革命始于10多年前石墨烯的發(fā)現(xiàn)。石墨烯比鋼鐵的強(qiáng)度還高200倍，比鉆石還硬，而且?guī)缀跏鞘澜缟献钶p的東西。它透明、柔性，卻是性能優(yōu)異的導(dǎo)體。碳原子以網(wǎng)格狀相連，就像鐵絲網(wǎng)圍欄。除了水蒸氣以外，幾乎任何東西都無(wú)法穿透它，而水蒸氣則可以在石墨烯的分子網(wǎng)格間自由穿梭。將石墨烯轉(zhuǎn)化為實(shí)際設(shè)備一直是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，但眾多科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在某些領(lǐng)域接近成功，包括超高密度計(jì)算機(jī)閃存、寬帶輻射探測(cè)器以及精密醫(yī)學(xué)成像工具。

二維材料家族中已經(jīng)出現(xiàn)了這些新成員：排列成格子狀的單層或數(shù)層碳原子（石墨烯）、硼原子（硼烯）、六方氮化硼（白石墨烯）、鍺原子（鍺烯）、硅原子（硅烯）、磷原子（磷烯）和錫原子（錫烯）。硅和磷尤其適合制作原子級(jí)晶體管，可能會(huì)為人們帶來(lái)速度極快、續(xù)航持久、可彎曲的電子產(chǎn)品。

一旦新材料投入使用，毒性總是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題，小心謹(jǐn)慎總是沒(méi)錯(cuò)的。對(duì)于石墨烯歷時(shí)10年毒性的研究尚未發(fā)現(xiàn)它對(duì)人體健康或是環(huán)境有什么不良影響。不過(guò)這方面的研究還在繼續(xù)。

二維材料的發(fā)明為技術(shù)人員打開(kāi)了一個(gè)強(qiáng)大的工具魔盒。這每一種超薄化合物材料都具有獨(dú)特的光學(xué)、物理學(xué)和電學(xué)性質(zhì)。科學(xué)家和工程師正興奮地將它們進(jìn)行混合配對(duì)，用來(lái)創(chuàng)造針對(duì)各種功能優(yōu)化的新型定制材料。鋼和硅是20世紀(jì)工業(yè)化的基石，但和這些二維材料相比，它們就顯得十分笨重和原始了。

從航天大國(guó)到航天強(qiáng)國(guó)

2016年，中國(guó)航天發(fā)射年度數(shù)量首次突破20次。對(duì)中國(guó)航天而言，2016注定載入史冊(cè)。4月6日，中國(guó)首顆微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星——實(shí)踐十號(hào)返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星成功發(fā)射。6月25日，長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭再次發(fā)射成功。8月16日，世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”發(fā)射升空。9月15日，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。10月17日，神舟十一號(hào)載人飛船成功發(fā)射。10月19日，神舟十一號(hào)飛船與天宮二號(hào)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接成功。神舟十一號(hào)飛船乘載兩名航天員，在太空駐留33天后，于11月18日下午順利返回著陸。12月22日，長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將中國(guó)首顆全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（簡(jiǎn)稱“碳衛(wèi)星”或“嗅碳衛(wèi)星”）發(fā)射升空。該衛(wèi)星的成功研制和后續(xù)在軌穩(wěn)定運(yùn)行，將使中國(guó)初步形成針對(duì)全球、中國(guó)及其他重點(diǎn)地區(qū)大氣二氧化碳濃度的監(jiān)測(cè)能力。這一系列碩果，都在彰顯著中國(guó)2016年在航天領(lǐng)域的種種突破。在此過(guò)程中，科研人員突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)跨越發(fā)展。

從1956年起步到2016年，中國(guó)航天從無(wú)到有、從小到大。酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心是中國(guó)目前唯一的載人航天發(fā)射場(chǎng)，自建成以來(lái)共發(fā)射了十艘神舟飛船、104顆衛(wèi)星、一個(gè)目標(biāo)飛行器和一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室。這些航天發(fā)射成就是在近60年的時(shí)間跨度內(nèi)完成的，中國(guó)在2016年一年的發(fā)射量就占到1/5，而且2016年的發(fā)射還包括長(zhǎng)征七號(hào)新型運(yùn)載火箭首發(fā)、世界首枚量子科學(xué)衛(wèi)星的發(fā)射以及首次發(fā)射的大火箭長(zhǎng)征五號(hào)等重要項(xiàng)目。中國(guó)航天發(fā)射進(jìn)入密集期是一個(gè)穩(wěn)步前進(jìn)后的客觀結(jié)果，并不是為了與人競(jìng)爭(zhēng)故意加快發(fā)射密度。中國(guó)航天工程，尤其在載人航天方面，每一步走得都很堅(jiān)實(shí)。2016年，中國(guó)航天人交出的成績(jī)單，格外耀眼。

“腦機(jī)交互技術(shù)”重現(xiàn)超能力

美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)研究項(xiàng)目局于2016年1月19日在官網(wǎng)稱，他們正在開(kāi)展“神經(jīng)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)”的研究項(xiàng)目，該項(xiàng)目旨在研發(fā)一種可植入人體的神經(jīng)接口，能夠使人類大腦直接與電腦連接。這種神經(jīng)接口將扮演“翻譯官”的角色，可以在大腦神經(jīng)元的電化學(xué)語(yǔ)言與電子信息技術(shù)語(yǔ)言0和1之間轉(zhuǎn)化。近日，《自然》旗下的綜合性科學(xué)期刊《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）發(fā)表了來(lái)自明尼蘇達(dá)大學(xué)的突破性研究，用“腦機(jī)交互技術(shù)”（Brain-computer interface）來(lái)建立人與外界設(shè)備的橋梁。這項(xiàng)研究首創(chuàng)了“非侵入式腦接口技術(shù)”——實(shí)驗(yàn)人員無(wú)需在腦中植入硬件，僅需戴一個(gè)充當(dāng)腦電波記錄儀的帽子，即可僅靠“意念”控制復(fù)雜的器械，如使用機(jī)械臂抓取物體等。曾經(jīng)的腦機(jī)交互技術(shù)有顯而易見(jiàn)的缺點(diǎn)，如在受試者的腦中植入電極等硬件是十分有風(fēng)險(xiǎn)的，這還會(huì)引發(fā)感染。非侵入式的設(shè)備則避免了這一問(wèn)題。它不但可以避免這樣的風(fēng)險(xiǎn)，還可節(jié)省外科手術(shù)的費(fèi)用，讓腦接口技術(shù)的實(shí)現(xiàn)更為廉價(jià)和方便。

在2016年之前，腦機(jī)交互技術(shù)主要應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。比如，癱瘓病人可以用該技術(shù)控制電子假肢。但是，最近腦機(jī)交互技術(shù)沖出了醫(yī)療領(lǐng)域，進(jìn)軍到了普通消費(fèi)品市場(chǎng)。利用腦機(jī)交互技術(shù)，可以獲取到很多現(xiàn)在無(wú)法得到的駕駛員信息，而這些信息如果能夠傳遞給汽車，那么駕駛的體驗(yàn)將會(huì)得到很大的提升。比如汽車可以監(jiān)控駕駛員是否昏昏欲睡、是否注意力集中、是否處于不良情緒中等等。當(dāng)汽車感知到駕駛員的疲勞時(shí)，可以自動(dòng)發(fā)出警報(bào)、開(kāi)啟收音機(jī)、搖下車窗甚至是自動(dòng)停車?；蛘咂嚫兄今{駛員處于暴怒情緒時(shí)，就會(huì)自動(dòng)調(diào)整速度。類似的潛在應(yīng)用還有很多。未來(lái)，想要實(shí)現(xiàn)這個(gè)“高大上”的目標(biāo)，還需要在神經(jīng)科學(xué)、合成生物學(xué)、低功耗電子、光子學(xué)、醫(yī)療器械制造等多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)共同突破。

無(wú)人駕駛加速發(fā)展

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年有120萬(wàn)人死于車禍，而90%以上的事故都是人為失誤造成。那么，如果全部使用自動(dòng)駕駛汽車，幾乎“零失誤”的智能系統(tǒng)能減少車禍的發(fā)生率嗎？從旁觀者的角度看，如果人類司機(jī)做出一個(gè)夸張的緊急閃避操作，那么這會(huì)是粗心大意的行為。但如果是一輛訓(xùn)練有素的人工智能汽車，它可以通過(guò)眾多實(shí)時(shí)傳感器接受信息，那么它的反應(yīng)將媲美任何一名專業(yè)保鏢，保障我們的人身安全。

2016年是無(wú)人駕駛汽車高速發(fā)展的一年。特斯拉增加了一款性能增強(qiáng)、完全自動(dòng)駕駛的車型。另外，優(yōu)步在美國(guó)匹茲堡也開(kāi)始使用無(wú)人駕駛汽車載客的試行。但無(wú)人駕駛汽車的發(fā)展之路也并不是順暢無(wú)阻的，比如，谷歌的無(wú)人駕駛車在2016年就發(fā)生了一次小事故。最嚴(yán)重的是一輛自動(dòng)駕駛模式下的特斯拉發(fā)生交通事故，導(dǎo)致車主喪生，又把無(wú)人駕駛技術(shù)推上了風(fēng)口浪尖。

無(wú)人駕駛依靠人工智能、視覺(jué)計(jì)算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒(méi)有任何人類主動(dòng)的操作下，自動(dòng)安全地操作機(jī)動(dòng)車輛。通過(guò)組合使用雷達(dá)、超聲傳感器、數(shù)碼攝像頭、陀螺儀設(shè)備已可以實(shí)現(xiàn)比人類感官更快更準(zhǔn)的信息獲取能力，通過(guò)采用微型控制計(jì)算機(jī)和電子伺服器，已可以實(shí)現(xiàn)比人類四肢更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力和更加精準(zhǔn)的操縱精度，還能讓駕駛者解放雙手。

這種駕駛方式的轉(zhuǎn)變將會(huì)改變?nèi)塑囮P(guān)系，上班、出差、自駕游將會(huì)變得更加容易，也更安全。自動(dòng)駕駛很是誘人，試過(guò)一次便難以忘懷，我們對(duì)它滿懷期待。現(xiàn)在，我們已經(jīng)看到了自動(dòng)駕駛時(shí)代的曙光，但是，要到達(dá)那里，我們還要克服重重阻礙。

SpaceX曲折中前進(jìn)，只為上火星

2016年4月，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（Space X）的火箭成功在海洋中的漂浮無(wú)人船上著陸，創(chuàng)造了回收火箭的歷史。這非常酷，也非常重要。因?yàn)樵谝苿?dòng)平臺(tái)上著陸將讓Space X回收和重新利用火箭推進(jìn)器變得更容易，同時(shí)也將削減太空發(fā)射30%的成本。5月6日，Space X再次成功海上回收獵鷹9號(hào)火箭，這是該公司第三次、海上第二次成功回收一級(jí)火箭。這意味著現(xiàn)在Space X已經(jīng)能充分證明其具備在陸地和海上回收火箭的能力，并能重復(fù)這一過(guò)程。此次火箭發(fā)射后不久，Space X就發(fā)布消息確認(rèn)獵鷹9號(hào)不僅完美回收，并成功將衛(wèi)星部署到了正確軌道。這意味著Space X又創(chuàng)造了一項(xiàng)歷史——首次實(shí)現(xiàn)地球同步轉(zhuǎn)移軌道火箭回收。

7月18日，Space X成功實(shí)現(xiàn)第二次陸上回收火箭。與在海上平臺(tái)成功降落相比，這次回收的難度要加大許多。因?yàn)槟谴问窍驀?guó)際空間站運(yùn)送物資，國(guó)際空間站距地面高度大約是250英里。而這次衛(wèi)星的目標(biāo)距地面高度大約為22300英里（當(dāng)然還有二級(jí)火箭接力）?；鸺仙俣仍娇欤祷氐厍虻乃俣纫矊⒏?，幾乎達(dá)到6馬赫（1馬赫即1倍音速，即1225千米/小時(shí)），火箭表面溫度更高（溫度高到快使火箭融化的程度）?；厥针y度前所未有，幾乎所有的人都預(yù)估這次回收將以火箭爆炸而收?qǐng)?，以至于CEO馬斯克在火箭在平臺(tái)上停穩(wěn)的第一時(shí)間，在推特上發(fā)布的首條消息只有一串英文字母woooooooooooooooooh！長(zhǎng)出一口出氣，終于如釋重負(fù)。

然而9月1日，獵鷹9號(hào)火箭在進(jìn)行靜態(tài)點(diǎn)火測(cè)試時(shí)爆炸，令Space X被迫推遲火星探索計(jì)劃，“載人龍飛船”的首次載人飛行被推遲到2018年5月。Space X的火箭雖爆炸了，但它依然走在人類科技探索的最頂端。

量子魅力大爆發(fā)

量子來(lái)自拉丁語(yǔ)quantum，意為“有多少”，代表“相當(dāng)數(shù)量的某物質(zhì)”。在物理學(xué)中，指一個(gè)不可分割的基本個(gè)體，物理量是某個(gè)最小單位的整數(shù)倍，不能出現(xiàn)這個(gè)最小單位的分?jǐn)?shù)倍，而且這個(gè)單位也不能再分。量子科學(xué)家的本領(lǐng)在于，可以對(duì)量子糾纏進(jìn)行某種意義的“控制”，甚至異地“控制”。這種“控制”，能夠讓我們?nèi)ハ胂蠛芏嗖桓蚁氲氖?。比如，超?jí)計(jì)算和加密通訊。

2016年的量子好戲已經(jīng)上演，由中國(guó)科學(xué)院院士潘建偉擔(dān)任首席科學(xué)家的中國(guó)首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，于2016年8月16日凌晨在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭發(fā)射至高度為500公里的預(yù)定軌道，衛(wèi)星有效載荷包括量子糾纏源、量子糾纏發(fā)射機(jī)、量子密鑰通信機(jī)和量子實(shí)驗(yàn)控制與處理機(jī)，將共同完成糾纏光子的生成、發(fā)送、地面通信以及實(shí)驗(yàn)控制。

同時(shí)，地面建設(shè)有四個(gè)量子通信地面站（南山、德令哈、興隆、麗江量子通信地面站）和一個(gè)空間量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)站（阿里量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)），在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星控制中心的指揮和調(diào)度下，完成四項(xiàng)重要的科學(xué)實(shí)驗(yàn)：星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)、廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)、星地量子糾纏分發(fā)實(shí)驗(yàn)、地星量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)。這意味著一個(gè)天地一體化的量子通信網(wǎng)絡(luò)的雛形已經(jīng)形成，驗(yàn)證了技術(shù)上的可行性，為設(shè)計(jì)量子計(jì)算和保密量子通訊為一體的量子系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

基因編輯技術(shù)重塑世界

2016年，基因編輯（CRISPR）技術(shù)仍然是關(guān)注的焦點(diǎn)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，CRISPR就是一把能夠剪斷DNA分子的“分子剪刀”。如果我們把入侵的病毒DNA剪斷，就能實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)。與傳統(tǒng)的限制性內(nèi)切酶相比，CRISPR技術(shù)最重要的特點(diǎn)是它更靈活，相當(dāng)于一個(gè)“可調(diào)的分子剪刀”。如果把傳統(tǒng)的限制性內(nèi)切酶比作一把鑰匙，CRISPR系統(tǒng)就是一把萬(wàn)能鑰匙。這一強(qiáng)大的基因編輯技術(shù)給生物界帶來(lái)了巨大沖擊。不同于其他的基因編輯技術(shù)，它廉價(jià)、快捷且使用方便，由此席卷了世界各地的實(shí)驗(yàn)室。

CRISPR的基因剪輯技術(shù)擁有掀起醫(yī)學(xué)革命的潛力，研究人員希望能夠利用它來(lái)校正人類基因以消除疾病，構(gòu)建出生命力更強(qiáng)的植物，消滅病原體，以及將之應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。它可能為世界帶來(lái)定制嬰兒，甚至可能終結(jié)全球饑餓。CRISPR這種由細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的機(jī)制讓科學(xué)家能夠以空前的準(zhǔn)確度對(duì)基因進(jìn)行剪切和復(fù)制。研發(fā)這一技術(shù)的科學(xué)家被認(rèn)為是爭(zhēng)奪2017年諾貝爾獎(jiǎng)的熱門人選。

CRISPR技術(shù)提出3年來(lái)，已經(jīng)被全球成千上萬(wàn)的科學(xué)家采用。他們已經(jīng)利用這項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)造出肌肉含量超高的比格犬“大力士”和器官可移植人體的“萬(wàn)能豬”。這種技術(shù)運(yùn)作極快，從前可能耗費(fèi)數(shù)年時(shí)間的創(chuàng)新研究如今幾個(gè)月內(nèi)即可完成。因此，CRISPR的初創(chuàng)公司在2016年也成為資本的新寵。盡管從被發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在的時(shí)間并不長(zhǎng)，目前還存在專利糾紛，但卻不影響CRISPR技術(shù)的影響力和應(yīng)用范圍呈現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)。雖然距離首批產(chǎn)品（例如沒(méi)有角的奶牛和低致敏性花生）真正投放市場(chǎng)還需要幾年時(shí)間，但2016年已經(jīng)成為基因編輯改造生命的開(kāi)始。

圍棋“人機(jī)大戰(zhàn)”，“阿爾法狗”贏了

“機(jī)器學(xué)習(xí)”（Machine Learning）這個(gè)詞火了很久，不過(guò)2016年，作為人類的我們可能會(huì)真正謙虛地“拜其為師”。圍棋起源于中國(guó)，兩個(gè)選手在矩形格子上交替下黑子和白子，目標(biāo)是在比賽結(jié)束時(shí)比對(duì)方占領(lǐng)更多的地盤。在19×19的棋盤上，每一步皆有250種走法，這250種走法中，接下來(lái)的每一步又將有250種可能的走法。在象棋領(lǐng)域人類面對(duì)電腦已無(wú)優(yōu)勢(shì)后，圍棋甚至被冠以“人類智慧最后高地”的名號(hào)。此前，最成功的圍棋計(jì)算機(jī)程序能達(dá)到業(yè)余人類選手的程度，還不能和專業(yè)選手在不讓子的情況下一較高下。

2016年3月9-15日，谷歌機(jī)器人“阿爾法狗”（AlphaGo）挑戰(zhàn)圍棋冠軍九段棋手李世石，人類與機(jī)器兩種不同的智慧形式再次短兵相接。在這場(chǎng)備受關(guān)注的人機(jī)圍棋比賽中，李世石雖被寄予厚望，但“阿爾法狗”表現(xiàn)出來(lái)的“高智商”讓人驚嘆，最終“阿爾法狗”以4：1的總比分戰(zhàn)勝李世石。“阿爾法狗”之所以能夠成功，在于模仿了人類的思考方式和學(xué)習(xí)能力，而不是單純依賴于海量的計(jì)算。以深度學(xué)習(xí)（Deep Learning）為基礎(chǔ)的人工智能發(fā)展如此迅猛，令人刮目相看。

2016年，人工智能領(lǐng)域都沉浸在“阿爾法狗”勝利的氣氛中，這是人工智能歷史上的重大時(shí)刻。雖然人類輸給了電腦，卻也是人類的偉大勝利。未來(lái)，我們可能會(huì)越來(lái)越多地向人工智能學(xué)習(xí)，這會(huì)深深影響我們對(duì)教育和培訓(xùn)的思維方式，促成人類和機(jī)器學(xué)習(xí)的共同進(jìn)步。

人類探測(cè)到引力波，見(jiàn)證跨越13億年的旅行

北京時(shí)間2016年2月11日晚11點(diǎn)30分，美國(guó)“激光干涉引力波天文臺(tái)”（LIGO）面向全世界宣布，人類首次直接探測(cè)到引力波，并首次觀測(cè)到雙黑洞的碰撞與合并。

LIGO系統(tǒng)由相距1865英里（約3000公里）的兩個(gè)完全相同的探測(cè)器組成。每個(gè)探測(cè)器包含兩個(gè)長(zhǎng)度為4公里的L形真空管，科學(xué)家們通過(guò)真空管來(lái)發(fā)射激光束。每束激光到達(dá)真空管末端后，會(huì)被鏡面反射，并沿相反路線返回。在同等條件下，兩束激光應(yīng)該在完全相同的時(shí)間抵達(dá)源頭，由于干涉作用，光線不會(huì)抵達(dá)光電探測(cè)器。而一旦有引力波穿過(guò)探測(cè)器，根據(jù)愛(ài)因斯坦100年前的預(yù)測(cè)，會(huì)使兩個(gè)真空管中的空間出現(xiàn)極其微小的拉伸與壓縮，從而破壞了原有的完美平衡，使光線外泄到光電探測(cè)器上。

位于利文斯頓的探測(cè)器首先傳出撞擊聲，7毫秒后，漢福德的探測(cè)器也傳出撞擊聲。這意味著有引力波傳到了地球，并被兩個(gè)探測(cè)器探測(cè)到。LIGO項(xiàng)目組稱，基于觀測(cè)到的信號(hào)，此次探測(cè)到的引力波是由兩個(gè)黑洞合并引發(fā)的。兩顆黑洞的初始質(zhì)量分別為29顆太陽(yáng)和36顆太陽(yáng)，合并成了一顆62倍太陽(yáng)質(zhì)量高速旋轉(zhuǎn)的黑洞，虧損質(zhì)量以強(qiáng)大引力波的形式釋放到宇宙空間，經(jīng)過(guò)13億年的漫長(zhǎng)旅行，終于抵達(dá)了地球，被美國(guó)LIGO的兩臺(tái)孿生引力波探測(cè)器探測(cè)到。

引力波的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了愛(ài)因斯坦100年前所做的預(yù)測(cè)，并讓我們得以用嶄新的方式來(lái)看待這個(gè)世界。引力波是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論所預(yù)言的一種以光速傳播的時(shí)空波動(dòng)，能夠讓我們回望宇宙大爆炸最初瞬間，檢驗(yàn)宇宙大爆炸理論的正確與否。