發現引力波的三位科學家獲得諾獎，愛因斯坦終於可以瞑目了

2017 年諾貝爾物理學獎被授予美國三位科學家 Rainer Weiss（雷納·韋斯）、Kip Thorne（基普·索恩）、Barry Barish（巴里·巴里什），以表彰他們在 LIGO（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，激光干涉引力波天文台）檢測器和引力波觀測的決定性貢獻。

依次為雷納·韋斯、基普·索恩、巴里·巴里什

引力波是一種時空漣漪，如同石頭丟進水裡產生的波紋。愛因斯坦於 1915 年正式發表了廣義相對論理論，1916 年就預言了引力波的存在，但他認為引力波難以被探測到，因為相關信號非常微弱。

引力波是愛因斯坦廣義相對論中的重要推論：時間和空間會在質量面前彎曲，時空在伸展和壓縮的過程中，會產生振動傳播開來，這些振動就是引力波。我們在地球上隨時隨地都可能遭遇來自宇宙中各種源頭的引力波：兩個黑洞合併、中子星自轉、超新星核塌縮等。

然而，即使是像黑洞這樣巨大質量的系統相互碰撞、合併，產生的引力波信號傳遞到地球上也是很微弱的。就連愛因斯坦本人也想像不到，能通過怎樣的方法探測到引力波。

三位獲獎物理學家通過使用巨大的激光干涉儀，實現了人類歷史上第一次探測到引力波，證實了百年前愛因斯坦的預測。截至目前，LIGO 已成功探測到 4 次引力波事件，最近的一次就發生在 5 天前。

以愛因斯坦為主的科學家建立的廣義相對論一百年來雖然已經成為了現代物理學的主要部分，但是這些科學家都沒有獲得諾貝爾物理學獎，不能不說這是物理學史和諾貝獎歷史上的一個遺憾。

自 2016 年 2 月 11 日 LIGO 團隊宣布成功探測到引力波，完成愛因斯坦廣義相對論最後一塊拼圖後，諾獎終於變成了一個時間問題。

只是因為結果公布比當年的諾獎提名截止時間晚了 10 天，LIGO 晚了一年獲獎，刻在科學最高榮譽殿堂上的名字少了一個：羅納德·德雷弗（Ronald Drever）。

羅納德·德雷弗

羅納德·德雷弗，蘇格蘭實驗物理學家，LIGO 三位聯合創始人之一，2017 年 3 月 7 日逝世於愛丁堡，享年 85 歲。

這位給 LIGO 留下了許多基礎性設計的蘇格蘭人，早在 25 年前就因與當時 NSF（美國國家科學基金會）指派的項目負責人羅克斯·沃格特（Rochus Vogt）不睦，被沒有任何官方解釋地「踢」出了團隊，並被禁止踏入 LIGO 辦公樓半步。

德雷弗放棄了加州理工學院給予另一個獨立引力波項目的補償，從此消失在 LIGO 的故事裡。2016 年，當榮譽獎項紛至沓來，媒體報道連篇累牘，德雷弗均作為一個名字被匆匆帶過。其時，他已深受痴呆症之困，所幸仍能理解引力波探測成功的消息，並為之開心不已。

20 年前，當德雷弗因 LIGO 派系鬥爭被「掃地出門」，整個項目已成一攤死水。巴里·巴里什臨危受命，用務實而嚴謹的管理能力爭取到項目經費，建立成熟的科研體系，對 LIGO 進行了改革，並創立了 LIGO 科學聯盟，吸引數以千計的外界科學家參與。

新方案被 NSF 所接受，並投資了 3.95 億美元。隨後，位於路易斯安那州 Livingston 和華盛頓州 Hanford 的兩個干涉儀破土動工。

激光干涉引力波天文台

1999 年，LIGO 竣工。2002 年，LIGO 開始接收數據。2005 年，巴里什離開 LIGO，前往籌備國際直線對撞機。在離開之前，巴里什留下了一份關鍵的升級方案。

如果巴里什的名字在基礎科學領域以外不被人熟知的話，那麼基普·索恩在文化、科普領域則要更如雷貫耳一些。

基普·索恩，《星際穿越》的科學顧問。在他的幫助下，30 個人以一年的工作量，最終向科幻迷們展示了一個人類電影史上最逼真的黑洞——卡岡圖雅。

在《星際穿越》的電影里，黑洞以接近光速旋轉著，將宇宙的物質一點點地吸引過去。理論上講，黑洞本是一顆恆星，然而它最終沒有熄滅或爆炸，而是像做塌了的蛋奶酥一樣，坍塌成一個小小的、不可逃逸的奇點。一道光輪環繞著裡面的球形大漩渦，看起來似乎既從上面彎過去，也從下面彎過去了。

擅長科普寫作，語言表達能力極強的索恩被認為是美國引力波探測項目公認的「代言人」。他依照個人興趣，開創了物理學多個分支領域，促成了引力波探測各相關領域研究的大發展。

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，擴展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。

LIGO 團隊發現的引力波在科學史上可能創造了兩項之最：一是預言到發現之間時間跨度最長的科學發現，從愛因斯坦時代到今年，這個時間跨度是一個世紀；二是一個實驗經歷了最長時間才取得了正結果，這個時間是 30 多年。

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。

由於我們距離引力波源太遠，需要藉助強大的引力波探測器才能聽到遙遠宇宙中的天體發出的引力波，因此引力波探測器就是人類的「助聽器」。

除了繼續利用 LIGO 這樣的儀器探測引力波，空間激光干涉引力波天文台（比如歐洲的 LISA 項目、中國的太極和天琴計劃）將會「聽到」完全不同類型的黑洞撞擊所發出的引力波，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時期產生的宇宙原初引力波（比如利用中國正在建設的「阿里」原初引力波天文台），將對於我們理解宇宙的起源起著不可替代的的作用。

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