引力波關(guān)乎你我

你的職業(yè)也許跟科學(xué)研究相去甚遠(yuǎn)，或許你只是出于好奇偶爾翻開了這本書，引力波的字眼你可能只是在新聞報(bào)道里聽說過。但我想說的是這并不是一本介紹引力波天文和物理的高冷科普讀物，實(shí)際上它在探討人、自然與科學(xué)的關(guān)系。它關(guān)乎你我。

發(fā)生碰撞的這一對黑洞，一個質(zhì)量是太陽的29倍，另一個是太陽的36倍。在碰撞之前，兩個黑洞相互繞對方運(yùn)行，此時(shí)，兩個黑洞之間的距離僅為數(shù)百公里，運(yùn)行速度非常接近于光速。當(dāng)它們*終碰撞時(shí)，*后變成了一個質(zhì)量是太陽的62倍的黑洞，相當(dāng)于3倍太陽質(zhì)量的能量瞬間通過時(shí)空以引力波的形式光速輻射出去。而13億年后，地球上的探測器捕捉到了它們運(yùn)行的*后4圈，只持續(xù)了200毫秒，探測器4公里干涉臂的長度發(fā)生了相當(dāng)于質(zhì)子直徑千分之一的空間變化。這一系列的數(shù)字的確讓我們領(lǐng)略了自然的神奇，人類從沒有如此貼近和聆聽自然，無論從大尺度的宇宙黑洞，還是甚至要考慮到量子噪聲的探測器的微觀變化——引力波給我們展現(xiàn)了一幅前所未有、波瀾壯闊、嘆為觀止的宇宙和自然圖景。

然而你不覺得，人類自身不是更神奇嗎？1916年愛因斯坦發(fā)表論文預(yù)測了引力波的存在，100年后的2016年激光干涉引力波天文臺（LIGO）科學(xué)合作組織1000多名科學(xué)家宣布成功實(shí)現(xiàn)了引力波的直接探測。100年來人類探索引力波存在的努力從未間斷過，而其中經(jīng)歷的種種更是在這本書里生動的娓娓道來，有合作、奮斗與榮耀，也有爭執(zhí)、猜忌和斗爭，有血有肉、歷歷在目。2004年一個偶然的機(jī)會我加入了美國麻省理工學(xué)院的LIGO實(shí)驗(yàn)室，而在此之前我根本不知道什么是引力波，但從此以后我也從沒放棄過對引力波研究的追尋。直到2015年9月14日那個引力波信號到來的時(shí)刻，根本沒人敢相信那是一個真實(shí)的信號，它簡單得近乎荒謬，與理論推斷得出的引力波沒有任何顯著不同。人類的理性與自然的神奇在那一刻達(dá)成了前所未有的默契，而其中經(jīng)歷的是整整100年的科學(xué)探索。LIGO的創(chuàng)始人雷納說：“*重要的是，我了卻了一樁心愿”。我2006年從麻省理工學(xué)院回到清華大學(xué)信息技術(shù)研究院工作，搞引力波研究多少顯得有些不務(wù)正業(yè)，引力波探測希望渺茫，我參與其中卻也樂此不疲，想想為什么我也說不太清楚。

自然是什么？人為什么會來到這個世界？每個人都有一顆與生俱來的好奇心。找一個寂靜的下午，泡上一杯茶，放松一下你的身心，這是一本值得坐下來好好讀讀的書。

曹軍威

2017年6月于清華園