为什么突然发现引力波？
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张田勘学者
2016年2月11日，北京时间23：30分，美国加州理工学院、麻省理工学院、激光干涉引力波观测站（LIGO）科学联盟、以及美国国家科学基金会向全世界宣布：我们真的探测到引力波！
1915年，爱因斯坦发表广义相对论论文，论证了引力的本质是时空几何在物质影响下的弯曲。1916年，爱因斯坦在广义相对论的框架内又发表论文论证，引力的作用以波动的形式传播，这就是引力波。
100年来，爱因斯坦的假说吸引了无数物理学家来证实，但是，谁也无法证实引力波的存在。现在，科学家终于用LIGO探测器探测到距离地球约13亿光年的两个大约30个太阳质量的黑洞碰撞所发出的引力波。
既然100年来引力波都没有发现，那么现在是怎么发现的呢？这就是由激光干涉引力波观测站（LIGO）发现的。美国国家科学基金会（NSF）在1990年批准建设LIGO，1992年在华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿建设两个LIGO，1999年竣工，2001年开始收集数据。
2015年9月14日，位于德国汉诺威马普学会引力物理研究所LIGO团队的科学家注意到一个奇怪的信号：类似一只鸟儿的啁啾声，且螺距迅速递增的一种声波。后来，科学家表示探测到的是由黑洞合并产生的一个时间极短的引力波信号，被命名为GW150914，持续不到1秒。它经过13亿年的漫长旅行。同时，科学家认为，两个黑洞合并前的质量分别相当于36个和29个太阳质量，合并后的总质量是62个太阳质量，3个太阳质量的能量以引力波的形式在不到1秒的时间内释放，释放的峰值能量比整个可见宇宙释放的能量还要高出约50倍。
对于引力波的发现，英国著名理论物理学家斯蒂芬·霍金作了一个评价，“引力波提供了一种人们看待宇宙的全新方式。（人类）探测到引力波的这种能力，很有可能引发天文学革命。”
简单地讲，这一发现打开了人们感知、了解、观察、认知和解释大千世界的更为广袤的新空间。如果说，过去人类认识世界只是靠眼耳鼻舌身这些不同的感知窗口，然后靠大脑来合成这些不同感官所感知到的事物的全貌，那么，引力波的被检测到就为人们认知世界打开了一扇或几扇大门，让人类能用其他的感知途径，例如被人们一直以来所指称的第6感，来更为全面和深刻地观察世界和看待事物。
过去人们并不能检测到引力波并不意味着引力波不存在，这正如人们听不到次声和超声一样，但它们确实存在。只有通过特定的仪器才能检测到次声和超声的存在，并且能让人们认识次声和超声，利用它们趋利避害。
引力波的存在和被检测到也提出了一种新的思维视角，迄今我们人类认识的世界并非只是自身的感觉器官所认识的世界，或者并非是世界本来的样子，我们有限的感知所形成和显示出来的可能是被歪曲的世界，大量的复杂的和多元的世界还不被人类所认知，而且迄今被我们视为所认知的客观世界并非是客观的，因为像引力波这样反映和描摩的世界在之前还没有被人类所感知和认识到，它们所描绘的世界就存在黑洞，而黑洞是我们的感官所直接感知不到的。
这个原理也非常类似人和其他动物由于感知世界的器官和工作原理的不同，而对世界的认知差异较大，甚至根本不同。例如，人有三种视锥细胞，通过探测不同的波长并进行组合，能看到事物的七彩色调，但是狗只有两种视锥细胞，因此它们看到的物体色彩就少一些和淡一些。犰狳和树懒则只有视杆细胞而无视锥细胞，它们看到的世界只是黑白世界。所以，狗、犰狳和树懒与人看到和认识的世界完全不同。
以此来看，人类过去看不到或检测不到引力波的存在如同犰狳和树懒只有视杆细胞而无视锥细胞一样，对世界的感知可能只是黑白的，并且认为这才是世界的本来面目。幸运的是，人能制造工具和仪器来弥补人类感官的缺陷，在LIGO探测器的帮助下，就如同让犰狳和树懒获得了视锥细胞一样，让人看到了世界是七彩的，甚至是更多彩的，也就会改变认知，认为彩色的世界比起黑白的世界来才是更真实的客观世界。探测引力波也就能更真实地认知、展现和尽最大可能地还原世界的本来面貌。
不过，对于发现引力波，也存在质疑。1916年，爱因斯坦在系统阐述其广义相对论（该理论认为引力是大质量天体周围发生的时空扭曲）时提出一个问题，当一个天体晃动时，会发生什么。第二年，他给出的答案是，时空会产生涟漪，形成“引力波”，并以该天体为核心以光速向外扩散。此后，不仅爱因斯坦本人，就连其他科学家也有赞同和反对的不同看法。
现在，既然发现了引力波，人们提出的一个质疑是，能不能证明黑洞的存在，因为研究人员称这是两个黑洞合并产生的引力波。但是，目前没有其他证据来旁证两个黑洞的存在。
第二个质疑是，今后能不能重复性地证明引力波，因为科学研究的规律之一是，结果和结论具有可重复性。但是，一般认为，重复检测黑洞产生的引力波是不可能的，只是一次性的。第三个质疑是，引力波在13亿光年传播过程中是否有变形。13亿光年是一个非常遥远的距离，引力波在传播过程中，遇到诸如其他黑洞、暗物质和暗能量一类的大质量物体，就会造成引力波的波形变形或严重变形。
所以，此次测量到的是否为引力波，值得进一步研究。
当然，对引力波的解释，也有物理学家认为不能把它比喻为今天人们普遍用采用的两上类比，一是电磁波，二是水波，因为它们都可以产生涟漪。但是，实际上，爱因斯坦认为，引力波是时空曲率在以波的方式传播，并不像电磁波那样是一个摸得着的电磁场的波动。在广义相对论中，引力不是“力”，或者说本没有什么引力。所有物体都以自由落体的方式在非平直时空中运动，因此引力波是时空曲率的波动。
尽管有这些质疑，但引力波的发现和阐释为人类观察宇宙和事物提供了另一种方式。那么，目前通过引力波来观察世界是不是就更能还原一个本真的世界呢？至少现在还不能，因为，人类还缺乏解读引力波所呈递的世界是一个怎样的世界的能力，引力波向人类展现的世界不是直接的，它只是从一个侧面证明了黑洞的存在，目前还没法通过引力波去精确地测定黑洞附近的几何结构，更何况引力波不会像相机一样呈现一个物体的几何形状和色彩。
所以，引力波的被检测到只是为人类感知和认识世界拓宽了视野。