我們的未來(lái)將如何改變引力波

苗千

物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“從人類(lèi)歷史的角度來(lái)看，19世紀(jì)最偉大的事件是麥克斯韋電磁理論的發(fā)現(xiàn)，與之相比，發(fā)生在同一個(gè)時(shí)代的美國(guó)南北戰(zhàn)爭(zhēng)作為一件地區(qū)性的小事不值一提。”在21世紀(jì)的第二個(gè)十年，人類(lèi)第一次直接探測(cè)到引力波的信號(hào)，其意義不亞于麥克斯韋提出電磁理論，作為一個(gè)新聞事件被爆炸性地報(bào)道和傳播之后，它同樣也將成為人類(lèi)文明發(fā)展的一個(gè)里程碑。

什么是引力波？引力波有什么用處？引力波對(duì)我們的生活和未來(lái)會(huì)有怎樣的影響？引力波探測(cè)的背后有怎樣的故事？中國(guó)科學(xué)家在引力波探測(cè)的過(guò)程中扮演了怎樣的角色？我們?cè)噲D用幾篇不同視角的文章去論述這些問(wèn)題。

科學(xué)在不斷改變著人類(lèi)，而科學(xué)自身也在發(fā)生著改變。如果說(shuō)在100年前預(yù)測(cè)引力波存在的廣義相對(duì)論的發(fā)表，緣于愛(ài)因斯坦的天才爆發(fā)，背后是一個(gè)代表著個(gè)人英雄主義的傳奇故事，那么引力波探測(cè)，則算得上是一個(gè)現(xiàn)代社會(huì)“大科學(xué)”研究模式的范例?？茖W(xué)研究不再只依賴(lài)某一個(gè)人的靈光乍現(xiàn)，而是成為一個(gè)個(gè)有著無(wú)數(shù)科學(xué)家依照計(jì)劃工作、分工明確、耗時(shí)耗資巨大、有國(guó)家力量作為支持的工程。這樣的投入與回報(bào)，以及對(duì)人類(lèi)文明所產(chǎn)生的影響，都能讓人聯(lián)想起中世紀(jì)時(shí)歐洲國(guó)家動(dòng)輒歷時(shí)百年建造宏偉教堂的故事。只不過(guò)在現(xiàn)代故事里，人類(lèi)建造起的是更宏偉和持久的科學(xué)精神的殿堂。

引力波探測(cè)使人類(lèi)天文學(xué)研究多出了一個(gè)極其重要的手段。通過(guò)引力波，人類(lèi)將可以以前所未有的精度繪出銀河系的地圖，理解在這個(gè)擁有上千億個(gè)恒星的星系中黑洞與中子星的分布，理解在星系中央超巨型黑洞的誕生和成長(zhǎng)過(guò)程，甚至回顧到宇宙起源的瞬間，通過(guò)尋找原初引力波，拼湊出大爆炸之后的宇宙成長(zhǎng)的細(xì)節(jié)。

在這場(chǎng)持續(xù)了數(shù)十年的引力波探測(cè)工程中，中國(guó)科學(xué)家們有著前所未有的參與感。中國(guó)的科學(xué)家們積極參與到國(guó)際合作中，中國(guó)的科研機(jī)構(gòu)也開(kāi)展了自己的引力波探測(cè)計(jì)劃，當(dāng)引力波探測(cè)成為常態(tài)，全世界形成一個(gè)引力波探測(cè)網(wǎng)絡(luò)，中國(guó)科學(xué)家和中國(guó)的引力波探測(cè)項(xiàng)目將會(huì)發(fā)揮出愈發(fā)重要的作用。

人類(lèi)該如何想象引力波？在這個(gè)科學(xué)的探索領(lǐng)域已經(jīng)超出人類(lèi)想象力的時(shí)代，在這個(gè)各種信息在地球上以光速四處傳播的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，人類(lèi)越來(lái)越意識(shí)到自己只是孤獨(dú)地生活在銀河系邊緣一顆蔚藍(lán)的行星上，面對(duì)逐漸開(kāi)始露出本來(lái)面目的浩瀚宇宙感到恐懼，又有些興奮。在未來(lái)，宇宙學(xué)在人類(lèi)的日常生活中或許將會(huì)有中世紀(jì)宗教般的感召力量，滲透入人類(lèi)文化的方方面面。星際旅行和探險(xiǎn)故事，人類(lèi)駕駛宇宙飛船周旋于黑洞和中子星之間的故事，會(huì)不會(huì)取代中世紀(jì)的宗教故事，成為未來(lái)的文化經(jīng)典和激發(fā)未來(lái)人類(lèi)想象力的源泉？

利用引力波探測(cè)，人類(lèi)或許可以繪制出一幅有著各種奇異天體的銀河系地圖，地圖中標(biāo)記有神秘且危險(xiǎn)的黑洞、致密的中子星、耀眼的超新星爆發(fā)，或許還有適合人類(lèi)居住的行星——這如同書(shū)寫(xiě)一部現(xiàn)代的《山海經(jīng)》。面對(duì)宇宙，陷入現(xiàn)代病的人類(lèi)或許可以重新回到文明開(kāi)始之初的蒙昧狀態(tài)，更深刻地體驗(yàn)到渺小的意味。對(duì)于宇宙的探索，是出自人類(lèi)嬰兒般的好奇的本能，每一個(gè)宇宙學(xué)新發(fā)現(xiàn)都將讓人類(lèi)重新感受到激動(dòng)和戰(zhàn)栗。

引力波正在開(kāi)啟的或許正是這樣一個(gè)時(shí)代，它對(duì)于人類(lèi)的想象力以及人類(lèi)社會(huì)、文化的方方面面都將帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。我們可以設(shè)想，未來(lái)的某一天，宇宙學(xué)知識(shí)和現(xiàn)在的地理學(xué)知識(shí)一樣進(jìn)入中學(xué)課堂，成為基礎(chǔ)教育的一部分;相對(duì)論，宇宙學(xué)與《詩(shī)經(jīng)》和莎士比亞一樣成為經(jīng)典文化，成為“博雅教育”必不可少的科目;科學(xué)、文學(xué)與藝術(shù)結(jié)合得更加緊密;每一個(gè)宇宙學(xué)研究的新發(fā)現(xiàn)，都帶給人類(lèi)如“忽聞海上有仙山，山在虛無(wú)縹緲間”一般在科學(xué)和人文領(lǐng)域的雙重美感——讓我們拭目以待。