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發(fā)現(xiàn)引力波,探照科研多重啟示
曹顯鈺
//agustinmoreno.com2016-02-17來(lái)源: 安徽日?qǐng)?bào)
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  沒(méi)有哪一個(gè)春節(jié)像今年人們刷屏這樣涇渭分明:前四天,全國(guó)人民沉浸在手機(jī)刷紅包、送祝福的歡樂(lè)之中;后三天以來(lái),中國(guó)人民與世界人民一起在手機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上刷著一個(gè)熱詞“引力波”——這個(gè)陌生的科學(xué)名詞一夜之間婦孺皆知,從科學(xué)家到普通百姓,“地球人”都為之欣喜。

  當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月11日,美國(guó)加州理工學(xué)院、麻省理工學(xué)院、激光干涉引力波觀測(cè)站(LIGO)科學(xué)聯(lián)盟等機(jī)構(gòu)聯(lián)合向全世界宣布:2015年9月14日,我們真的探測(cè)到了引力波——距離地球約13億光年的兩個(gè)總質(zhì)量為62個(gè)太陽(yáng)的黑洞碰撞所發(fā)出的引力波!

  何為“引力波”?通俗地說(shuō),引力波如同向一個(gè)池塘中投下一枚石子所引起的水波漣漪。稍為專(zhuān)業(yè)地說(shuō),引力波是“時(shí)空漣漪”——物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)、膨脹、收縮過(guò)程中,在時(shí)空產(chǎn)生漣漪并傳播開(kāi)。溯本求源,1915年,愛(ài)因斯坦發(fā)表廣義相對(duì)論,論證引力的本質(zhì)是時(shí)空幾何在物質(zhì)影響下的彎曲;1916年,愛(ài)因斯坦在廣義相對(duì)論的框架內(nèi)又發(fā)表論文,論證引力的作用以波動(dòng)的形式傳播,即引力波。

  那么,引力波的首次發(fā)現(xiàn)為什么令地球人如此欣喜?正如科學(xué)界名言所說(shuō):人類(lèi)對(duì)宇宙的了解遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)它的不了解;人類(lèi)未知的,并不代表它一定不存在。預(yù)言百年,苦尋近60年,人類(lèi)首次直接探測(cè)到引力波,最后一塊缺失的“拼圖”完成,廣義相對(duì)論的預(yù)言被一一驗(yàn)證,這是具有里程碑意義的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。如果說(shuō)科幻作品《星際穿越》和《三體》不約而同地將引力波選為人類(lèi)未來(lái)發(fā)達(dá)的通訊手段還是美好幻想,如今引力波的發(fā)現(xiàn)真實(shí)地為人類(lèi)開(kāi)啟一扇新的大門(mén),打開(kāi)了人們感知、觀察、解釋無(wú)垠宇宙的廣闊視野,其意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出檢驗(yàn)廣義相對(duì)論預(yù)言本身:

  ——打開(kāi)探測(cè)宇宙的新窗口:幾百年來(lái),天文學(xué)發(fā)現(xiàn)主要靠電磁光譜測(cè)量,射電、光學(xué)、紅外、X射線等天文觀測(cè)手段都是收集光,靠“看”觀測(cè)宇宙;引力波的發(fā)現(xiàn)則以“聽(tīng)”這一完全不同的方式進(jìn)行天文觀測(cè),就像發(fā)明望遠(yuǎn)鏡和發(fā)現(xiàn)太空無(wú)線電波一樣,引力波天文學(xué)這一學(xué)科的新大門(mén)被打開(kāi),人類(lèi)從此有望飽覽神秘宇宙的無(wú)窮奧妙。

  ——開(kāi)啟人類(lèi)波瀾壯闊的新旅程:引力波天文學(xué)研究從此不再紙上談兵,在探索宇宙那彎曲的一面 (從彎曲時(shí)空而產(chǎn)生的事物和現(xiàn)象)的旅程上,黑洞的碰撞和引力波的發(fā)現(xiàn)正是這個(gè)旅程上第一個(gè)優(yōu)美的起跑。

  ——實(shí)現(xiàn)人類(lèi)50年前設(shè)定的偉大目標(biāo):直接探測(cè)宇宙中難以捕捉的事物,更好地理解和利用宇宙。此前,人類(lèi)對(duì)多元復(fù)雜且海量的世界認(rèn)知甚少,人類(lèi)有限感知形成和顯示的全貌可能是被歪曲的世界。

  廣義相對(duì)論誕生百年之際,人類(lèi)續(xù)寫(xiě)愛(ài)因斯坦式的新傳奇,撥動(dòng)宇宙探索的更多“天琴之弦”,同樣絕非一年十年之功,也非一人一團(tuán)隊(duì)一國(guó)所能,引力波的發(fā)現(xiàn)過(guò)程與進(jìn)程給我們提供了多重啟示:

  ——科學(xué)研究熱追應(yīng)用科學(xué),別忽視基礎(chǔ)科學(xué)。近日發(fā)布的《2015年科學(xué)報(bào)告:面向2030》表明,在競(jìng)相提高國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力過(guò)程中,許多國(guó)家都忽視了基礎(chǔ)科學(xué)研究。即使美國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究預(yù)算也排在防御、航空航天等之后的第五名。歡呼引力波的發(fā)現(xiàn)正好展現(xiàn)了基礎(chǔ)科學(xué)的悖論:它是艱苦的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)、緩慢的,又是震撼性的、革命性的和催化性的。引力波探測(cè)既是科學(xué)界公認(rèn)難度最大的尖端科技之一,也是意義十分重大的物理學(xué)基礎(chǔ)研究。人類(lèi)科技始于愛(ài)因斯坦至今至少有兩項(xiàng)成就:一是他闡述的廣闊的人類(lèi)意識(shí)形成一個(gè)個(gè)超越當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ墓廨x思想,二是后人用100年的科研實(shí)踐驗(yàn)證了其預(yù)言的存在及進(jìn)步性。引力波的發(fā)現(xiàn)及百年來(lái)科學(xué)實(shí)踐證明,沒(méi)有基礎(chǔ)科學(xué),再好的設(shè)想無(wú)法得到驗(yàn)證,應(yīng)用科學(xué)的創(chuàng)新只是小打小鬧,基礎(chǔ)科學(xué)哪怕前進(jìn)一小步,人類(lèi)發(fā)展將會(huì)前進(jìn)一大步。

  ——科學(xué)研究要耐得住寂寞,更要淡泊名利。 100年前,愛(ài)因斯坦也認(rèn)為引力波太過(guò)微弱而無(wú)法探測(cè),甚至懷疑黑洞是否存在。但是,100年來(lái)尤其是近60年來(lái),明知宇宙浩渺難測(cè)、成功渺茫無(wú)望,從美國(guó)到歐洲,從中國(guó)到日本,世界上幾十個(gè)科研團(tuán)隊(duì)上千名科學(xué)家拋開(kāi)短期功利,潛心科學(xué)探測(cè),在一次次絕望中重燃希望,矢志不移,終于創(chuàng)造奇跡。諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者屠呦呦同樣如此,她一生默默無(wú)聞、堅(jiān)忍不拔,與60多家科研機(jī)構(gòu)500多名科研人員一起 “四十年磨一劍”終于發(fā)明青蒿素,為人類(lèi)帶來(lái)福祉!拔蚁矚g寧?kù)o,蒿葉一樣的寧?kù)o;我追求淡泊,蒿花一樣的淡泊。 ”非寧?kù)o無(wú)以致遠(yuǎn),非淡泊無(wú)以明志,成功不青睞追名逐利者,只屬于矢志不移者,屠呦呦的獲獎(jiǎng)感言道出了科學(xué)研究的至高追求,應(yīng)成為所有科學(xué)工作者的座右銘。

  ——科學(xué)研究最終不為獲獎(jiǎng),而為人類(lèi)進(jìn)步。一株小草改變了世界,中國(guó)之蒿走向了世界。 “屠呦呦的研發(fā)對(duì)人類(lèi)的生命健康貢獻(xiàn)突出。 ”諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)評(píng)委讓·安德森的評(píng)價(jià)與屠呦呦的獲獎(jiǎng)感言互相印證著科學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn)與落腳點(diǎn):“我有幸參與青蒿素的研發(fā)工作,但我不是以獲得諾貝爾獎(jiǎng)為終極目的。我唯一的追求是,抗瘧、治病!笨茖W(xué)研究就是在傳承中創(chuàng)新科技,在創(chuàng)新中服務(wù)人類(lèi)。發(fā)現(xiàn)引力波的新聞一公布,不少人預(yù)測(cè)將很快獲得諾貝爾獎(jiǎng),但科學(xué)家的回答讓我們的思緒回復(fù)到科學(xué)研究的本來(lái)意義上:獲獎(jiǎng)沒(méi)來(lái)得及想也沒(méi)那么迫切,發(fā)現(xiàn)引力波打開(kāi)宇宙研究新窗口后,科學(xué)家們將會(huì)在利用發(fā)出引力波的天體物理源研究宇宙學(xué)等三個(gè)方向上,迅速展開(kāi)新的研究。

  科學(xué)突破的方向所在,就是人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙的進(jìn)步所在、人類(lèi)福祉的進(jìn)步所在,我們期待,引力波撥動(dòng)宇宙探索的更多“天琴之弦”,造福人類(lèi)。

 

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