百年现代物理学的了断和一个新时代的开启|张双南评引力波获诺奖

作者: 张双南

来源: 中国科技工作者之家“科猫”APP

发布日期: 2017-10-04

2017年诺贝尔物理学奖授予了LIGO实验直接探测到并且发现了引力波,不但是众望所归,而是也对百年现代物理学做了一个了断!从今往后,扩展广义相对论理论并且发展和量子力学统一的量子引力理论的研究将进入一个新的时代!

2017年诺贝尔物理学奖被授予美国三位科学家Rainer Weiss(雷纳·韦斯)、Kip Thorne(基普·索恩)、Barry Barish(巴里·巴里什),以表彰他们在LIGO检测器和引力波观测的决定性贡献。中国科学院高能物理研究所研究员,中国科学院粒子天体物理重点实验室主任张双南就此作了精彩解读。这次的诺贝尔物理学奖有一个特殊的意义:百年的现代物理学,今天终于做了一个了断!

现代物理学建立的标志当然是一百年前建立了相对论和量子力学,而相对论理论的建立尽管也有多位物理学家的贡献,但是爱因斯坦的贡献不但傲立群雄,而且即使说是爱因斯坦以一己之力建立的,也不会有太大的问题,尤其是广义相对论的建立更是人类理性思维和科学发展的一个高峰!而量子力学的建立则完全是一批物理学家的集体贡献,爱因斯坦也对量子力学的建立做出了重要的贡献。

与此形成鲜明对照的是,爱因斯坦(为主)建立的广义相对论一百年来虽然已经成为了现代物理学的主要部分,但是历史上不但爱因斯坦没有因为相对论而获得诺贝尔物理学奖,后来对于丰富广义相对论而做出了很多贡献的众多物理学家们也无人因此获得过诺贝尔物理学奖,这不能不说是物理学史和诺贝奖历史上的一个遗憾。

尽管如此,历史上还是有3.0次诺贝尔物理学奖不但和爱因斯坦以及相对论有密切的关系,而且可以看做是本次诺贝尔物理学奖的前奏。2017年的诺贝尔物理学奖授予了LIGO实验直接探测到并且发现了引力波,不但是众望所归,而是也对百年现代物理学做了一个了断!从今往后,扩展广义相对论理论并且发展和量子力学统一的量子引力理论的研究将进入一个新的时代!

尽管我对于现代科学史没有做过研究,但是据我所知,2016年2月11日LIGO团队发现的引力波在科学史上可能创造了预言到发现之间时间跨度最长的科学发现,这个时间跨度是一个世纪;二是一个实验经历了最长时间才取得了正结果,这个时间是40年。导致这次发现引力波的实验的历史起于上世纪70年代,历经30多年,终于获得了第一个正科学结果,也就是探测到了引力波!

虽然这次的诺贝尔物理学奖对百年现代物理的发展做了一个了断,但是这对于引力波探测以及相关领域的研究却仅仅是一个开始!探测到引力波之前,人类对于宇宙的了解只是“看”,但是不能“听”,天文学家和整个人类面对宇宙只是聋子!引力波是时空的涟漪,如果我们距离引力波源足够近,时空的涟漪就会让我们的耳膜振动起来,我们就能够听到引力波。

但是,由于我们距离引力波源太远了,就像我们需要借助强大的望远镜才能看到遥远宇宙天体的光一样,我们需要借助强大的引力波探测器才能听到遥远宇宙中的天体发出的引力波,因此引力波探测器就是人类的“助听器”,从此人类就不再是聋子了!

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