我們的未來將如何改變引力波

苗千

物理學家理查德·費曼曾經說過：“從人類歷史的角度來看，19世紀最偉大的事件是麥克斯韋電磁理論的發現，與之相比，發生在同一個時代的美國南北戰爭作為一件地區性的小事不值一提。”在21世紀的第二個十年，人類第一次直接探測到引力波的信號，其意義不亞于麥克斯韋提出電磁理論，作為一個新聞事件被爆炸性地報道和傳播之后，它同樣也將成為人類文明發展的一個里程碑。

什么是引力波？引力波有什么用處？引力波對我們的生活和未來會有怎樣的影響？引力波探測的背后有怎樣的故事？中國科學家在引力波探測的過程中扮演了怎樣的角色？我們試圖用幾篇不同視角的文章去論述這些問題。

科學在不斷改變著人類，而科學自身也在發生著改變。如果說在100年前預測引力波存在的廣義相對論的發表，緣于愛因斯坦的天才爆發，背后是一個代表著個人英雄主義的傳奇故事，那么引力波探測，則算得上是一個現代社會“大科學”研究模式的范例。科學研究不再只依賴某一個人的靈光乍現，而是成為一個個有著無數科學家依照計劃工作、分工明確、耗時耗資巨大、有國家力量作為支持的工程。這樣的投入與回報，以及對人類文明所產生的影響，都能讓人聯想起中世紀時歐洲國家動輒歷時百年建造宏偉教堂的故事。只不過在現代故事里，人類建造起的是更宏偉和持久的科學精神的殿堂。

引力波探測使人類天文學研究多出了一個極其重要的手段。通過引力波，人類將可以以前所未有的精度繪出銀河系的地圖，理解在這個擁有上千億個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過程，甚至回顧到宇宙起源的瞬間，通過尋找原初引力波，拼湊出大爆炸之后的宇宙成長的細節。

在這場持續了數十年的引力波探測工程中，中國科學家們有著前所未有的參與感。中國的科學家們積極參與到國際合作中，中國的科研機構也開展了自己的引力波探測計劃，當引力波探測成為常態，全世界形成一個引力波探測網絡，中國科學家和中國的引力波探測項目將會發揮出愈發重要的作用。

人類該如何想象引力波？在這個科學的探索領域已經超出人類想象力的時代，在這個各種信息在地球上以光速四處傳播的網絡時代，人類越來越意識到自己只是孤獨地生活在銀河系邊緣一顆蔚藍的行星上，面對逐漸開始露出本來面目的浩瀚宇宙感到恐懼，又有些興奮。在未來，宇宙學在人類的日常生活中或許將會有中世紀宗教般的感召力量，滲透入人類文化的方方面面。星際旅行和探險故事，人類駕駛宇宙飛船周旋于黑洞和中子星之間的故事，會不會取代中世紀的宗教故事，成為未來的文化經典和激發未來人類想象力的源泉？

利用引力波探測，人類或許可以繪制出一幅有著各種奇異天體的銀河系地圖，地圖中標記有神秘且危險的黑洞、致密的中子星、耀眼的超新星爆發，或許還有適合人類居住的行星——這如同書寫一部現代的《山海經》。面對宇宙，陷入現代病的人類或許可以重新回到文明開始之初的蒙昧狀態，更深刻地體驗到渺小的意味。對于宇宙的探索，是出自人類嬰兒般的好奇的本能，每一個宇宙學新發現都將讓人類重新感受到激動和戰栗。

引力波正在開啟的或許正是這樣一個時代，它對于人類的想象力以及人類社會、文化的方方面面都將帶來深遠影響。我們可以設想，未來的某一天，宇宙學知識和現在的地理學知識一樣進入中學課堂，成為基礎教育的一部分;相對論，宇宙學與《詩經》和莎士比亞一樣成為經典文化，成為“博雅教育”必不可少的科目;科學、文學與藝術結合得更加緊密;每一個宇宙學研究的新發現，都帶給人類如“忽聞海上有仙山，山在虛無縹緲間”一般在科學和人文領域的雙重美感——讓我們拭目以待。