量子通讯速度 喵星人可能早就发展出了引力波探测技术，否则为什么每次我刚想倒

原标题：喵星人可能早就发展出了引力波探测技术，否则为什么每次我刚想倒猫粮…… | 科技袁人

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本集为#科技袁人#花絮集，给各位调节一下连着三集还消化不了的引力波余波。

2015年9月14日，人类首次直接探测到了引力波这个爱因斯坦在一百年前预言的奇妙现象，并在2016年初公布后引爆了公众舆论。2017年的诺贝尔物理学奖，授予了对此做出决定性贡献的三位科学家雷纳·韦斯（Rainer Weiss）、巴里??巴里什（Barry Clark Barish）和基普·索恩（Kip Stephen Thorne）。

2017年12月18日，中国科学技术大学上海研究院的科普论坛“墨子沙龙”举行了引力波大会，邀请这三位诺贝尔奖得主演讲，并现场回答提问。科大常务副校长潘建伟院士担任主持人，台下的观众充满热情，提问络绎不绝，网络直播也有几十万人观看。

墨子沙龙引力波大会

三人的报告题目都是《向科学家、工程师以及他们的学生介绍LIGO和引力波》（LIGO and Gravitation Waves forScientists, Engineers and their Students），LIGO就是他们的探测器（激光干涉引力波天文台，Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory）。雷纳·韦斯、巴里??巴里什和基普·索恩依次介绍这个题目的第一、二、三部分。我躬逢其盛，在这里向大家介绍一下引力波的基本概念，以及这次大会的有趣见闻。

向科学家、工程师以及他们的学生介绍LIGO和引力波，第一部分

最基本的问题是：“引力”为什么会有个“波”？

两个黑洞合并，放出引力波，形成类似太极的图案

对此基本的回答是：因为时空有了结构。

展开来解释一下。我们平时观察到的物质的运动，都是发生在时空之中的。不妨理解为，物质是演员，时空是这些演员表演的舞台。普通的波，例如水波、声波、电磁波，都是演员在运动，舞台不动。量子通讯速度而引力波，是舞台本身的运动。所以在许多报道中，把引力波称为“时空的涟漪”。

舞台能有波动，是因为它在不同的地方可以有所不同，也就是“有结构”。这是广义相对论特有的性质，牛顿力学和狭义相对论都没有。

牛顿：又有人要把我批判一番，搞个大新闻？

如果你对引力波、相对论的细节不感兴趣，或者无法看懂，那么你只需要记住“引力波是舞台本身的运动”就够了，这一点认识就足以使你超越大多数的吃瓜群众。如果你想了解更多，那么我们继续往下谈。

在牛顿力学中，时空是一个平淡无奇的舞台，因为时间就是均匀的流逝，空间就是均匀的绵延。无论物质有多少、怎么运动，对这个舞台都没有影响，所以不可能有波动。现在我们把牛顿的时空观称为绝对时空观。

爱因斯坦的相对论之所以叫相对论，就是因为他打破了牛顿的绝对时空观，从此时空变成相对的东西了。

牛顿力学有什么地方不对呢？不对的是“速度的叠加”。比如说，你在一列速度为50米每秒的火车里前进，你相对于火车的速度是5米每秒，那么你相对于地面的速度就是55米每秒。这很符合日常的经验，但应用到光速时，问题就来了。

地球既然在宇宙中运动，根据牛顿力学，光在地球不同方向（例如经线和纬线方向）的速度就应该不同。1887年，真的有人做了这样的实验，这是一个非常著名的实验，叫做迈克尔孙-莫雷实验（Michelson–Morley experiment）。这个实验设计得非常精密，如果光在地球不同方向的速度有差值，就会由于两路光走过的路程不同（即有“光程差”），产生干涉条纹。但实验结果却让所有人大吃一惊：看不到干涉条纹。也就是说，测不出任何差值！