我们的未来将如何改变引力波

苗千

物理学家理查德·费曼曾经说过：“从人类历史的角度来看，19世纪最伟大的事件是麦克斯韦电磁理论的发现，与之相比，发生在同一个时代的美国南北战争作为一件地区性的小事不值一提。”在21世纪的第二个十年，人类第一次直接探测到引力波的信号，其意义不亚于麦克斯韦提出电磁理论，作为一个新闻事件被爆炸性地报道和传播之后，它同样也将成为人类文明发展的一个里程碑。

什么是引力波？引力波有什么用处？引力波对我们的生活和未来会有怎样的影响？引力波探测的背后有怎样的故事？中国科学家在引力波探测的过程中扮演了怎样的角色？我们试图用几篇不同视角的文章去论述这些问题。

科学在不断改变着人类，而科学自身也在发生着改变。如果说在100年前预测引力波存在的广义相对论的发表，缘于爱因斯坦的天才爆发，背后是一个代表着个人英雄主义的传奇故事，那么引力波探测，则算得上是一个现代社会“大科学”研究模式的范例。科学研究不再只依赖某一个人的灵光乍现，而是成为一个个有着无数科学家依照计划工作、分工明确、耗时耗资巨大、有国家力量作为支持的工程。这样的投入与回报，以及对人类文明所产生的影响，都能让人联想起中世纪时欧洲国家动辄历时百年建造宏伟教堂的故事。只不过在现代故事里，人类建造起的是更宏伟和持久的科学精神的殿堂。

引力波探测使人类天文学研究多出了一个极其重要的手段。通过引力波，人类将可以以前所未有的精度绘出银河系的地图，理解在这个拥有上千亿个恒星的星系中黑洞与中子星的分布，理解在星系中央超巨型黑洞的诞生和成长过程，甚至回顾到宇宙起源的瞬间，通过寻找原初引力波，拼凑出大爆炸之后的宇宙成长的细节。

在这场持续了数十年的引力波探测工程中，中国科学家们有着前所未有的参与感。中国的科学家们积极参与到国际合作中，中国的科研机构也开展了自己的引力波探测计划，当引力波探测成为常态，全世界形成一个引力波探测网络，中国科学家和中国的引力波探测项目将会发挥出愈发重要的作用。

人类该如何想象引力波？在这个科学的探索领域已经超出人类想象力的时代，在这个各种信息在地球上以光速四处传播的网络时代，人类越来越意识到自己只是孤独地生活在银河系边缘一颗蔚蓝的行星上，面对逐渐开始露出本来面目的浩瀚宇宙感到恐惧，又有些兴奋。在未来，宇宙学在人类的日常生活中或许将会有中世纪宗教般的感召力量，渗透入人类文化的方方面面。星际旅行和探险故事，人类驾驶宇宙飞船周旋于黑洞和中子星之间的故事，会不会取代中世纪的宗教故事，成为未来的文化经典和激发未来人类想象力的源泉？

利用引力波探测，人类或许可以绘制出一幅有着各种奇异天体的银河系地图，地图中标记有神秘且危险的黑洞、致密的中子星、耀眼的超新星爆发，或许还有适合人类居住的行星——这如同书写一部现代的《山海经》。面对宇宙，陷入现代病的人类或许可以重新回到文明开始之初的蒙昧状态，更深刻地体验到渺小的意味。对于宇宙的探索，是出自人类婴儿般的好奇的本能，每一个宇宙学新发现都将让人类重新感受到激动和战栗。

引力波正在开启的或许正是这样一个时代，它对于人类的想象力以及人类社会、文化的方方面面都将带来深远影响。我们可以设想，未来的某一天，宇宙学知识和现在的地理学知识一样进入中学课堂，成为基础教育的一部分;相对论，宇宙学与《诗经》和莎士比亚一样成为经典文化，成为“博雅教育”必不可少的科目;科学、文学与艺术结合得更加紧密;每一个宇宙学研究的新发现，都带给人类如“忽闻海上有仙山，山在虚无缥缈间”一般在科学和人文领域的双重美感——让我们拭目以待。