2017年10月3日，一年一度的諾貝爾物理學(xué)獎終于拉開了帷幕。今年的諾獎和往常一樣但又意義非凡，與以往相同的是，諾獎依舊頒發(fā)給在物理前沿有突出貢獻(xiàn)的科研人員，但今年的諾貝爾物理學(xué)獎卻很非凡，這是遲到一個世紀(jì)的諾獎終于找到了主人的傳奇故事！
我們知道，今年的諾貝爾物理學(xué)獎全部頒發(fā)給了在引力波探測上有突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。這三位科學(xué)家分別是雷納·韋斯，巴里·巴瑞斯和吉普·索恩，他們?nèi)莵碜悦绹す飧缮嬉Σㄌ煳呐_（LIGO）的科學(xué)家。與其說，今年的諾獎頒給了這三位科學(xué)家，還不如說這是對愛因斯坦百年前預(yù)言的認(rèn)可。
2017年物理學(xué)諾獎得主
我們知道，愛因斯坦在1905年先后發(fā)表了影響物理學(xué)進(jìn)程的5篇劃時代論文，至此愛因斯坦一鳴驚人，后人也稱1905年為愛因斯坦奇跡年。這其中有兩篇論文有著極高的知名度，一篇建立了相對論，也就是我們常說的《狹義相對論》，另一篇則奠基了舊量子論，也就是光電效應(yīng)。其實愛因斯坦最閃耀的光輝便是相對論。但命運真是捉弄人，愛因斯坦并未因相對論而獲得諾貝爾獎，反倒是因為光電效應(yīng)而獲得了諾獎，這也讓愛因斯坦倍感困惑。
1905年，愛因斯坦發(fā)表了狹義相對論。但很快他發(fā)現(xiàn)，狹義相對論并不能完美解釋引力，并且只適合慣性系（由勻速運動的物體組成的系統(tǒng)），而客觀世界是很復(fù)雜的，慣性系只是理想模型，真實的世界幾乎是由非慣性系組成的（相對于慣性系做加速運動的系統(tǒng)）。為了解決這些問題，愛因斯坦必須拓展狹義相對論。十年之后，他發(fā)表了廣義相對論，成功將相對論拓展到非慣性系上，并完美解釋了引力的本質(zhì)就是時空彎曲的結(jié)果！
1915年，愛因斯坦完成廣義相對論，第二年才正式發(fā)表。廣義相對論闡釋了引力的本質(zhì)，并預(yù)言了引力波的存在。嚴(yán)格意義上說，牛頓力學(xué)在此時已經(jīng)被推翻。廣義相對論在當(dāng)時人們的眼里，雖然很驚人，但是卻很難被接受。這關(guān)乎到牛頓力學(xué)權(quán)威性的問題，大家都很慎重！于是愛因斯坦給天文學(xué)家出了道實驗題，全世界的天文學(xué)家分頭去捕捉日全食，給日全食拍照，看看原本被太陽遮擋的天體是否能在日全食時被觀測到。如果太陽背后的天體光線看不見，那么廣義相對論可能錯了，因為太陽巨大的質(zhì)量沒有彎曲周圍的空間，那么太陽背后天體的光線就沿著平直空間傳播，我們自然看不見那些光。如果我們能看見原本被太陽背后遮擋的天體光線，那也就在某種程度上證明了廣義相對論的正確性。因為太陽的存在彎曲了周圍的空間，使得其背后天體的光線經(jīng)過了被太陽彎曲的空間，進(jìn)而傳到了地球。1919年，天文學(xué)家終于找到了觀測數(shù)據(jù)，廣義相對論在發(fā)表3年之后，第一次被驗證。當(dāng)時的英國媒體用很大的篇幅報道的這個劃時代的事件，標(biāo)題就寫上“牛頓錯了！”
可是廣義相對論還有一個很重要的預(yù)言遲遲不能被驗證，那便是引力波。為什么引力波直到近年才被觀測到呢？因為來到地球的引力波太微乎其微了，稍不留意就擦肩而過！2015年人類第一次觀測到引力波是來自十幾億年前，分別是太陽質(zhì)量29倍和36倍的雙黑洞擾動產(chǎn)生的引力波。其實引力波的叫法并不完美，因為引力在廣義相對論里面只是時空彎曲的表現(xiàn)，引力波本質(zhì)只是空間的波動。就好像是水波，往平靜的水面上，插入一個木棍攪動，依舊會產(chǎn)生漣漪的波動。
平直的空間就相當(dāng)是平靜的水面，兩個質(zhì)量超大的黑洞彼此環(huán)繞，必然會產(chǎn)生巨大的空間漣漪，這便是引力波。不過水波是機(jī)械波，它的傳播需要介質(zhì)，而引力波本質(zhì)是空間的漣漪，并不需要介質(zhì)。雖然雙黑洞產(chǎn)生的引力波極其顯著，但是它們距離地球至少十幾億光年遠(yuǎn)，而人類要觀測到這么遙遠(yuǎn)的引力波（其實是空間波動）就相當(dāng)在一公里的長度上尋找比原子核半徑還小一萬倍的空間變化，這難度比海底撈針還大。所以探尋引力波的重任直到精密儀器發(fā)展到了一定程度才能做到，上個世紀(jì)的科學(xué)家即便有心尋找引力波，也沒有力來做成這件事情。
我們知道，上個世紀(jì)物理學(xué)最偉大的的兩大成就分別是相對論和量子力學(xué)，它們?nèi)缃褚咽乾F(xiàn)代物理學(xué)的兩大基石。量子力學(xué)的研究者中已經(jīng)獲得了無數(shù)的諾獎，而相對論的研究者們卻沒有獲得過任何諾獎，包括愛因斯坦本人也未因相對論而獲獎，這并不代表相對論不重要，而是它太超前了！諾獎委員會考量一個理論，總得找出相應(yīng)的實驗基礎(chǔ)。很可惜，愛因斯坦活著的時候，能證明相對論的實驗并不多。直到1955年，他去世之后，越來越多的實驗才驗證了相對論的正確性。但從相對論的應(yīng)用來說，愛因斯坦獲得十次諾獎都不為過。從1905年的狹義相對論到1915年的廣義相對論，再到1955年愛因斯坦去世，最終在2015年引力波被人類首次探測到，100多年過去了！相對論的知名度依舊那么大，諾獎的知名度也依舊那么大，可是兩者在過去100多年里完全不搭邊。直到2017年，諾貝爾獎委員會決定把該年度物理學(xué)獎授予給在引力波探測有突出貢獻(xiàn)的的三位科學(xué)家時。這姍姍來遲一個多世紀(jì)的諾獎，終于頒給了愛因斯坦，頒給了相對論，頒給了相對論的驗證者們！
阿爾伯特·愛因斯坦
科學(xué)家如今正在驗證愛因斯坦的下一個預(yù)言——蟲洞，一種連接不同時空的隧道，可以讓人類瞬間轉(zhuǎn)移，也可以讓人類做時間旅行的一種預(yù)言。
有的科學(xué)家獲諾獎，是他們一生的榮譽(yù)。而有的科學(xué)家得獎，卻是諾獎的榮譽(yù)，愛因斯坦就是后者！
2017年諾貝爾物理學(xué)獎——百年致敬愛因斯坦?。?！
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