张双南

中国科学院高能物理研究所，北京 100049

发现引力波
——2017年诺贝尔物理学奖解读

张双南†

中国科学院高能物理研究所，北京 100049

2017年10月3日，终于到了宣布2017年物理学奖的时刻，诺奖委员会宣布：2017年的诺贝尔物理学奖授予三位美国物理学家雷纳•韦斯(Rainer Weiss)、基普•索里(Kip Stephen Thorne)和巴里•巴里什(Barry Clark Barish)，表彰他们对于研制激光干涉引力波天文台以及利用该天文台发现了引力波作出了决定性的贡献。这样的结果毫无悬念，和物理学界大部分学者的预言完全一样。那么，这个科学发现到底是什么？和现代物理学的发展有什么关系？爱因斯坦和这个发现是什么关系？引力波有什么用？有办法防引力波辐射吗？引力波探测与研究的未来是什么？中国在引力波探测领域的现状和未来计划是什么？笔者将在这篇文章里回答上面这些问题。

引力波；激光干涉；黑洞；广义相对论

1 百年现代物理学用这个传奇做了一个了断

1.1 现代物理学建立的标志

现代物理学建立的标志当然是一百多年前建立了相对论和量子力学。从牛顿开始到19世纪末，经典物理学已经形成了完整的理论体系，经典物理学的大厦已经非常宏伟，驱动着工业革命的蓬勃发展。但是，有两朵似乎微不足道但是又驱之不散的乌云(图1)，时不时飘在经典物理学的大厦上空，这就是以太问题和黑体辐射的紫外灾难问题。

20世纪初，爱因斯坦的狭义相对论圆满地解决了以太问题，而普朗克的黑体辐射量子理论又圆满地解决了黑体辐射的紫外灾难问题，于是开启了现代物理发展的一个新时代。……