罗 栋

(华南理工大学 马克思主义学院，广东 广州 510641)

引力波是求解爱因斯坦方程的结果。自爱因斯坦于1916年2月给出关于引力波的理论预测至1957年1月在北卡罗来纳大学教堂山分校举办的“引力在物理学中的作用研讨会”(The Conference on the Role of Gravitation in Physics)的近四十年间，包括爱因斯坦本人在内的物理学家们对求解引力波的理论方法、引力波的属性等进行了激烈的争论。争论的不同阶段涉及到不同的研究进路。本文通过分析引力波理论研究的几个主要历史阶段中研究方法和研究问题的演变，来展现引力波理论研究进路的演进。

一、引力波简介

爱因斯坦于1915年11月给出了广义相对论的引力场方程——爱因斯坦方程。爱因斯坦方程Gμν=κTμν，是由10个非线性方程所构成的方程组。其中：Gμν描述的是时空的几何结构，由时空度规gμν确定；Tμν描述的是时空中的物质能量分布；κ为常量。时空的几何结构和时空中的物质能量分布是互相确定的关系，即所谓的“[时空的]几何告诉[时空中的]物质如何移动，[时空中的]物质告诉[时空的]几何如何弯曲”。[1]当没有物质能量分布时，时空的几何结构便与狭义相对论中闵可夫斯基时空的结构相同。

线性近似方法面临一系列问题。除近似方法的精确性问题外，以后闵可夫斯基近似方法为例，由于产生强到足以被探测到的引力波的波源是处于极强的引力场下的，而后闵可夫斯基近似是在弱引力场条件下对爱因斯坦方程的近似求解，这意味着该方法求解的结果并不直接地反映波源信息。……