这故事也给了我们一个教训。真正的胜利，并不是你能用武器争取的，那一定要用你的信心。无论多可怕的武器，也比不上人类的信心。

——古龙《七种武器·孔雀翎》

引力波探测不仅需要很多硬件技术上的创新，还面对着很多数据处理上的困难，这里用引力波事件GW170817说明数据分析的困难。

GW170817是最新公布的引力波事件，观测到两个中子星的融合事件，距地球1.3亿光年。因为今年的诺奖刚刚颁发给引力波，更因为这是第一个多信使天体物理探测（引力波、伽玛暴、光学探测，等等），还因为步调一致的新闻发布，所以，这次探测一扫前几次引力波报道的颓态，造成了很大的反响。

这次引力波探测也是“信号最强的一次”，两台LIGO和一台VIRGO同时探测，最终的组合信噪比达到了32.4，其中，LIGO Hanford是18.8，LIGO Livingston是26.4，而VIRGO是2.0，$\sqrt{18.8^2+26.4^2+2.0^2}\approx 32.4$。在这三台探测器里，表现最好的是LIGO Livingston，我们就用它的数据来说明引力波数据分析的困难。数据来自于LIGO网站（Data release for event GW170817  https://losc.ligo.org/events/GW170817/　）。

这次引力波事件发生于 GPS时间 time 1187008882.43 == August 17 2017, 12:41:04.43 UTC。LIGO网站给出了这个时间附近的2048秒的数据，每秒钟采样4096个数据点。还有各个观测站的采样频率更高、采样时间更长的数据，但是我懒得处理了。只用Livinston的了。这次信号持续时间长达几百秒，峰值振幅（也就是两个中子星碰到一起）的时刻是1842.43秒左右。

下面的图是我根据LIGO公布的数据画出来的。这个数据已经被LIGO去除了部分噪音：我不知道怎么去除的，网站上也有没去除噪音的数据，但是乍看好像没有太大的差别。我觉得这个不影响我们的说明，所以就再偷个懒。这里展现的是同一组数据，但是有着不同的缩放比例。一共是6个小图，横坐标都是时间，纵坐标都是引力波引起的相对长度变化（应变，strain），但是每个图的尺度是不一样的。红色条给出了应变的尺度，而绿色条给出了时间的尺度。

1-2048秒的全体数据太多了，WPS软件处理不了。第一个图（左上）是1801-1850这50秒的数据，应变有很大的起伏，大于10^-17，但是这些都是低频起伏，远低于1Hz，很容易去除的；第二个图（中上）是1831-1845这15秒的数据，应变仍然大于10^-17，仍然是低频起伏；第三个图（右上）是1842-1843这1秒的数据，应变仍然大于4×10^-18，而且可以看到几个Hz的起伏了；第4个图（右下）是1842.3-1842.5这0.2秒的数据，应变大于10^-18，但是看起来很光滑，最大信号振幅应该就发生在这里，但是太小了，看不到的（一会儿我们再说它）。

为了对数据有更进一步的了解，我们又把它放大了一些，这就是最后的两张图。第五个图（中下）里，应变的变化范围大约是2×10^-19。第六个图（左下）是放大到最大的数据图了，它有120个数据点，大约30毫秒的采集时间，数据的起伏大约是1×10^-20（除掉光滑的背景）。这里仍然不能明显第看到信号，原因是信号幅度远小于这个（这个采样位置发生在碰撞之后，我用它只是因为这里有个极小值，可以清楚地看出数据的起伏大小）。

那么，信号到底是多大呢？LIGO只是说10^-22的量级，并没有给出具体的大小，我猜它只有0.5×10^-22（没有任何可靠的依据）。

这几个图就可以让我们略微知道引力波数据分析面临的巨大困难了。这也是为什么LIGO要有很多的、各种各样的传感器来探测外界的微小扰动，只有这样才能把光滑的背景起伏消除，让应变从10^-17的量级减小到10^-20的量级，然后还要进行各种数据处理（主要是平均了），再与数值广义相对论计算的各种模式进行对比，才能确认量级为10^-22的引力波信号。

只有那些对广义相对论特别是引力波理论具有坚强信心的人，才能够做到这一点，才能取得成功。