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2017年诺贝尔奖物理学奖颁给了LIGO对引力波的测量。Barry Barish作为LIGO领导者之一,今天所做的报告十分精彩。Barry本人早年在物理的多个领域有所建树,包括量子力学、原子分子等等。他从牛顿万有引力讲起,到爱因斯坦广义相对论,再到引力波的前世今生,以及LIGO实验的展望,让人大开眼界。
LIGO的实验可谓masterpiece,从2000年算起,十几年间将精度提高到10^(-18)m,将高精度的测量做到了极致。实验的设计本身就是极其精彩,其中精度的要求使得公里量级的真空,高稳定、高相干度的激光、test mass的稳定,都达到极致,让人叹为观止。联想到中国正在做的以及计划做的例如CEPC等大型科学装置,虽然耗钱,但是其实真的不亏。这样的实验需要top级别的技术,本身就是科技实力的挑战,其意义远不止一个物理的结论那么简单。
单单从物理上看,引力波的精确探测也是打开了新物理学、新天文学领域的大门,尤其是对黑洞并合的探测,给予人们对黑洞物理的希望;对中子星并合的探测,以及引力波源的定位,使得multimessager astronomy领域有了一双“天眼”。
Barry的演讲中提到不少引力波的往事,十分有趣。爱因斯坦最初提出引力波是基于线性化Einstein方程与电磁波波动方程的类比,其后才有更深入的讨论。Feynman第一眼看懂引力波,想到的是引力波虽然是Riemann tensor的扰动的传播,但也应当传递能量。20世纪后半叶开始陆续有人开始实验希望探测引力波,最终到LIGO这里才成功,也不失为对物理学发展中的曲折的一个写照。
这也是物理学不同于数学的地方,有实验的存在,物理学理论才显得更加迷人。数学本身是人类理性智慧的精粹,而物理用实验告诉人类,我们的自然是如何运转如何被我们一步步认知。这其中离不开孜孜不倦的思考与探索,而思考与探索本身就是最精彩的故事。更广的角度,我们的科学领域,总会展现出无与伦比的魅力,让无数科学家前赴后继,沉醉其中。年轻的一代,莫不期待百转千回后,醍醐灌顶那一刹那的喜悦,莫不期待明天的科学瀚海之星,会如何闪耀最迷人的光芒?
——2018.10.19 Purdue, West Lafayette
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GMT+8, 2024-10-20 04:43
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