人體何以收發「鋪天蓋地」的引力波？

在LIGO國際合作項目開展研究工作的科學家在2015年的9月第一次探測到「深藏不露」的時空纖維的「漣漪」，這種有些像空氣中的聲波一樣的波被物理學家稱之為引力波，與聲波的傳播需要空氣的介質不同，引力波的傳播不需要任何介質，或者只需要時空本身的纖維「介質」，在更早的世紀，科學家曾經認為光波的傳播需要一種稱之為「以太」的介質，後來經過嚴格的光學實驗，發現「以太」是一種虛構的介質，電磁波能夠在真空中傳播。現在我們知道，電磁波和引力波的傳播就這麼「任性」，不需要任何的傳播介質，不需要任何介質作為它們的「參考系」，有的科學人士可能會問，失去了參考系，如何衡量電磁波和引力波的運動特徵，失去了「以太」，還有空間坐標，各種天文坐標可以成為衡量電磁波和引力波運動特徵的參照物。

聲波的傳播需要空氣的介質，地震波的傳播需要固體物的介質，引力波和電磁波不需要聲波和地震波那樣的傳播介質，可以在「真空」中傳播，但是，對現代物理學，特別是量子物理學的研究表明，真空不是絕對意義上的「真空」，因此，電磁波和引力波的傳播不需要介質的說法不是絕對的，只是相對的，它們的傳播需要一種「真空介質」，至於什麼是時空中的「真空介質」，我們知道的不多，量子力學的解釋還有很多「躲躲閃閃」的地方，因此，從公民科學的觀點來看，發現引力波並不意味著引力波的傳播問題就解決了。發現引力波可以獲得諾貝爾物理學獎，解釋引力波的傳播機制同樣可以獲得此獎。本作者一直關注所謂的「引粒子」問題，我們既不知道存不存在「引力子」，也不知道「引力粒子」在引力傳播中的地位和作用，因此，引力波的發現開啟了「引力波物理學」，就像中微子和中微子震蕩的發現開啟了「中微子物理學」一樣。

引力波和中微子這兩種「21世紀物理學」所不同的地方在於引力和引力波物理學比中微子物理學古老得多，屬於一門「考古級」的物理學，卻在現代物理學的背景下煥發出了奪目的青春光芒，在引力和引力波物理學領域還有無盡的寶藏，等待著物理學家來「淘寶」。顯然，我們對中微子特性的了解比對引力波的了解深入得多，希望未來的引力波物理學能夠幫助我們獲得對它更多的了解。可以像建中微子實驗室那樣，建引力波實驗室，畢竟，有不少的科學家和公民科學家對引力波的發現持懷疑和否定的態度，提出了一些質疑，比如：何以證明LIGO接收的信號就是引力波？何以證明LIGO的激光臂長度變化值遠遠小於質子的直徑時，是由於引力波的「經過」造成的？何以證明0、5秒時長的信號就是引力波的「通行時間」？何以保障每個科學小組和每個科學機構提供的觀測設備、設計的物理數學模型都是準確無誤的？等等，有一種流行廣泛的哲學用語，「對批判的批判所做的批判」，我們借用這一用語，於是可以說，「對發現的發現所做的發現」。一些科學家和公民科學家懷疑和「攻擊」引力波的發現，我們可以將他們的思想理解為，「對發現所做的發現」，或者「對發現的發現所做的發現」。

其實，LIGO接收的引力波信號來自13億光年遠的波源並不讓人感到驚奇，因為，天文學家接收到的遙遠星系的光源遠遠超過了13億光年，甚至接收到了幾乎到達宇宙邊緣的光源信息，距離不是問題，有問題的是如何證明兩個黑洞的合併事件發出了引力波？就像LIGO的國際合作團隊發布的描述那樣，攜帶了2顆、或3顆太陽質能的超強引力波經過13億光年的「萬里長征」，真的抵達了「你是我的唯一」的地球嗎？一路上的能量衰減有多少？到達地球時剩下的能量有多少？何以證明到達地球的「剩餘能量」就是兩個合併黑洞事件的「餘暉」？

天文學家近幾年忙得「不亦樂乎」，前些時候，他們發現了不明的射電暴，證明了這些攜帶了太陽在一天時間內釋放全部能量的射電暴來自於一個河外星系，在天文觀測史上第一次找到了這種射電暴的來源，來自澳大利亞和美國夏威夷的科學家探測到2015年4月發現的快速射電波暴的具體來源。快速射電暴(FRBs)是強烈射電波暴，僅持續幾毫秒的時間，最早是由帕克斯射電望遠鏡觀測到的，後續觀測引起了國際天文學界的高度關注，澳大利亞望遠鏡緊密陣列(ATCA)和夏威夷斯巴魯光學望遠鏡均觀測到這種快速射電波暴。它們來自60億光年之遙的一個橢圓星系，這個特殊的快速射電波暴被命名為FRB 150418，存在持續6天時間的「餘輝」，天文學家由此排除了中子星作為此次射電暴的波源。

前些時候，天文學家觀測到河外星系的伽瑪暴，確定了射線的爆發不是來自於我們的銀河系，他們最近也觀測到太陽風的爆發、另一個和地球結構一樣的行星產生了「地震」、一顆超新星的爆發產生了強烈的X—射線和其它射線等等，我們想了解的是，天文學家「不辭辛勞」的觀測和發現，接收到如此多樣「天空禮物」的信號，它們會對LIGO的激光臂檢測裝置產生什麼樣的影響，LIGO合作計劃的科學家是如何克服這些「大大小小」信號的干擾，如何從天空和「塵世間」的干擾和噪音中篩選出引力波信號，給出一個肯定的答案，「瞧，這個波！」竟然是他們「夢寐以求」的引力波？

LIGO跨國合作的科學家回答了其中的一些疑問，但是，沒有回答一些科學家和公民科學家的所有疑問，主要的原因可能是他們第一次檢測到引力波，而科學家對引力波的理論研究已經有近百年的時間，如果科學家發現一種「物質波」非常符合對引力波的理論描述，他們一定會認為這種第一次觀測到的「物質波」就是「傳說」中的引力波。為了打消各種懷疑論和否定論者的疑惑，最好的方法就是進行重複的檢驗，就像對中微子發現進行重複性檢驗一樣，在日本的實驗室檢測到中微子震蕩，遠在加拿大的實驗室同樣檢測到了這一現象。

同理，在LIGO實驗室觀測到的引力波，在LISA實驗室和Virgo實驗室同樣能夠檢測到它們，各種引力波的波源不會僅僅經過LIGO的實驗室，而不經過其它的實驗室，中國和日本的科學家已經宣布加入引力波搜索的「遠征軍」，相信中國和日本的科學家能夠在未來的搜索中發現類似的引力波信號，我們需要等待的就是重複性和可檢驗性的發現，用哲學的語言來描述就是，「對檢驗所做的檢驗」，或者「對檢驗的檢驗所做的檢驗」，直到引力波「水落石出」的那一天。另外，如果沒有重複性的檢驗結果，那麼我們相信諾貝爾獎委員會也不會輕易地將2016年的諾貝爾物理學獎授予引力波發現的LIGO合作方的科學家。

令我們感興趣的是引力波沒有人們想像的那麼神神秘秘，那麼「不接地氣」，我們的身體也發出了引力波，就像我們的大腦發出了「人類理解研究」的思想一樣，當然，我們能夠察覺大腦發出了思想和各種藝術和非藝術直覺的指令，卻不能夠察覺到我們的身體發出了引力波，不是我們的身體包含了引力波，而是引力波就在我們的身邊，我們的身體通常含有50千克上下的質量，同時，我們的身體也在走來走去，或者晃來晃去，於是我們50千克上下質量的身體將身邊的時空彎曲了「一丁點」，彎曲值為分子為一，分母為無限大的一個分數，我們的「晃來晃去」、或「扭來扭曲」的身體又將身邊彎曲的時空「壓縮」、「拉伸」、「扭曲」了那麼「一丁點」，同樣是一個無限小的數值，被我們的身體「壓縮」、「拉伸」和「扭曲」的時空產生了引力波。不要指望我們身體發出的引力波可以傳播多遠，可以讓「對面的女孩看過來」，傳播的距離也是一個無限小的數值，拋開無意義的數學計算不說，可以發現問題的實質，我們的身體的確發出了不可思議的引力波。

我們可以忽略自己身體的引力波，可以不考慮地球和太陽的引力波，但是，我們不能不考慮星系和星系團、中子星和黑洞發出的引力波，中子星和黑洞的質量和旋轉速度驚人，屬於超強引力場，它們發出的引力波能量同樣驚人，在LIGO引力波發現的情形中，相當於2顆到3顆太陽質能的引力波能量釋放了出來，於是，物理學家通常認為，大質量和高速度的物質發出了引力波，或者說發出了我們在地球上能夠檢測到的引力波。不能檢測到的、超弱的和可以檢測到的、超強的「時空漣漪」都是引力波。

2016—2-26

（How do we know the discovery of gravitational wave is connected with our body』s movement?）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！