丁肇中：沒有這三位教授，你看不到神奇的引力波！
12月17日，三位2017年諾貝爾物理學獎得主、LIGO合作組織主要成員雷納·韋斯（Rainer Weiss）, 巴里·巴瑞希（Barry Barish）, 基普·索恩（Kip Thorne）來到上海，作為獲獎者出席了“復旦－中植科學獎”頒獎典禮。頒獎典禮上，諾貝爾物理學獎得主、著名物理學家丁肇中作為評審委員會主席，
演講：丁肇中
編輯：婉珺
2017復旦中植科學獎將授予三位獲獎人，他們負責了鐳射干涉引力波探測儀專案的啟動和成功的運營。這三位獲獎人是雷納·韋斯教授、基普·索恩教授和巴里·巴里什教授。
愛因斯坦在1916年的時候就曾預測引力波的存在，也就是他在發佈了自己的廣義相對論的另（後）一年。這個預測為他解決了牛頓力學在預測蘋果從樹上掉下來遇到唯一的一個問題。
牛頓的經典力學已經提出了近兩百年的時間。牛頓力學描述了引力方面的一些現象，但是對於精確預測行星的運行軌道，精確預測潮汐，準確地描述蘋果從樹上掉落的原因，
愛因斯坦的廣義相對論是在1915年提出的，他對於水星圍繞太陽運行的軌道進行了精確的預測，這已經充分地證明了廣義相對論的成功。但是愛因斯坦又做出一個更為大膽的預測：因為時空在巨大的引力作用下會發生彎曲，所以他預測在經過大品質天體的時候，光線會發生彎曲。我們可以在日食的時候，通過觀測原來被太陽遮擋的天體來驗證愛因斯坦關於光線經過大品質天體會發生彎曲的這一重要的預測。
正是這一預測的實驗觀測的成功，使得愛因斯坦成為了一個家喻戶曉的科學家。
愛因斯坦還做了什麼預測呢？
其實在1916年的時候，愛因斯坦又做出了第三次的預測：除了電磁波之外，
前人已經做過多次嘗試——從約瑟夫韋伯開始，他使用探測器試圖來探測引力波所引起的非常細微的形變。他在世界各地都放置了一些大型的鋁制棒狀探測器，整個實驗過程持續了幾十年，
此後世界各地都進行了大量的重要研究來測試和優化這一系統。但直到上世紀80年代中期，人們才真正建立起一個大型的懸掛品質干涉儀系統。該系統在美國被命名為鐳射干涉引力波天文臺LIGO。在此之後，從天文臺的建設到排查探測器靈敏度的噪音源，雷納·韋斯教授都做出了舉足輕重的貢獻。
我們的第二位獲獎者，基普·索恩教授，是理論物理學家，他研究的領域是廣義相對論。他在早期就發現了引力波的巨大科學潛力，他發現了可能發射引力波的天體物理系統，描述了其引力波信號的特點，估計了這種信號的強度，並且推動了在廣義相對論支援下引力波信號的計算和分析工具的研究。尤為重要的是，他在很早就意識到了用電腦求解廣義相對論中愛因斯坦方程的重要性，也就是所謂的數值相對論。經過了數十年的努力，在成功探測到引力波的前幾年，他的研究獲得了成功，這對於發現和解釋雙黑洞併合的信號，有著舉足輕重的作用。
而我們提名來自加州理工學院的基普·索恩教授成為2017復旦中植科學獎的獲得者的原因是，基普·索恩教授奠定了引力波探測的理論基礎。他開創了引力波波形計算以及資料分析的研究方向，並對LIGO儀器科學做出了重要貢獻，特別是他提出了量子計量學理論的一系列基本概念。
我們的第三位獲獎者是巴里·巴里什。他所領導的大規模實驗項目不但建設了鐳射干涉引力波天文臺，還將它的靈敏度提高到可成功探測引力波的水準。在巴里·巴里什教授的領導下，LIGO進行了一次重大升級，這次升級的技術目標是將所謂頻段上的靈敏度提高十倍以上。最早的LIGO項目使用的是還不成熟的技術，而在完成了LIGO專案的初期建設之後，大約在2000年，巴里·巴里什開始組建高新LIGO項目，這是一個雄心勃勃的計畫。這個專案的目標是大幅提高該項目的探測精度，通過相關的設備升級，使高新LIGO可以探測原LIGO無法探測到的引力波信號。
這次重大技術升級之後，整個頻段上的探測靈敏度可以提高10倍以上。為了能夠實現這一目標，專案組應用了鐳射系統以增進高頻搜索精度，同時也通過多懸掛系統以及提高實驗品質的方法對實驗當中產生的頻熱雜訊進行減噪，並且運用了新型主動隔震的系統。對於實驗來說，是一個非常重大的項目：將約40赫茲左右的地震噪音，降低了100多倍。而且核震方面的改變，也成功發現了30倍太陽品質級的黑洞，雙黑洞合併的一個關鍵。所以正是出於這樣一個原因，我們建議把中植獎授予巴里·巴里什。他不僅建立了國際合作的基礎，而且把幾個人的科研小組的小科學，成功向大科學演進，從小科學領域轉化為涉及眾多成員，依賴大規模設備的一個大科學領域，他們的共同合作，增加了引力波的探測成功的可能性。
最後，我想對於引力波研究的未來講幾句。
LIGO已經成功地探測了雙黑洞併合過程當中所釋放出的引力波，同時也探測到了中子星的引力波。他們也發現了在原來的廣義相對論當中，對於這樣一種引力波的出現和表現的一個準確的定義。當然，也對一些相關領域的原則進行了有效的測試。他們也發現新的科學研究領域，他們不無驚奇地發現，太陽系外黑洞併合之後所產生的一系列的效果，特別是出現雙緻密天體的靠近以及雙黑洞的併合以及旋進等過程當中的一些特殊性。
他們非常敏銳地捕捉到了在相關天體運行過程當中出現的特殊性，同時也通過一系列經過驗證的資料證明了有關實驗的原則的準確性。尤其是他們進一步奠定了黑洞研究的科學基礎，拓展了黑洞以及基於引力波研究的黑洞發展的研究範圍，這將成為未來引力波和重力研究的相關學科進一步拓展的基礎。未來也將會對核子物理以及核科學前沿技術的拓展起到重要的推動作用。特別是在天文物理學方面的一些既有的定理、公式和原理等等，會通過多信使天體物理學的拓展而加以極大的提升。
最後我們想說的是，通過此次引力波的發現，以及韋斯教授、巴里什教授、索恩教授三位在該方面所做出的突出貢獻，真正地為我們開創了科技的新紀元。
我還想說幾句心裡話。幾百年以後，我們之中任何一個人的獲獎可能都不一定會被大家記住，但是現在，我建議大家都能夠記住這三位教授所做出的卓越的貢獻。謝謝。
本文由復旦大學新聞中心提供，特此感謝！
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這個精度相當於質子大小的千分之一。此後世界各地都進行了大量的重要研究來測試和優化這一系統。但直到上世紀80年代中期，人們才真正建立起一個大型的懸掛品質干涉儀系統。該系統在美國被命名為鐳射干涉引力波天文臺LIGO。在此之後，從天文臺的建設到排查探測器靈敏度的噪音源，雷納·韋斯教授都做出了舉足輕重的貢獻。
我們的第二位獲獎者，基普·索恩教授，是理論物理學家，他研究的領域是廣義相對論。他在早期就發現了引力波的巨大科學潛力，他發現了可能發射引力波的天體物理系統，描述了其引力波信號的特點，估計了這種信號的強度，並且推動了在廣義相對論支援下引力波信號的計算和分析工具的研究。尤為重要的是，他在很早就意識到了用電腦求解廣義相對論中愛因斯坦方程的重要性，也就是所謂的數值相對論。經過了數十年的努力，在成功探測到引力波的前幾年，他的研究獲得了成功，這對於發現和解釋雙黑洞併合的信號，有著舉足輕重的作用。
而我們提名來自加州理工學院的基普·索恩教授成為2017復旦中植科學獎的獲得者的原因是，基普·索恩教授奠定了引力波探測的理論基礎。他開創了引力波波形計算以及資料分析的研究方向，並對LIGO儀器科學做出了重要貢獻，特別是他提出了量子計量學理論的一系列基本概念。
我們的第三位獲獎者是巴里·巴里什。他所領導的大規模實驗項目不但建設了鐳射干涉引力波天文臺，還將它的靈敏度提高到可成功探測引力波的水準。在巴里·巴里什教授的領導下，LIGO進行了一次重大升級，這次升級的技術目標是將所謂頻段上的靈敏度提高十倍以上。最早的LIGO項目使用的是還不成熟的技術，而在完成了LIGO專案的初期建設之後，大約在2000年，巴里·巴里什開始組建高新LIGO項目，這是一個雄心勃勃的計畫。這個專案的目標是大幅提高該項目的探測精度，通過相關的設備升級，使高新LIGO可以探測原LIGO無法探測到的引力波信號。
這次重大技術升級之後，整個頻段上的探測靈敏度可以提高10倍以上。為了能夠實現這一目標，專案組應用了鐳射系統以增進高頻搜索精度，同時也通過多懸掛系統以及提高實驗品質的方法對實驗當中產生的頻熱雜訊進行減噪，並且運用了新型主動隔震的系統。對於實驗來說，是一個非常重大的項目：將約40赫茲左右的地震噪音，降低了100多倍。而且核震方面的改變，也成功發現了30倍太陽品質級的黑洞，雙黑洞合併的一個關鍵。所以正是出於這樣一個原因，我們建議把中植獎授予巴里·巴里什。他不僅建立了國際合作的基礎，而且把幾個人的科研小組的小科學，成功向大科學演進，從小科學領域轉化為涉及眾多成員，依賴大規模設備的一個大科學領域，他們的共同合作，增加了引力波的探測成功的可能性。
最後，我想對於引力波研究的未來講幾句。
LIGO已經成功地探測了雙黑洞併合過程當中所釋放出的引力波，同時也探測到了中子星的引力波。他們也發現了在原來的廣義相對論當中，對於這樣一種引力波的出現和表現的一個準確的定義。當然，也對一些相關領域的原則進行了有效的測試。他們也發現新的科學研究領域，他們不無驚奇地發現，太陽系外黑洞併合之後所產生的一系列的效果，特別是出現雙緻密天體的靠近以及雙黑洞的併合以及旋進等過程當中的一些特殊性。
他們非常敏銳地捕捉到了在相關天體運行過程當中出現的特殊性，同時也通過一系列經過驗證的資料證明了有關實驗的原則的準確性。尤其是他們進一步奠定了黑洞研究的科學基礎，拓展了黑洞以及基於引力波研究的黑洞發展的研究範圍，這將成為未來引力波和重力研究的相關學科進一步拓展的基礎。未來也將會對核子物理以及核科學前沿技術的拓展起到重要的推動作用。特別是在天文物理學方面的一些既有的定理、公式和原理等等，會通過多信使天體物理學的拓展而加以極大的提升。
最後我們想說的是，通過此次引力波的發現，以及韋斯教授、巴里什教授、索恩教授三位在該方面所做出的突出貢獻，真正地為我們開創了科技的新紀元。
我還想說幾句心裡話。幾百年以後，我們之中任何一個人的獲獎可能都不一定會被大家記住，但是現在，我建議大家都能夠記住這三位教授所做出的卓越的貢獻。謝謝。
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