102年前预言，直到2017年才被认可！诺贝尔奖致敬爱因斯坦

2017年10月3日，一年一度的诺贝尔物理学奖终于拉开了帷幕。今年的诺奖和往常一样但又意义非凡，与以往相同的是，诺奖依旧颁发给在物理前沿有突出贡献的科研人员，但今年的诺贝尔物理学奖却很非凡，这是迟到一个世纪的诺奖终于找到了主人的传奇故事！

我们知道，今年的诺贝尔物理学奖全部颁发给了在引力波探测上有突出贡献的三位科学家。这三位科学家分别是雷纳·韦斯，巴里·巴瑞斯和吉普·索恩，他们全是来自美国激光干涉引力波天文台（LIGO）的科学家。与其说，今年的诺奖颁给了这三位科学家，还不如说这是对爱因斯坦百年前预言的认可。

2017年物理学诺奖得主

我们知道，爱因斯坦在1905年先后发表了影响物理学进程的5篇划时代论文，至此爱因斯坦一鸣惊人，后人也称1905年为爱因斯坦奇迹年。这其中有两篇论文有着极高的知名度，一篇建立了相对论，也就是我们常说的《狭义相对论》，另一篇则奠基了旧量子论，也就是光电效应。其实爱因斯坦最闪耀的光辉便是相对论。但命运真是捉弄人，爱因斯坦并未因相对论而获得诺贝尔奖，反倒是因为光电效应而获得了诺奖，这也让爱因斯坦倍感困惑。

1905年，爱因斯坦发表了狭义相对论。但很快他发现，狭义相对论并不能完美解释引力，并且只适合惯性系（由匀速运动的物体组成的系统），而客观世界是很复杂的，惯性系只是理想模型，真实的世界几乎是由非惯性系组成的（相对于惯性系做加速运动的系统）。为了解决这些问题，爱因斯坦必须拓展狭义相对论。十年之后，他发表了广义相对论，成功将相对论拓展到非惯性系上，并完美解释了引力的本质就是时空弯曲的结果！

1915年，爱因斯坦完成广义相对论，第二年才正式发表。广义相对论阐释了引力的本质，并预言了引力波的存在。严格意义上说，牛顿力学在此时已经被推翻。广义相对论在当时人们的眼里，虽然很惊人，但是却很难被接受。这关乎到牛顿力学权威性的问题，大家都很慎重！于是爱因斯坦给天文学家出了道实验题，全世界的天文学家分头去捕捉日全食，给日全食拍照，看看原本被太阳遮挡的天体是否能在日全食时被观测到。如果太阳背后的天体光线看不见，那么广义相对论可能错了，因为太阳巨大的质量没有弯曲周围的空间，那么太阳背后天体的光线就沿着平直空间传播，我们自然看不见那些光。如果我们能看见原本被太阳背后遮挡的天体光线，那也就在某种程度上证明了广义相对论的正确性。因为太阳的存在弯曲了周围的空间，使得其背后天体的光线经过了被太阳弯曲的空间，进而传到了地球。1919年，天文学家终于找到了观测数据，广义相对论在发表3年之后，第一次被验证。当时的英国媒体用很大的篇幅报道的这个划时代的事件，标题就写上“牛顿错了！”

可是广义相对论还有一个很重要的预言迟迟不能被验证，那便是引力波。为什么引力波直到近年才被观测到呢？因为来到地球的引力波太微乎其微了，稍不留意就擦肩而过！2015年人类第一次观测到引力波是来自十几亿年前，分别是太阳质量29倍和36倍的双黑洞扰动产生的引力波。其实引力波的叫法并不完美，因为引力在广义相对论里面只是时空弯曲的表现，引力波本质只是空间的波动。就好像是水波，往平静的水面上，插入一个木棍搅动，依旧会产生涟漪的波动。

平直的空间就相当是平静的水面，两个质量超大的黑洞彼此环绕，必然会产生巨大的空间涟漪，这便是引力波。不过水波是机械波，它的传播需要介质，而引力波本质是空间的涟漪，并不需要介质。虽然双黑洞产生的引力波极其显著，但是它们距离地球至少十几亿光年远，而人类要观测到这么遥远的引力波（其实是空间波动）就相当在一公里的长度上寻找比原子核半径还小一万倍的空间变化，这难度比海底捞针还大。所以探寻引力波的重任直到精密仪器发展到了一定程度才能做到，上个世纪的科学家即便有心寻找引力波，也没有力来做成这件事情。

我们知道，上个世纪物理学最伟大的的两大成就分别是相对论和量子力学，它们如今已是现代物理学的两大基石。量子力学的研究者中已经获得了无数的诺奖，而相对论的研究者们却没有获得过任何诺奖，包括爱因斯坦本人也未因相对论而获奖，这并不代表相对论不重要，而是它太超前了！诺奖委员会考量一个理论，总得找出相应的实验基础。很可惜，爱因斯坦活着的时候，能证明相对论的实验并不多。直到1955年，他去世之后，越来越多的实验才验证了相对论的正确性。但从相对论的应用来说，爱因斯坦获得十次诺奖都不为过。从1905年的狭义相对论到1915年的广义相对论，再到1955年爱因斯坦去世，最终在2015年引力波被人类首次探测到，100多年过去了！相对论的知名度依旧那么大，诺奖的知名度也依旧那么大，可是两者在过去100多年里完全不搭边。直到2017年，诺贝尔奖委员会决定把该年度物理学奖授予给在引力波探测有突出贡献的的三位科学家时。这姗姗来迟一个多世纪的诺奖，终于颁给了爱因斯坦，颁给了相对论，颁给了相对论的验证者们！

阿尔伯特·爱因斯坦

科学家如今正在验证爱因斯坦的下一个预言——虫洞，一种连接不同时空的隧道，可以让人类瞬间转移，也可以让人类做时间旅行的一种预言。

有的科学家获诺奖，是他们一生的荣誉。而有的科学家得奖，却是诺奖的荣誉，爱因斯坦就是后者！

2017年诺贝尔物理学奖——百年致敬爱因斯坦！！！