人類最後的預言家不但預言引力波存在，還引出黑洞暗物質時空旅行

06-06

16日，包括中國在內的多國天文學家宣布首次通過光學、紅外、紫外、高能、射電等多種電磁波段，直接探測到1.3億光年外的雙中子星合併產生的引力波及其伴隨的電磁信號。

至此，廣義相對論長達百年正確與否的爭論可以塵埃落定，它將迎來與量子理論的終極對決，同時，所有地球人將目光穿越時空，將敬仰和讚頌送給上世紀人類最後的一位預言大師：他完全憑藉一己之力，依靠憑空想像和推測提出了一系列改變人類歷史和科技走向的物理理論，這其中就包括預測引力波的存在。

1905年是人類物理學歷史上的第二個大奇蹟年，在這一年，沒有大學學位，沒有自己的實驗室，時任瑞士伯爾尼專利局三級技術審查員阿爾伯特·愛因斯坦一口氣在德國的物理學雜誌《物理學年鑒》上發表了五篇論文，其中三篇「稱得上是物理學史上的最偉大的作品」，第一篇使用普朗克剛剛提出的量子理論審視光電效應，一篇論述懸浮小粒子的狀況（即現在所謂的布朗運動），一篇概述了狹義相對論。第一篇解釋了光的性質（還促使許多事情成為可能，其中包括電視），為作者贏得了一個諾貝爾獎。第二篇提供了證據，證明原子確實存在，這個事實過去一直存在一些爭議。第三篇完全改變了世界。

這篇引出了後世所稱為狹義相對論的《論動體的電動力學》無論是在表達方式還是在內容上，都是發表過的最優秀的科學論文之一。它沒有腳註，也沒有引文，幾乎不用數學，沒有提及影響過該論文或在該論文之前的任何作品，只是對一個人的幫助致以謝意。他是專利局的一名同事，名叫米歇爾·貝索，這是極其令人震驚的。可以說，愛因斯坦好像「全憑思索，獨自一人，沒有聽取別人的意見就得出了結論。」在這篇論文中，他著名的等式E=MC2在這篇論文中並未出現，但出現在幾個月以後的一篇短小的補充里。

這個人類歷史上最簡潔最完美的能量守恆公式簡單來說，指的是質量和能量是等價並且可以互相轉換，它們不過是同一東西的兩種形式：能量是獲釋的質量；質量是等待獲釋的能量。由於c2（光速的平方）是個大得不得了的數字，這個等式意味著，每個物體里都包含著極大的能量，這個等式直接促成了原子彈以及核聚變民用化的發明和出現，並間接地引出了暗物質的發現。

同時，狹義相對論也解釋了放射作用是怎麼發生的：一塊鈾怎麼源源不斷地釋放出強輻射能量，而又不像冰塊那樣融化。該理論解釋了恆星為什麼可以燃燒幾十億年而又不把燃料用盡。愛因斯坦用一個簡單的公式，一下子使地質學家和天文學家的視界開闊了幾十億年。同時該理論還提到了時間膨脹和多維空間，尤其表明，光速是不變的，最快的，什麼速度也超不過它。因此，這使我們一下子弄清了宇宙性質的核心。

以上那些包羅萬象的全新發現和創新牛逼嗎？牛逼！

但是比起十年之後愛因斯坦提出的廣義相對論來說，這些又算不上什麼了。

這時候我們本文的主角要登上歷史舞台了，這也是他能夠提出廣義相對論的主要誘因，它的名字叫「引力」。

愛因斯坦之所以提出廣義相對論，起碼在一開始更像是想為引力問題找個答案。他很早就清楚地認識到，狹義相對論里缺少一樣東西，那就是引力。狹義相對論之所以「狹義」，是因為它研究的完全是在無障礙的狀態下運動的東西。但是，要是一個運動中的東西，尤其是光，遇到了比如引力這樣的障礙會怎麼樣？在此後10年的大部分時間裡，他一直在思索這個問題，最後於1916發表了題為《關於廣義相對論的宇宙學思考》的論文。

廣義相對論預測到了引力波、黑洞、宇宙常數等，直接將人類從經典物理學帶入了現代物理學，也同時將地球人帶入了宇宙和時空這樣的宏觀的領域，並使得時間旅行這樣的超現實科幻情景成為了可能。

在「廣義相對論」的眾多概念中，最具挑戰性的，最難以用直覺體會的，在於時間是空間的組成部分這個概念。我們本能地把時間看作是永恆的，絕對的，不可改變的，相信什麼也干擾不了它的堅定步伐。事實上，愛因斯坦認為，時間是可以更改的，不斷變化的。時間甚至還有形狀。它與三維空間結合在一起——用斯蒂芬·霍金的話來說是「無法解脫地交織在一起」——不可思議地形成了所謂的「時空」。

而引力就是由於時空扭曲所造成的，任何有質量的物體加速運動都會對周圍的時空產生影響，時空在伸展和壓縮的過程中，會產生振動，這些振動就是引力波。這些波動，我們可以想像為將一塊石子投入水中所掀起的漣漪，因此，引力波又被稱為「時空漣漪」，他們應該是可以通過電磁波段可聽或者可見的。

愛因斯坦在廣義相對論中是這樣描述的：「引力波以光速迅速擴散，充滿整個宇宙。」

一百年之後，科學實踐證明這位不修邊幅，頭髮如鳥窩，三歲才學會說話，在大學階段並沒有任何突出表現，也未顯露出任何天才本色的愛因斯坦又對了。