[科普中國]-專家訪談：關(guān)于引力波這件大事

2016年2月12日，對于很多國人來說，是再平凡不過的一個(gè)猴年春節(jié)假期中的一天。但對于很多科學(xué)家來說，對人類整體來說，它實(shí)在是值得載入史冊的一天。

引力波音頻。圖片來源：LIGO新聞發(fā)布會(huì)直播截圖

激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）直接探測到引力波的新聞發(fā)布會(huì)，吸引了眾多科學(xué)家守候，這一成果的意義完全可以使得全世界沸騰——人類獲得了全新的認(rèn)識(shí)宇宙的一種能力，將進(jìn)入引力波時(shí)代。
為這一消息激動(dòng)的除了科學(xué)家，還有科學(xué)愛好者們。包括小編的一位好基友。作為如假包換的天文愛好者，他在家里科普引力波，結(jié)果和牛頓的忠實(shí)擁躉父上大人差點(diǎn)打了起來。依小編的愚見，他大概還是沒說明白。
為了避免這樣的極小概率（can）事件（ju）再次發(fā)生在熱心科普粉身上，知識(shí)分子聯(lián)合中國科普博覽，邀請到國內(nèi)外理論物理領(lǐng)域的多位專家，共同談?wù)勔Σㄟ@件大事。
本次推出的是部分訪談文字稿，后期還將繼續(xù)推出視頻，敬請期待。
一、科學(xué)家們究竟取得了什么成果？

李淼，中山大學(xué)天文與空間科學(xué)研究院院長，主要研究方向?yàn)橛钪鎸W(xué)、弦論、高能物理

李淼：人類首次探測到引力波，首次探測到雙黑洞合并
根據(jù)發(fā)表在物理評論通訊（PRL）2016年2月11號一期上的論文，《合并雙黑洞系統(tǒng)引力波輻射的觀測》：2015年9月14號協(xié)調(diào)世界時(shí)09:50:45 ，LIGO的兩個(gè)引力波探測器同時(shí)探測到一個(gè)短暫的引力波信號，相對強(qiáng)度為1.0 ×10-21 ，頻率覆蓋35到250赫茲。

引力波信號GW150914在天圖（SkyMap）上的分布。圖/Caltech/R. Hurt.

根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，這個(gè)信號來自于雙黑洞系統(tǒng)的合并。這個(gè)雙黑洞系統(tǒng)距離地球大約為410兆秒差距，也就是大約13億光年（亮度距離）。兩個(gè)黑洞的質(zhì)量分別大約是36個(gè)太陽質(zhì)量和29個(gè)太陽質(zhì)量，其中引力波輻射損失的質(zhì)量大約為3個(gè)太陽質(zhì)量。
這個(gè)發(fā)現(xiàn)表明存在太陽質(zhì)量級別的雙黑洞系統(tǒng)，是人類第一次探測到引力波，也是人類第一次探測到雙黑洞合并。
以上基本上是這篇LIGO和Virgo合作論文摘要的翻譯。
二、能否一句話說明什么是引力波？

布魯斯·艾倫（Bruce Allen），德國馬克斯-普朗克引力物理研究所(阿爾伯特·愛因斯坦研究所）所長，LIGO科學(xué)合作組織（LSC）分布式計(jì)算項(xiàng)目Einstein@Home（意為“愛因斯坦在你家”）領(lǐng)導(dǎo)人。
布魯斯·艾倫：引力波是時(shí)空曲率的漣漪，從源處以光速傳播。

馬丁·亨得利（Martin Hendry）,英國格拉斯哥大學(xué)天文與物理學(xué)院院長, 主要從事宇宙學(xué)和引力波天文學(xué)研究，LIGO科學(xué)合作組織成員， LIGO科學(xué)合作組織教育與公眾宣傳小組副組長。
馬丁·亨得利：引力波是時(shí)空中的漣漪，是宇宙中某些最激烈的事件產(chǎn)生的——例如恒星爆炸和黑洞碰撞（后者是我們這次探測到的類型）。
三、這一成果有何意義，為什么它能讓這么多科學(xué)家如此激動(dòng)？

陳雁北（ Yanbei Chen），美國加州理工學(xué)院物理學(xué)教授，主要從事引力波研究，LIGO科學(xué)合作組織成員。

陳雁北：對廣義相對論有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)
引力波在廣義相對論中是一個(gè)推論，并且是很重要的一個(gè)。
引力波和電磁波，在數(shù)學(xué)上有一定的類似之處。打一個(gè)比方，法拉第、麥克斯韋建立的電磁場理論，推論出電和磁之間的聯(lián)系。在最初，這個(gè)聯(lián)系體現(xiàn)在“電磁感應(yīng)”，比如運(yùn)動(dòng)的電荷可以產(chǎn)生磁場，而變化的磁場也可以產(chǎn)生感生電動(dòng)勢。從這些，可以從理論上建立一個(gè)麥克斯韋方程組。但是，這個(gè)方程組又推論出一個(gè)新的現(xiàn)象，就是電磁波。在電磁波里面，電場和磁場之間會(huì)有一個(gè)完全的轉(zhuǎn)換，電磁感應(yīng)會(huì)把能量傳播到無窮遠(yuǎn)處。在赫茲發(fā)現(xiàn)了電磁波，并且測定了它的傳播速度之后，電磁場理論才真正完整地被驗(yàn)證了。
所以相比之下，只有探測到了引力波，研究了它的性質(zhì)之后，才能說對廣義相對論有了一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。
馬丁·亨得利：創(chuàng)造了一個(gè)機(jī)會(huì)，而非解決了一個(gè)問題
我們探測的成果之一便是完成了對愛因斯坦廣義相對論關(guān)鍵預(yù)測的最后驗(yàn)證。但我覺得這并非是解決了一個(gè)問題。幾乎所有的天文學(xué)家和物理學(xué)家都完全相信引力波是存在的，只是此前我們不能直接探測到它們。
事實(shí)上本來可能有一個(gè)大得多的問題，那就是如果我們能夠確認(rèn)兩個(gè)黑洞的合并沒有發(fā)出引力波，因?yàn)檫@可以表明愛因斯坦的理論存在嚴(yán)重的問題——那會(huì)是令人震驚的，要知道廣義相對論在不是那么極端的物理?xiàng)l件下取得了巨大的成功。
當(dāng)然，類似的評論可以應(yīng)用在黑洞本身的存在性上。人們從電磁數(shù)據(jù)中得到了關(guān)于黑洞存在的很多間接證據(jù)，但對它們的直接探測——通過它們發(fā)出的引力波——是一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)。不過同樣不是真正解決了一個(gè)天文學(xué)和物理學(xué)中的問題。
因此，我們不把這一發(fā)現(xiàn)當(dāng)作是解決了一個(gè)問題，而是認(rèn)為它創(chuàng)造了一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)。
茍利軍（中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員，恒星級黑洞研究創(chuàng)新小組負(fù)責(zé)人）：基礎(chǔ)科學(xué)的勝利，偉大理論的勝利
聽到這個(gè)消息的時(shí)候，有熱淚盈眶的感覺。一方面，科研工作者，尤其是基礎(chǔ)學(xué)科的科研工作者，可能都是花費(fèi)幾十年時(shí)間來做這一件事。即使大家都相信引力波存在，但因?yàn)樗⑿?，很可能也是探測不到的。在2000年左右，LIGO的創(chuàng)建人基普·索恩甚至認(rèn)輸了，承認(rèn)的確在第一階段的時(shí)候沒有探測到。直到升級后，終于探測到引力波。這么多人為這一個(gè)信念?yuàn)^斗幾十年，把這么困難的探測做到了。
另一方面，愛因斯坦在一百年前就預(yù)言到了引力波的存在，而它的廣義相對論包含了宇宙中如此之多的現(xiàn)象，一個(gè)非常簡單的方程居然包含如此豐富的信息。這次探測到引力波更驗(yàn)證了這個(gè)理論的震撼與偉大。
四、探測引力波為什么這么難？
陳雁北：所產(chǎn)生的變化太微弱了
在人類能夠感知的尺度下，引力是一個(gè)很弱的相互作用。只有靠天文中大質(zhì)量的星體的運(yùn)動(dòng)，才能產(chǎn)生相對比較強(qiáng)一些的引力波。但是就算是這樣，引力波對地面上的物質(zhì)產(chǎn)生的影響也是微乎其微的。這次探測到的引力波，振幅為10-21，這就說明，在LIGO中距離4公里的鏡子，其相對距離只是變化了10-18米左右，是原子核尺度的一千分之一。這么微弱的距離變化，是人類在之前根本沒法達(dá)到的，是精密測量科學(xué)的最前沿。
五、既然探測引力波這么難，我們都有哪些手段探測引力波呢？

蘇萌，麻省理工學(xué)院物理系Pappalardo研究員，研究興趣高能天體物理學(xué)與宇宙學(xué)，主要集中在宇宙微波背景輻射、暗物質(zhì)探測與宇宙射線物理學(xué)

蘇萌：四種探測引力波的手段
目前為止，探測引力波的主要手段有四種，分別針對不同天體物理與宇宙學(xué)起源的引力波信號。
1.原初引力波信號。
原初引力波信號是頻率最低的引力波類型。針對當(dāng)今的宇宙起源模型認(rèn)為，宇宙大爆炸時(shí)會(huì)發(fā)生宇宙時(shí)空劇烈的暴脹過程(inflation)，由于時(shí)空的劇烈擾動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)引力波的背景信號，就是所謂原初引力波信號。這種引力波的波長跟整個(gè)宇宙的尺度差不多大，所以只能通過對宇宙大爆炸后遺留的光子場的信號（所謂宇宙微波背景輻射）來尋找原初引力波的信號。前不久頗具影響的Bicep2實(shí)驗(yàn)正是通過這種方式探測到了原初引力波的跡象，本可以是實(shí)現(xiàn)首次引力波直接探測的實(shí)驗(yàn)，可惜后來更多數(shù)據(jù)和儀器的結(jié)果顯示，雖然測量結(jié)果沒有問題，可是探測到的卻是我們銀河系自身的信號，并不是來自于宇宙早期。
2.大質(zhì)量黑洞并合時(shí)發(fā)出的引力波
這類引力波對應(yīng)的頻率在百萬分之一到億分之一赫茲。
這種事件往往發(fā)生在星系與星系相撞的后期。人們想出一個(gè)絕妙的方法去試圖觀測這種天體物理過程發(fā)出的引力波：利用校準(zhǔn)后的毫秒脈沖星！毫秒脈沖星是自轉(zhuǎn)極快的帶強(qiáng)烈磁場的中子星，顧名思義，這種脈沖可以作為一個(gè)時(shí)鐘——可以達(dá)到原子鐘級別的精確的時(shí)鐘，若干這樣精確校準(zhǔn)的毫秒脈沖星作為校準(zhǔn)光源，利用地面上的大型地面射電望遠(yuǎn)鏡作為探測器來觀測大質(zhì)量黑洞并合時(shí)發(fā)出的引力波。
3. 十萬分之一到一赫茲的引力波
當(dāng)頻率提升到十萬分之一到一赫茲，對應(yīng)的信號來源更為豐富，比如質(zhì)量更小一些的大質(zhì)量黑洞冰河過程的后期，銀河系內(nèi)的白矮雙星，甚至是在宇宙早期所謂“電弱”相變過程可能產(chǎn)生的宇宙學(xué)尺度引力波。
探測的手段也是蠻拼的：空間衛(wèi)星陣列！著名的LISA(光學(xué)干涉空間陣列）作為歐洲空間局批準(zhǔn)的大型空間實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星項(xiàng)目，將為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)再努力二十年左右。首顆技術(shù)驗(yàn)證星去年年底剛剛上天，目前為止運(yùn)行良好。我國中山大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的雄心勃勃的天琴計(jì)劃是我國正在規(guī)劃的空間探測引力波實(shí)驗(yàn)。
4.高頻段的引力波
引力波的高頻段是幾十到幾千赫茲，這就是這次LIGO－Virgo合作組宣布的首次引力波直接探測的頻段，主要的信號源是中子星、恒星級黑洞等致密天體組成的雙星系統(tǒng)。探測手段就是地面數(shù)公里的激光干涉裝置。
四種手段探測的引力波信號源不同，科學(xué)目標(biāo)也不同。
六、除了LIGO，還有哪些探測引力波的機(jī)構(gòu)？
茍利軍：看圖說話。

全球引力波天文臺(tái)分布（來源于LIGO網(wǎng)站）

七、為什么是LIGO探測到了？
布魯斯·艾倫：感謝大自然
據(jù)我所知，除了LIGO,目前還沒有其它的機(jī)構(gòu)探測到引力波。至于為什么是我們，（實(shí)驗(yàn)裝置）設(shè)計(jì)精巧、工作人員賣力、運(yùn)氣好（感謝大自然，引力波源的時(shí)間地點(diǎn)都無比合適）。
馬丁·亨得利：感謝有史以來最敏感的科學(xué)儀器
為達(dá)到令人震驚的靈敏度要求，在過去的幾年里，LIGO探測器設(shè)計(jì)的幾乎每一個(gè)方面都被升級過。我們在格拉斯哥大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的英國研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合會(huì)發(fā)揮了關(guān)鍵作用，特別是在LIGO探測器核心區(qū)域發(fā)展、構(gòu)造和安裝靈敏的反射鏡懸架，這對此次探測非常重要。該技術(shù)是以我們在早期英國/德國GEO600探測器上的工作為基礎(chǔ)的。這使得LIGO升級為Advanced LIGO，可以說是有史以來最敏感的科學(xué)儀器，因此我們得以第一次直接看到黑暗的宇宙。
八、這一成果將對這個(gè)時(shí)代的科學(xué)研究產(chǎn)生哪些影響？
布魯斯·艾倫: 開辟全新的天文學(xué)研究領(lǐng)域
它將為天文學(xué)研究開辟一個(gè)全新的領(lǐng)域，為研究黑洞和中子星等致密天體提供新的方法。
馬丁·亨得利：引力波天文學(xué)領(lǐng)域的未來十分光明
總的來說，我相信我們的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)驚人的科學(xué)成就：它提供了黑洞存在的第一個(gè)直接證據(jù)，即它們可以以成對的形式存在，而這些對可以碰撞和合并，并在這一過程中以引力波的形式釋放大量能量，這與廣義相對論的預(yù)測驚人地一致。
但是，我們的發(fā)現(xiàn)并不僅僅是檢驗(yàn)愛因斯坦是否正確。探測引力波將有助于我們探測宇宙中情況最為極端的角落——黑洞的視界、超新星的最深處、中子星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)——那些常規(guī)望遠(yuǎn)鏡完全無法接近的區(qū)域。
我們將在下一個(gè)十年見證Advanced LIGO探測器的進(jìn)一步改進(jìn)，以及全球探測器網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，包括意大利的Advanced Virgo，日本的神岡引力波探測器（KAGRA），以及可能在印度的第三個(gè)LIGO探測器。這種增強(qiáng)的全球網(wǎng)絡(luò)將顯著提高我們的確定引力波源位置以及更準(zhǔn)確地估計(jì)它們物理性質(zhì)的能力。引力波天文學(xué)這一嶄新的領(lǐng)域有著非常光明的未來！
茍利軍：目前對黑洞研究的影響不大，但未來可期
這次探測到的引力波來自雙黑洞的合并，理所當(dāng)然的吸引了我的注意。但限于目前的探測能力，估計(jì)還很難給黑洞研究帶來非常大的變化，
但是如果等到第三代，以及空間探測器的發(fā)射之后，對于黑洞的研究，會(huì)給我們提供一種完全嶄新的方式去研究黑洞。
首先：探測方式會(huì)對現(xiàn)有的方式做出一個(gè)補(bǔ)充。我們理論上知道就我們銀河系中有至少上千萬個(gè)恒星級的黑洞，自從人類在60年代發(fā)現(xiàn)第一個(gè)黑洞天鵝座黑洞X-1以來，到現(xiàn)在也僅僅確認(rèn)了20多個(gè)黑洞，所以發(fā)現(xiàn)黑洞的速度是非常緩慢的。最主要的原因是黑洞沒有輻射，難以觀測。但是如果有雙黑洞的引力波的卻給我們提供了另外一種全新的方式，很有可能會(huì)通過這種方式讓我們發(fā)現(xiàn)很多。在目前看來，也僅僅是個(gè)補(bǔ)充，不能完全替代，因?yàn)樗麄兲綔y的是不一樣的黑洞類型。
另外，研究方式上也不一樣。我們或許知道，對于一個(gè)黑洞性質(zhì)的描述，我們通常有所謂的無毛定理，也就是只需要質(zhì)量和角動(dòng)量就可以完整描述黑洞。在目前來看，我們現(xiàn)在都是通過電磁方式研究黑洞，涉及到不同的波段，耗費(fèi)的時(shí)間多時(shí)間，而所觀測的電磁信號來自于距離黑洞比較遠(yuǎn)的地方，而且可能電磁信號很容易受到吸收干擾，所以往往得到的信息是不一定完整。但是引力波的波形卻直接可以給出我們黑洞周圍時(shí)空最直接最直接的信息，也是最準(zhǔn)確的。
當(dāng)然隨著引力波觀測數(shù)據(jù)的積累，我們對于一些黑洞相關(guān)的其他領(lǐng)域也會(huì)產(chǎn)生非常大的影響，比如恒星演化，甚至星系演化和宇宙演化 等等。
九、中國在引力波研究方面有自己的計(jì)劃嗎？
胡文瑞（中國科學(xué)院院士，流體力學(xué)專家）：空間太極計(jì)劃
2008年由中國科學(xué)院發(fā)起，中科院多個(gè)研究所及院外高?？蒲袉挝还餐瑓⑴c，成立了中國科學(xué)院空間引力波探測論證組，開始規(guī)劃我國空間引力波探測在未來數(shù)十年內(nèi)的發(fā)展路線圖。
經(jīng)過幾年的努力，目前已形成了一支以中國科學(xué)院科研人員為主的空間太極（Taiji）計(jì)劃工作組。
太極計(jì)劃是一個(gè)國際合作的空間引力波探測計(jì)劃，它有兩個(gè)方案。方案I是參加歐洲空間局的eLISA雙邊合作計(jì)劃，今年秋天將召開第三次雙方科學(xué)家會(huì)議，完成雙邊合作的可行性報(bào)告，然后各自向主管部門呈報(bào)，由雙方主管部門審批后執(zhí)行。國際上很希望能有二組空間引力波探測系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行空間探測，彼此驗(yàn)證，方案II就是發(fā)射一組中國的引力波探測衛(wèi)星組，與2035年左右發(fā)射的eLISA衛(wèi)星組同時(shí)邀游太空，進(jìn)行低頻引力波探測。方案II擬于2033年前后發(fā)射，實(shí)現(xiàn)我國大型先進(jìn)科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃的突破。屆時(shí)，中國衛(wèi)星組與eLISA衛(wèi)星組同時(shí)在空間獨(dú)立進(jìn)行引力波探測，互相補(bǔ)充和檢驗(yàn)測量結(jié)果，我國將成為國際上空間引力波研究最重要基地之一。以基礎(chǔ)科學(xué)研究為牽引，我國在空間科學(xué)研究、高端空間技術(shù)和科學(xué)衛(wèi)星的整體水平上將會(huì)有一個(gè)質(zhì)的飛躍。
（整理自胡文瑞院士2016年2月16日在新聞發(fā)布會(huì)的發(fā)言）
李淼：中國天琴空間引力波探測實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
天琴計(jì)劃的出發(fā)點(diǎn)是切實(shí)根據(jù)我國的技術(shù)能力實(shí)際和未來幾十年的發(fā)展前景，提出我國自主開展空間引力波探測的可行方案。
在目前討論的初步概念中，天琴將像LISA一樣，采用三顆全同的衛(wèi)星構(gòu)成一個(gè)等邊三角形陣列，每顆衛(wèi)星內(nèi)部都包含一個(gè)或兩個(gè)極其小心懸浮起來的檢驗(yàn)質(zhì)量。衛(wèi)星上將安裝推力可以精細(xì)調(diào)節(jié)的微牛級推進(jìn)器，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，使得檢驗(yàn)質(zhì)量始終保持與周圍的保護(hù)容器互不接觸的狀態(tài)。這樣檢驗(yàn)質(zhì)量將只在引力的作用下運(yùn)動(dòng)，而來自太陽風(fēng)或太陽光壓等細(xì)微的非引力擾動(dòng)將被衛(wèi)星外殼屏蔽掉。高精度的激光干涉測距技術(shù)將被用來記錄由引力波引起的、不同衛(wèi)星上檢驗(yàn)質(zhì)量之間的細(xì)微距離變化，從而獲得有關(guān)引力波的信息。
與LISA或eLISA不同的是，天琴的衛(wèi)星將在以地球?yàn)橹行?、高度約10萬公里的軌道上運(yùn)行，針對確定的引力波源進(jìn)行探測。這樣的選擇能夠避免測到引力波信號卻無法確定引力波源的問題，而且有望幫助節(jié)約大量衛(wèi)星發(fā)射方面成本。天琴的實(shí)驗(yàn)技術(shù)方案會(huì)在未來的研究中進(jìn)一步優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)其科學(xué)價(jià)值最大化。
茍利軍：還有阿里計(jì)劃
對不同頻段的引力波，我國有不同的項(xiàng)目在計(jì)劃或進(jìn)行中。除了太極計(jì)劃、天琴計(jì)劃，中科院高能物理所還提出了一個(gè)阿里計(jì)劃，準(zhǔn)備在西藏阿里天文臺(tái)放置一個(gè)小型望遠(yuǎn)鏡，對北半球進(jìn)行宇宙背景輻射的監(jiān)測，從而間接地探測原初引力波。
雖然到目前為止，我國還沒有真正運(yùn)行中的引力波探測器，不過等到未來如果探測到引力波探測后，需要進(jìn)行波形擬合等涉及信息提取的工作，非常復(fù)雜，國內(nèi)已經(jīng)有一部分人在做這方面的工作了。像中科院數(shù)學(xué)所就有一些科研人員在做廣義相對論的數(shù)值化，而且得出了很好的結(jié)果。
十、進(jìn)入引力波時(shí)代，未來的研究方向是什么？
馬丁·亨得利：引力波是否真的是以光速傳播有待檢驗(yàn)
在我們數(shù)據(jù)所顯示的范圍內(nèi)可以找到被觀察到的事件，但我們不能更準(zhǔn)確地給出這一位置。然而在未來，隨著越來越多的引力波探測器被添加到我們的全球網(wǎng)絡(luò)，我們確定引力波源位置的能力將大大提高。
愛因斯坦的理論預(yù)測，引力波以光速傳播，但我們的數(shù)據(jù)還不能完全確認(rèn)是光速。然而，我們希望在未來探索這一問題，希望能檢驗(yàn)引力波是否真的是以光速傳播。
蘇萌：打開引力波研究宇宙的新篇章
LIGO探測到引力波，將打開引力波研究宇宙的新篇章。未來的科學(xué)發(fā)展方向大致有三方面：
1.利用發(fā)出引力波的天體物理源研究宇宙學(xué)；
2.通過引力波直接探測研究黑洞并合成長的過程；
3.研究宇宙早期的極端物理過程，幫助我們了解宇宙的起源、演化中的基礎(chǔ)物理學(xué)原理。
十一、最后，讓牛頓的忠實(shí)擁躉承認(rèn)人類探測到了引力波，一定要打一架嗎？
茍利軍：
這個(gè)問題……應(yīng)該不需要打一架吧。這應(yīng)該只是認(rèn)識(shí)引力的不同看法的問題，牛頓認(rèn)為只要有質(zhì)量就有引力，而愛因斯坦提出了另一個(gè)觀點(diǎn)，有質(zhì)量的物體引起了時(shí)空的彎曲，造成了引力，
在日常生活中，用牛頓的觀點(diǎn)去理解是沒有問題的，但在某些情況下，是無法用牛頓的觀點(diǎn)去解釋的，比如水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)，就是無法用牛頓的觀點(diǎn)來解釋的。
（編者按：牛頓認(rèn)為，月球之所以會(huì)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，是它們之間存在萬有引力的緣故。這引力像繩子或彈簧一樣一頭拴著月亮，一頭系著地球。一個(gè)形象的比喻就是投擲鏈球：地球是鏈球運(yùn)動(dòng)員而月亮是鏈球，地球在自己旋轉(zhuǎn)的同時(shí)用鐵鏈（萬有引力）拉住月球，帶它一塊轉(zhuǎn)。當(dāng)然，萬有引力是無形的，看不見摸不著，卻如一條條鐵鏈拴住世間萬物。
而愛因斯坦認(rèn)為，每個(gè)有質(zhì)量的物體周圍都會(huì)出現(xiàn)時(shí)空的“彎曲”。這種彎曲就像在一層橡膠膜上放一顆鐵球產(chǎn)生的凹陷一樣。這時(shí)放在膜上的物體就要順勢滑向鐵球。在現(xiàn)實(shí)中，太陽的質(zhì)量也在其周圍產(chǎn)生空間彎曲，行星在“彎曲”的空間里運(yùn)動(dòng)，看起來好像是繞著太陽轉(zhuǎn)圈一樣。想象一下在漏斗側(cè)壁上滾動(dòng)的小球，只要它的速度合適，就不會(huì)落入漏斗中。同樣，包括地球在內(nèi)的行星都以恰到好處的速度繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)，因此不會(huì)被太陽這個(gè)“引力漏斗”吸入。）
感謝德國馬普引力物理所、清華大學(xué)博士后胡一鳴為采訪提供的幫助