7月10日 谢谢大家的支持，特来更新&br&1.薯条软了就不好吃了，是因为“失水”。&br&&br&薯条里的淀粉就像细小的晶体，高温油炸的时候里面吸饱了水分，变得蓬蓬的，这就是新鲜出炉的薯条很脆的原因。但是当薯条冷却后，水分从这些淀粉“晶体”中流失，聚集在了薯条表面，于是薯条就变的潮乎乎、软绵绵的了。所有包着面粉油炸的食物在冷却后都会经历相似的过程。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-1bfe3e26d5d0f8efe3fe_b.jpg& data-rawwidth=&300& data-rawheight=&296& class=&content_image& width=&300&&&/figure&&br&&br&2.镜子是什么颜色？淡淡的绿色的。&br&&br&镜子并不是100%射入射光，实际上会吸收一部分。波长范围在510纳米左右的光最容易被镜子反射，因此镜子实际上是淡绿色的。要证明很简单，把两面镜子面对面平行放置，你就会看见镜子中无限循环的图像，特别是最深处的，实际上带着绿色。&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-78b2ead912a4c4cdf787a8f_b.jpg& data-rawwidth=&432& data-rawheight=&620& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&432& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-78b2ead912a4c4cdf787a8f_r.jpg&&&/figure&&br&3.为什么狗老是舔鼻子？&br&&br&因为狗鼻子上有很多黏膜，这些黏膜是用来捕捉气味分子的，狗不停的舔鼻子就能湿润黏膜，让气味分子更容易捕捉。狗鼻子上的嗅觉受体有3亿个是人类的50~60倍。狗狗喜欢抱着你的臭鞋子、臭袜子也是因为上面沾满了你的味道，这是——它爱你的表示。&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-c59a8b032c0283e44aaf88fb_b.jpg& data-rawwidth=&620& data-rawheight=&414& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&620& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-c59a8b032c0283e44aaf88fb_r.jpg&&&/figure&&br&——以下原文&br&&br&1.100条谷歌搜索所耗费的能量，能够让一个60瓦的灯泡亮28分钟。&br&&br&这是谷歌在2011年的计算。那年，平均回答一条搜索请求，谷歌需要花费0.0003千瓦时的能量，差不多等于排放0.2克二氧化碳。作为对照，人平均每一次吐气大概排放0.04克二氧化碳，每天大概排放出1千克二氧化碳。&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/b722dcc0086abfc2afde5d_b.jpg& data-rawwidth=&654& data-rawheight=&328& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&654& data-original=&https://pic2.zhimg.com/b722dcc0086abfc2afde5d_r.jpg&&&/figure&&br&图片来源：futura-sciences&br&&br&2.世界上所有的河流的水，能够被填充到一个地球上的一个地方而不会溢出来，猜猜哪里？美国科罗拉多大峡谷。&br&&br&而且，世界上所有河流只会填满大峡谷的一半。科罗拉多大峡谷是科罗拉多河冲蚀而成的，平均长446千米，深1200米，宽度最长达29千米。和长城不一样，在太空中可以看见科罗拉多大峡谷。&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/96dd6ffb281995adf472c81b_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&332& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic4.zhimg.com/96dd6ffb281995adf472c81b_r.jpg&&&/figure&&br&图片来源：Karen L. Nyberg&br&&br&3.天王星有27个卫星，其中25个是用莎士比亚剧中角色命名的。&br&&br&天王星最初的4个卫星的命名者是天文学家、数学家约翰·赫歇尔。他并没有用希腊神明的名字来命名这两个卫星，而是用莎翁的《仲夏夜之梦》和《暴风雨》，以及亚历山大·蒲柏的《夺发记》的角色来命名。后来发现的卫星也沿用了莎翁剧中的人物。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/c3dc3665555bdc4e8bf6cc50f511c2de_b.jpg& data-rawwidth=&400& data-rawheight=&340& class=&content_image& width=&400&&&/figure&用莎翁角色命名的其中五个天王星卫星
图片来源：tumblr&br&&br&4.世界上最响的声音曾经环绕地球4次。&br&&br&世界上最响的声音可能是1883年印尼的喀拉喀托火山喷发，全世界50个地方的人都听到了这个声音。这次火山喷发还引发了30米高的海啸，并把整个岛填平。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/24ecf964cfc4fc0aa878fe447acfee12_b.jpg& data-rawwidth=&733& data-rawheight=&733& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&733& data-original=&https://pic3.zhimg.com/24ecf964cfc4fc0aa878fe447acfee12_r.jpg&&&/figure&&br&1883年喀拉喀托火山喷发的绘画
&br&图片来源：wikipedia&br&&br&5.包括人民币在内的许多纸币是无法用复印机复印的。&br&&br&因为它们运用了“圆圈星座防伪技术”（也称欧姆龙环），让复印机可以识别纸币并拒绝执行复印任务。这项技术出现在1996年，包括美元、欧元、日元在内的许多货币都使用了这项技术。&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/1ecbbad44d_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&400& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&https://pic2.zhimg.com/1ecbbad44d_r.jpg&&&/figure&&br&一些国家的货币上的欧姆龙环，有点像猎户座
&br&图片来源：mrreid&br&&br&&br&6.烟花的颜色分别来自什么金属？&br&&br&碳酸锶（红色）、氯化钙（橙色），硝酸钠（黄色），氯化钡（绿色）和氯化铜（蓝色）。&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/be490a3ce419_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&387& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic2.zhimg.com/be490a3ce419_r.jpg&&&/figure&&br&从左到右：锶、钡、锂、钠、铜、钙 图片来源：sciencenotes&br&&br&7.大约11亿年以后，太阳将比现在亮10%，35亿年以后亮40%，那时候海洋蒸发，冰山融化，地球上所有的液态水都会变成水蒸气。&br&&br&太阳的氢和氦估计还能“烧”45到55亿年左右。54亿年以后，太阳会吞噬水星、金星，甚至地球。&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/e26c941efcb9cba6817cc95_b.jpg& data-rawwidth=&495& data-rawheight=&495& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&495& data-original=&https://pic2.zhimg.com/e26c941efcb9cba6817cc95_r.jpg&&&/figure&&br&图片来源：nytimes&br&&br&8.彩虹是圆弧形的。&br&如果你在飞机上看的话，彩虹是圆形的。原理嘛，彩虹是雨滴折射阳光形成的，以你为圆心，以42度角（水的折射率）折射阳光的雨滴，构成了一个圆。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/14dea25dd7ac2d20e2edde1af5a6a666_b.jpg& data-rawwidth=&590& data-rawheight=&393& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&590& data-original=&https://pic3.zhimg.com/14dea25dd7ac2d20e2edde1af5a6a666_r.jpg&&&/figure&&br&某个网友在飞机上拍到的圆形彩虹 &br&图片来源：reddit&br&&br&9.所有金属中只有金和铜是金黄色的，其他都是银白色的。&br&除了金和铜以外，所有金属都能平均地反射阳光，因此是银色或白色的。但是金和铜能吸收蓝光和紫光，所以看上去是金黄色的。&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/cd3dae062cb6d2af86f0f5_b.jpg& data-rawwidth=&575& data-rawheight=&383& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&575& data-original=&https://pic2.zhimg.com/cd3dae062cb6d2af86f0f5_r.jpg&&&/figure&&br&图片来源：luckysci&br&&br&10.西方人和非洲人的耳屎是潮软的而且臭臭的，东方人的是干的。&br&&br&东亚人以及美洲原住民的耳屎是干的，呈片状。而高加索人种（白人）以及非洲人的耳屎是深色的，潮软的，味道更大。科学家发现，控制胳肢窝味道的基因和控制耳屎形态的是同一个。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/2da6fbfbd6a2_b.jpg& data-rawwidth=&620& data-rawheight=&413& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&620& data-original=&https://pic3.zhimg.com/2da6fbfbd6a2_r.jpg&&&/figure&&br&图片来源：tumblr&br&&br&11.树也睡觉，晚上它们的枝条会微微下垂。&br&&br&最近科学家用激光研究了芬兰和奥地利的桦树的昼夜差异，他们发现5米高的树的枝条在晚上会下垂10厘米。造成这种现象的可能原因是枝条内部的压力减少。这个过程叫做压。&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/7f989bdb4b44600e7bdb9ff_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&470& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&https://pic4.zhimg.com/7f989bdb4b44600e7bdb9ff_r.jpg&&&/figure&&br& （原图是动图 显示不出来） 图片来源：Finnish Geospatial Research Institute in National Land Survey of Findland&br&&br&12.闪电可以制造臭氧，所以雨后的天气闻起来有些不一样。&br&&br&臭氧是有特殊的臭味的蓝色气体，它具有净化空气的作用，但对动物的肺部有害。不过，臭氧层能吸收对人体有害的短波紫外线，保护地球上的生物。闪电时会产生几十万伏的高压电，此时空气被电离产生臭氧。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/c8e363ea7fa37d74e73d22_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&360& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic3.zhimg.com/c8e363ea7fa37d74e73d22_r.jpg&&&/figure&&br&图片来源：cowbang&br&&br&13.许多童话故事都有6000岁了。格林童话的《美女与野兽》差不多就有4000岁，《杰克与魔豆》有5000岁。&br&&br&这些童话的年纪比英语和法语还老。科学家认为，许多童话来源于青铜器时代的印欧文明。我们的神话传说，有些也是“舶来品”。比如美猴王孙悟空的原型可能是印度古叙事诗《罗摩衍那》中的哈努曼。&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/8e538af2092dfbcbd431abc_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&332& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic1.zhimg.com/8e538af2092dfbcbd431abc_r.jpg&&&/figure&&br&《罗摩衍那》的故事传到了许多亚洲国家，成了这些国家的文化基因，比如尼泊尔、斯里兰卡、印尼、柬埔寨、泰国、马来西亚 图片来源：flickriver&br&&br&14.铅笔里不含铅，而是石墨和黏土在高温下烘烤的混合物。&br&&br&那么铅笔的名字是怎么来的呢？16世纪的时候化学还在起步阶段，发现石墨矿的英国人以为他们发现了铅。所以铅笔的名字就这样延续下来了。&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/cfa953d0ffbce85fcd9c37_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&853& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic4.zhimg.com/cfa953d0ffbce85fcd9c37_r.jpg&&&/figure&&br& 图片来源：quotesgram&br&&br&15.有一种青蛙可以像X战警中的金刚狼一样弄断骨头伸出“钢爪”。&br&&br&遇到危险时，壮发蛙会折断骨头，让锋利的爪子刺透趾垫，变成钢爪一般的武器。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/2bcabc5214265acd184b16_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&450& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&https://pic3.zhimg.com/2bcabc5214265acd184b16_r.jpg&&&/figure&&br&左下的图是壮发蛙断骨成爪的样子 图片来源：wild-facts&br&&br&16.第一位进入太空的美国宇航员尿在了宇航服里。&br&&br&艾伦·谢泼德是被逼的。这是美国航空航天局的失误，因为他们本来预计宇航员可以憋5个小时，但是由于发射延迟，谢泼德被束缚着坐在船舱里8个小时，最后不得不...&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/0edb56ab250_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&431& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic1.zhimg.com/0edb56ab250_r.jpg&&&/figure&&br&就是他 图片来源：NASA&br&&br&17.离地心最远的地方居然不是喜马拉雅。&br&&br&而是位于赤道的钦博拉索火山。它的高度距离海平面6 273.47米，而距离地心21千米。那么为什么高达8 848米的喜马拉雅离地心更近呢？因为地球不是完美的球状。&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/e9bf5c84fb5f54ee0ac0c_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&373& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&https://pic1.zhimg.com/e9bf5c84fb5f54ee0ac0c_r.jpg&&&/figure&&br&图片来源：Pinterest&br&&br&18.金星的一天比一年还长。&br&&br&金星的自转方向和太阳系其他行星相反，而且自转的速度非常慢，金星的一天等于243个地球日。因为金星离太阳很近，所以它的公转速度相对较快，它的一年等于225个地球日。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/6de49ca66b6_b.jpg& data-rawwidth=&450& data-rawheight=&320& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&450& data-original=&https://pic3.zhimg.com/6de49ca66b6_r.jpg&&&/figure&&br&图片来源：NASA&br&&br&19.冥王星的表面积比俄罗斯还小一些。俄罗斯的表面积约1.71千万平方公里，冥王星的表面积约1.67千万平方公里。&br&冥王星被降级为矮行星并不是因为它很小，而是因为它没有清除轨道里的其他小星体。&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/bcc486fb2d3fa5ca2a067_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&360& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic4.zhimg.com/bcc486fb2d3fa5ca2a067_r.jpg&&&/figure&&br&被排挤的冥王星 图片来源 blogspot&br&&br&20. 插在月球表面的美国星条旗因为太阳辐射已经变成白色了。&br&虽然阿波罗任务时插在月球上的美国国旗还昂然挺立，但是已经变成了一面正宗的“白旗”。哦对了，这面国旗买来的时候花了美国航空航天局5.5美金。&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/01e47c46ada6ca984e8f19ee_b.jpg& data-rawwidth=&636& data-rawheight=&358& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&636& data-original=&https://pic1.zhimg.com/01e47c46ada6ca984e8f19ee_r.jpg&&&/figure&&br&图片来源 gizmodo&br&&br&21.月亮以每年3.78厘米的速度远离地球。&br&差不多和我们指甲生长的速度一样。为什么它要离开我们呢？因为受到地球潮汐的影响。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/e4d04d83bfebc2bc4dbbc5bdd3252c7e_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&360& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic3.zhimg.com/e4d04d83bfebc2bc4dbbc5bdd3252c7e_r.jpg&&&/figure&&br&图片来源 tumblr&br&&br&22.人马座B2（Sgr B2）里含有大量的酒精（乙醇）、甲醇和乙烯醇，有多少呢，大概是10^28升，制成啤酒的话，够地球上的人喝上几十万亿年（如果每人每天喝1升的话）。&br&人马座B2位于银河系中心，是由气体和尘埃组成的巨分子云，质量大概是太阳的300万倍。这些乙醇、甲醇和乙烯醇可能与生命的起源有关。&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/594cd747bdd29fd721d5d93cdc31b663_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&480& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic4.zhimg.com/594cd747bdd29fd721d5d93cdc31b663_r.jpg&&&/figure&&br&人马座B2 图片来源 imgur&br&&br&23.珠穆朗玛峰上有3GWIFI。&br&所以你可以在世界最高峰上给大家发微信啦。提供这项服务的瑞典公司叫做Ncell。他们提供的3G网络覆盖最高的珠峰大本营。&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/8b292bc3d30aac425259dd_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&394& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&https://pic2.zhimg.com/8b292bc3d30aac425259dd_r.jpg&&&/figure&&br&图片来源 slashgear&br&&br&本文摘转自&br&公众号：把科学带回家&br&ID：bringsciencehome
7月10日 谢谢大家的支持，特来更新 1.薯条软了就不好吃了，是因为“失水”。 薯条里的淀粉就像细小的晶体，高温油炸的时候里面吸饱了水分，变得蓬蓬的，这就是新鲜出炉的薯条很脆的原因。但是当薯条冷却后，水分从这些淀粉“晶体”中流失，聚集在了薯条表面…
假说预警~~&br&&br&&b&具象的想象做不到，因为我们想象不出没有见过的世界。&/b&&br&比如我说，我有一只狗是绿色的。你说你没有见过，但是可以想象出来啊~&br&其实呢，狗你见过，绿色你也见过。你可以组合罢了。&br&但如果我说我有一只狗是你从没见过的“红橙黄绿青蓝紫黑白灰”之外的一个全新的颜色，你就傻眼了。因为你想象不出那个全新的颜色。&br&区别就在这里。&br&&br&&b&不过不要气馁，具象的想象无法进行，抽象的想象却是可以的。&/b&&br&我们可以用我们见过的东西，去构建一个类似的模型。&br&慢慢说，长文预警！！&br&&br&让我们先从0维开始。什么是0维呢？可以理解为没有空间。&br&&br&&figure&&img data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& src=&https://pic3.zhimg.com/977faa02aed96fa6faa0a_b.jpeg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic3.zhimg.com/977faa02aed96fa6faa0a_r.jpeg&&&/figure&就像是一个点，一个想象出来的点。&b&因为没有空间，所以它没有体积，没有大小。它即存在又虚无，空即是色，色即是空。本来无一物，何处惹尘埃。&/b&&br&那现在我们想象在它的右边出现了一个空间，这个点突然可以往右移动了。那么恭喜你，一维空间出现了。&br&&br&&b&一个点，从A移动到B，无论多长的距离，只要它动了。OK，这就是空间。&/b&&br&所以一维空间是一条线。而一个无限大的一维空间，就是一条无穷无尽，不知从哪里开始，也不知到哪里结束的直线。&br&&br&&figure&&img data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& src=&https://pic4.zhimg.com/a04fd84f4ba6fea064d67_b.jpeg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic4.zhimg.com/a04fd84f4ba6fea064d67_r.jpeg&&&/figure&&br&我们可以快速地进阶。现在想象一下有一个生物，它的概念里面只有长度，没有宽度。因为它生活在一维空间中，永远只能在一条直线上移动，左手右手一个慢动作……&br&&br&&br&比如一个一维空间的直线AB，假设A点是北京，B点是上海好了。&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/7a00d9f81264cfaae22e8e07dca2013f_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic4.zhimg.com/7a00d9f81264cfaae22e8e07dca2013f_r.jpg&&&/figure&&br&&br&&br&有一天这个空间在更高维度的空间，也就是二维空间上，发生了扭曲。变成了一个二维的图形，然后A点和B点重合了。&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/e782af4b8af94ca79a2f_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic4.zhimg.com/e782af4b8af94ca79a2f_r.jpg&&&/figure&&br&&br&但是生活在直线上的一维生物并没有认知到二维。&br&那么在他们眼里世界发生了什么呢？有一个住在A点的人，他同时出现在了B点！A点B点都有他的存在，但是又只有一个他。于是所有人都为他献出膝盖，膜拜这个大神……&br&&br&现在我们再进化到中学时期那个让我们无比头痛的平面几何中来。两条直线就能构成一个二维空间。&br&&br&比如说直线X上的生物，X就是他们的世界。而对于直线Y上的生物来说，Y就是他们的世界。现在这两条直线在O点相会，于是就构成了一个二维的世界。&br&&br&&figure&&img data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& src=&https://pic2.zhimg.com/104e5efc1df319fb49775bae59f98c5d_b.jpeg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic2.zhimg.com/104e5efc1df319fb49775bae59f98c5d_r.jpeg&&&/figure&&br&然后这些生物开始在二维空间过上了幸福的生活。&br&&br&不过好景不长，一个三维空间的生物，突然沿着Z轴进入了这个平面。这哥们先在A点着陆，然后像一只鸟一样跳跃到了B点。这是一个在三维空间的运动。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/f8fdd0fbe2_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic3.zhimg.com/f8fdd0fbe2_r.jpg&&&/figure&&br&那么对于二维空间的人来说，这个家伙的运动意味着什么呢？&br&&b&他从A点莫名其妙的消失了！然后又突然出现在了B点！&/b&二维空间的低等生物绞尽脑汁也想象不出这只鸟是怎么运动的，他们只能把这个三维空间的生物叫做不明飞行物，也就是UFO。&br&&br&好了，从零维到我们熟悉的三维都很好理解。在我们开启第四维之前，首先得开一个脑洞，以便于更好的理解后面的维度。&br&&br&&b&接下来假说预警！！脑洞预警！！科幻预警！！玄学预警！！&/b&&br&&b&如果你是严肃的物理党，请当作假说。如果你是普通的好奇党，请当作脑洞。如果你是严谨的数学党，出门左转……&/b&&br&&br&让我们回到一维空间的直线X。现在假设这条直线从下往上运动，于是有了Y轴。&br&&figure&&img data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& src=&https://pic2.zhimg.com/be3b3b35_b.jpeg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic2.zhimg.com/be3b3b35_r.jpeg&&&/figure&我们需要把Y轴涂成难看的黄白渐变色。&br&&br&&br&现在，生活在直线X上的低等生物A先生，它的世界还是一维空间，所以它认知不到一个完整的Y轴。&br&&br&&br&&b&那条Y轴，在他的世界里永远都只是一个O点。&/b&&br&&br&那么当X轴从下往上沿Y轴运动的时候，在A先生的眼里，左边的O点不是白色就是米色或者黄色。&br&&br&所谓管中窥豹，所谓坐井观天。&br&&br&OK，第一个脑洞开完，再回到我们最熟悉的三维空间。这个空间你可以想象成你的卧室，或者是整个宇宙，what ever，这不重要。&br&&br&重要的是，我们现在要把你的卧室想象成一个点，排除掉暂时不虚要考虑的上下左右和前后。&br&&br&那么如果我们的这个三维空间正沿着某一个轴运动的话，我们看到的就会如同A先生所看到的Y轴那样，一个白色的三维空间，慢慢地变成了黄色。&br&&br&&br&&b&比如说你卧室里逐渐泛黄的墙壁，或者是窗外昼夜交替的天空。&/b&&br&&br&&br&也许这是一种比较好理解的方式。我们生活的三维空间，其实是在沿着一条线，从原点开始朝着固定的方向在运动。&b&我们可以把这条维度理解为时间t。&/b&&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/f85e7fcba3d8bc5f59dc5de_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic3.zhimg.com/f85e7fcba3d8bc5f59dc5de_r.jpg&&&/figure&&br&&br&&br&&br&&b&物理学里面，可以把时间t轴作为一条维度去和其他的XYZ轴一起运算，并且在运算的过程中还可以和另外三条维度相转化。&/b&那这不是另一条维度是什么呢？&br&&br&&b&以至于很多抽象的宇宙模型都把时间作为一个维度去分析，不过它又不能等价于欧氏几何的维度。它很特殊……&/b&&br&&br&简单一点说吧，我们的三维世界可以理解为一个漂浮在河水上面的落叶，大河向东流，天上的星星参北斗……而这条河的名字叫做时间。&br&&br&不过它和其他的体积维度不同。我们没有能力逆流而上，而是只能沿着t轴的一个方向，从过去向未来运动着。&br&&br&&br&反观我们这些三维生物，对于这样一个高维度的认知，就如同刻舟求剑。&br&&br&比如著名的双缝实验：&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/a997abce4a56da4eeb09cc_b.jpg& data-rawwidth=&192& data-rawheight=&199& class=&content_image& width=&192&&&/figure&我们朝一个双缝发射一枚光子或者电子。按照传统的粒子观点，它要不走左边，要不走右边。&br&&br&&br&虽然我们用各种不同的实验，都无法观测到最终那个确定的结果。不过所有的实验观测都还是间接地指向了那个假想，&b&这枚粒子同时穿过了两条缝&/b&。&br&&br&它没有把自己一分为二，而是在那一时刻，它即在A缝，又在B缝。并且依然是一个完整的个体！&br&什么意思呢？科学家也不知道。&br&&br&但是我们可以从空间的角度开一个脑洞。&br&&br&假设一个情景好了。现在有一个一维的点，它在二维的直线上面相对于我们以光速飞行，从A点到B点。&br&&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/0cd41c8830130aae28d59b30a57a5145_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&600& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&https://pic2.zhimg.com/0cd41c8830130aae28d59b30a57a5145_r.jpg&&&/figure&尽管理论上光速飞行做不到，但是我们可以畅想一下。&br&那么按照相对论，这家伙的时间相对于我们就静止了。也就是说，如果这家伙12:00从A点出发，同样是12:00就到达了B点。&br&&br&&b&同一个时刻，它处在A点到B点的每一个点上。&/b&&br&&br&相对于我们在t轴上一分一秒地运动的生物来说，他在t轴上静止了。&br&结果就是一个零维的点，现在变成了一条一维的线。它升维了……&br&by the way……我没有说双缝实验的电子就是在以光速运动……这里只是提供一种如果。&br&&br&再换一个脑洞好了。&br&&br&我们现在需要把我们生活的三维空间想象成一条线。上下前后忽略掉暂时不需要考虑。&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/7a00d9f81264cfaae22e8e07dca2013f_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic4.zhimg.com/7a00d9f81264cfaae22e8e07dca2013f_r.jpg&&&/figure&现在，比方说A是左边的缝，B是右边的缝好了。&br&如果我们熟悉的三维空间，在更高维度中扭曲了，会发生什么呢？&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/e782af4b8af94ca79a2f_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic4.zhimg.com/e782af4b8af94ca79a2f_r.jpg&&&/figure&是的，那个即在A点存在又在B点存在的神一般的哥们又出现了。&br&那这个空间通过扭曲进入的那个新的维度，可能是时间。&br&但是……但是了啊！！&br&&b&这个扭曲的高维度，也可能是另外的维度哦～&/b&&br&&br&于是我们的思想就进入t轴之外的，某一条维度。&br&&br&还是要把我们的三维空间想象成卑微的一个点。我们沿着时间轴t，从A点出发。&br&假设A点是午夜十二点好了，然后我们一起等待凌晨一点钟的来临。这是四维空间。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/f85e7fcba3d8bc5f59dc5de_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic3.zhimg.com/f85e7fcba3d8bc5f59dc5de_r.jpg&&&/figure&&br&&b&&br&那么有没有可能存在两个时间轴，比如t1和t2呢？&/b&&br&我们或者按部就班地沿t1轴走到B1点，也可能不走寻常路，沿着另外一条时间轴t2，走到B2点。&br&那么我们就可以在一个小时后之后到达B1，也可能在同样一个小时后到达B2。&br&&br&B1和B2都是凌晨一点，却是两个不同的世界。&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/40af26a7b047de17fa2440_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic1.zhimg.com/40af26a7b047de17fa2440_r.jpg&&&/figure&这是不是就是传说中的五维空间呢？&br&&br&而第五条维度，专业一点的人叫它“速率指向”。拓展到宏观上面，通俗一点的话……我们给它起个名字吧，反正至今仍然没有确切的结果。&br&&br&我们姑且叫它……“可能性”？&br&may be&br&&br&简单地说，宏观地说。现在不是粒子，是你。你曾经有两个选择，一个是成为工程师，另一个是成为会计师。如果你选择走T1的话，你就是工程师。而如果你选择走T2，那么你就是一个会计师。&br&&br&于是乎，对于一个生活在五维空间的生物A的话。他就能同时看到那个工程师的你，以及会计师的你。&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/04b0ea4e1b126e744feabe526b802c89_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic2.zhimg.com/04b0ea4e1b126e744feabe526b802c89_r.jpg&&&/figure&&br&这个脑洞深入下去会变得更加诡异。我们还是把三维空间想象成一个点。那么四维空间就是一条直线。&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/beb6e0c1dd7_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic4.zhimg.com/beb6e0c1dd7_r.jpg&&&/figure&&br&&br&A点是你出生的时间，B点是你死亡的时间。&br&&br&现在我们把t1轴扭曲一下，A点和B点在更高维度也就是五维空间里面重合了。&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/a321dc72e4_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic1.zhimg.com/a321dc72e4_r.jpg&&&/figure&&br&&br&那么此时的你，就同时处在A点和B点。&br&你此时既处于A点的生存状态，又处于B点的死亡状态……&br&&br&&br&你看，大名鼎鼎的&b&薛定谔的猫&/b&来了。&br&&br&事情是这样的。量子物理学家们发现，某一个电子，在被某种射线照射的情况下，有一定概率被激发出来，也有一定概率不被激发出来。&br&&br&这和我们一般理解的概率不一样，&b&这枚电子的状态不是或，而是且！&/b&就像是一枚硬币，它既是正面朝上同时又是反面朝上！&b&这是一种没有因的结果。&/b&只不过我们观测不到而已。&br&&br&牛逼的来了。&br&&br&这枚电子，&b&它同时处于激发与不激发这样矛盾的，神一般的存在！&/b&&br&&br&反常识吧？著名物理学家&b&薛定谔&/b&也觉得这个理论太他妈扯淡了吧。甚至包括爱因斯坦也表示质疑。比如那句“上帝不会抛骰子”的话……&br&&br&然后呢，薛定谔给出了一个反例。或者说悖论。&br&他假设有这样一个仪器：如果这枚电子激发出来，那么这个仪器就发出毒气，毒死一只猫。反之如果这枚电子没有被激发，那么就不发出毒气，喵星人依然欢快地活着。&br&&br&那么，你们这些量子物理学家所说的电子处于即激发并且又不激发的情况。&b&是不是等于在说，这只猫现在处于即活着，同时又死了的状态呢？&/b&&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/b89e3aa5fd11caafb3ca2c60e2d7d0ff_b.jpg& data-rawwidth=&322& data-rawheight=&220& class=&content_image& width=&322&&&/figure&&br&&br&&br&你们确定不是猴子请来的逗逼吗？&br&&br&然而量子物理学家们也很无奈啊，他们认为通过实验结果，得到的推论就是这样啊！&br&&br&然后这个脑洞今天成为了量子力学的入门小故事……&br&&br&&b&其实双缝实验也好，薛定谔的猫也好。我们今天也不确定这些实验和高维度到底有多少联系，只不过他们的现象和我们关于高维空间的脑洞如此类似。。。&/b&&br&&br&&br&比如说。。。我们回到双缝实验中来，见证一个更加更加更加诡异的奇迹。&br&&br&激发一枚电子或者光子，前方有个双缝AB。我们通过一系列复杂的实验仪器来检测它到底走A还是走B。比如量子擦除实验。&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/9c1b9dab316a192e492b9e64ff9a6114_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic1.zhimg.com/9c1b9dab316a192e492b9e64ff9a6114_r.jpg&&&/figure&实验比较复杂，我也记不住……&br&总之，我们如果开启这个仪器，这枚电子就无耻的不让我们测量它的粒子性了！然后我们就无法知道它到底是走A还是走B！&br&&br&如果我们不开启这个复杂的实验系统，它就老老实实的保留它的波粒二象性。但如果我们开启了这个复杂的仪器，它就羞羞地压抑自己的天性，只表现波性或者只表现粒子性！&br&&b&这枚粒子就像是有思想一样，它在干扰我们的实验。&/b&&br&&br&&br&也就是说，在我们现有的水平上。如果我们没有测量它，推导结果就是它同时处于A和B的位置。&b&但如果我们去测量它到底是走A还是走B，它就改变实验结果！“塌缩”为确定的A或者B。&/b&&br&而且我们无法观察到这个过程到底是怎样的&b&。&/b&&br&&br&什么意思呢。。。&br&&br&回到我们的主题高维空间来。&br&现在有一个三维生物O，羞耻的被我们视为了一个点。&br&然后有代表第四维度的时间轴t1和t2。&br&这样两条t轴就构成了一个五维空间。&br&为了方便我们想象，这个五维空间被视为一个平面。&br&那么接下来，一个四维生物：“e”，就应该是一条直线。如图：&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/5aa2938eebcdf01269a5ddad_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic4.zhimg.com/5aa2938eebcdf01269a5ddad_r.jpg&&&/figure&现在四维的e，在这个五维空间里面就和t1，t2各有一个交点A&B。那么同样是一点钟，在t1上它是B状态，但是在t2上它是A状态。&br&&b&这两个状态都存在，但是我们这些愚蠢的三维生物只能苟且地观察到一种状态……&/b&&b&非A即B。&/b&&br&&b&因为我们只能在这条四维的直线上观察。&/b&&br&&br&假设我们不服，试着在同一个时间去观察AB两种状态的话，e就会“塌缩”到我们的三维空间来，成为我们世界中那个确定的A点或B点中的一个。而另外一个遥远的交点，它依然存在，只不过是在高维空间中。&br&&br&世界上最远的距离不是生与死的距离，而是你就在我身边我却不知道——泰戈尔&br&&br&&b&就像是薛定谔的猫，如果我们打开那个仪器，猫就要么活着要么狗带。但如果我们不打开那个仪器的话，猫就是生并且死的状态。&/b&&br&&br&还是莎士比亚说得好啊。To be or not to be，thats a question……&br&&br&你看question来了吧。那么answer是不是就是：电子和光子其实就是生活在高维空间的物体呢？&br&&br&不知道……&br&&br&&b&因为以上的所有解释都只是假想而已&/b&。仅仅是我们试着用想象中的高维空间来解释那些粒子实验中反常识的现象。但是法治社会，我们却没有证据……&br&&br&爱因斯坦自称证明了时间轴的存在，我们姑且相信他老人家。&br&&b&不过很遗憾的，目前还没有实验及观察能证明在时间之外，第五条维度的存在。&/b&&br&&br&&br&其实我们甚至连真正的一维二维空间，都没有见过！&br&&b&所以，上面的一切，从零维到所有维！都只是没有证据的假说。&br&&br&&/b&&br&说白了就是科学家自己编的一套理论，仅仅是在逻辑和概念上成立而已。并没有得到验证。&br&&br&好了不要累觉不爱。。。至少我们还可以继续在逻辑和概念上，再开启一下六维空间。&br&&br&还是一个低等的三维生物，自觉地被我们视为卑微的一个点。&br&假设在下图A点的时候，上帝抛了一枚硬币。走t1的话他就当工程师，走t2的话他就当会计师。&br&多出来的这个人生的岔路口就形成了一个五维空间。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/797af22ba091b53f3616a_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic3.zhimg.com/797af22ba091b53f3616a_r.jpg&&&/figure&那么问题来了，这个岔路口只能从这个方向长出来吗？如果上帝抛的不是一枚硬币，而是一个骰子呢……&br&比如这样：&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/3de72fba069cdbb62959_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&1000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic2.zhimg.com/3de72fba069cdbb62959_r.jpg&&&/figure&那这大概就是我们对于六维的理解。&br&依然是所谓的“速率指向”，不过我们刚才起了个更通俗的名字叫做“可能性”。&br&&br&他还是你的各种可能，比如警察，比如黑社会。然后有一个胖子跟你说，路怎么走，你自己选。最后你说你还是想做一个好人……&br&&br&但是这些都在第六维中。&br&&br&接下来还是不要深入了……&br&&br&因为在你看完上面的内容，并且接受了一切反常识的现象之后。&br&我们似乎可以继续把六维空间再视为一个点，那么它再继续沿一个未知的轴移动，那就是第七个维度。具体我就不展开了。&br&&br&总之这里面有无数个你，无数次出生又无数次死亡。然后他们不是你的可能，他们是确定的另外一个你。&br&&br&你可能是工程师，可能是会计师。他们也可能是工程师师，或者会计师。不过那些工程师也好会计师也罢，并不是六维空间的你，却依然是七维空间的你。。。&br&&br&慢慢体会……不要绞。&br&&br&那么现在我们完全可以在另外的方向再来一条直线啊，就像五维到六维的过程一样。那这不就是周杰伦的专辑《八度空间》了吗？&br&&br&八维空间终于来了，一切却并没有结束。我们完全可以再把它视为一个点啊，然后再来一条直线代表九维空间，就这样无限叠加下去……&br&&br&宇宙是不是就是这样无限叠加下去的无限维度呢？&br&&br&&b&答案依然是不知道……&/b&&br&&br&虽然现在有大师自称找到了十一维。但是很难说这个构想将来会有怎样的变化。&br&&br&所以呢……如果你和我一样，并不是一个专注于基础理论的孜孜不倦的学者，那么就停留在卑微的三维好了。&br&把剩下的都看做脑洞，然后洗洗睡吧。&br&&br&毕竟明天还要上班。
假说预警~~ 具象的想象做不到，因为我们想象不出没有见过的世界。 比如我说，我有一只狗是绿色的。你说你没有见过，但是可以想象出来啊~ 其实呢，狗你见过，绿色你也见过。你可以组合罢了。 但如果我说我有一只狗是你从没见过的“红橙黄绿青蓝紫黑白灰”之…
二月十七日，2016记：&br&各位不好意思，拖了几天我还没更新，看评论区也有不少问题等我回答。主要这几天在忙一个东西，必须这几天就搞出来。本次探测到的引力波是黑洞并合释放额引力波，比较强大所以我们探测到了。除此之外还有一种很难探测的引力波——旋转中子星释放的引力波。这种引力波比较微弱，对数据分析有灰常高的要求，我现在就在做的工作就是要把这种引力波在茫茫噪声里找出来，很有挑战性的。我这个弄完就来更新和回答问题。我看周末有空的话我周末再写点。谢谢大家支持。&br&&br&&br&&br&=================&br&二月十三日，2016记：&br&收到大家这么多的鼓励、感谢以及祝贺，我非常感动！&br&我非常非常高兴地看到有这么多朋友对引力波这么地感兴趣，你们的兴趣，是我更新本文的最大动力！&br&&br&&br&&br&更新了第三章的补充内容，有关于引力波怎么与物体发生作用。&br&更新了第四章部分有关ligo建立的内容&br&&br&另外：有关本次发现的科学性解释请看：&a href=&https://www.zhihu.com/question//answer/#& class=&internal&&如何评价 LIGO 科学团队宣布探测到引力波及其影响？ - Jing Ming 的回答&/a&&br&&br&&br&=================&br&现在是德国时间日晚上8点。我刚刚结束我们所（AEI）的记者招待会回到家。正如我在评论区所说，当LIGO的主任David在华盛顿会场上来就宣布：“Yes! We did it!”的时候，AEI会场不少同事留下了眼泪，其中包括我们所长：&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/ef7dacdb5908_b.jpg& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&1280& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&https://pic1.zhimg.com/ef7dacdb5908_r.jpg&&&/figure&答主堂堂男子汉很少哭，当时心中忽然暖流涌动，但还是强忍住没哭。那是一种强烈的感动，感动到想哭的感觉。整个新闻发布会上，我一直强忍着。&br&&br&发布会结束我们喝香槟，相互祝贺，我还很贱兮兮的问了几个同事哭了没有，然后很自豪地说自己没流泪。&br&&br&刚刚回到家门口，拿钥匙开门的时候，那种感觉又来了，特别强烈，我哆嗦地打开门，冲进卧室，我再也没忍住，嚎啕大哭了几分钟。&br&&br&好几年都没哭过的我完全没想到：原来在这件事上，我会变了个人似得那么的感性和情绪化。&br&&br&花了一点时间平复了下，我把另个个问题里面更新了，里面比较详细地解释了本次事件科学方面的有关问题。&a href=&https://www.zhihu.com/question//answer/#& class=&internal&&如何评价 LIGO 科学团队宣布探测到引力波及其影响？ - Jing Ming 的回答&/a&&br&&br&本答案我会接着写的，还有很多东西很可以写。现在有些期刊媒体找我约稿，我必须快点给他们交过去。我忙完这些马上来更！&br&=================&br&二月十日，2016记：&br&在大新闻的前夜，继续更新。第四节：引力波科学发展历史。&br&&br&================&br&二月六日，2016记：&br&大家好，在这流言四起，风口浪尖的时刻，我终于来更新了。现在还是写第三节，为什么探测引力波这么困难。&br&&br&================&br&7月16日，2015记：&br&有不少同学问我为什么还不更新，主要有两个原因：&br&一个是我前段时期比较忙，实在没时间更新。&br&第二个是，我想把引力波科学发展史的相关资料书籍文献再多看一点，掌握更多内容后再写，这样无论是文章内容的丰富程度和正确性都会有一定提高。&br&希望大家不要着急，我会抽时间更新的。引力波科学研究是我的职业，同样引力波科学的科普也是我长期想做的。所以绝对不会太监滴。。。&br&对方这方面特别感兴趣的同学，推荐大家看一本书：KIP写的黑洞与时空弯曲（有中文译本），写的非常非常好，通俗易懂。&br&&br&为了弥补自己长时间不更新的“错误”，爆一张我和Kip Thorne三个月前的一张合影吧 ^^&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/36c3f9a3e8f7e034c1bff4a71483d39a_b.jpg& data-rawwidth=&490& data-rawheight=&720& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&490& data-original=&https://pic3.zhimg.com/36c3f9a3e8f7e034c1bff4a71483d39a_r.jpg&&&/figure&&br&&br&================&br&谢谢大家支持，现在继续更新（2月1日，16：38）：第二章引力波的意义。&br&这里说下本文预想的框架：&br&第一节：什么是引力波&br&第二节：引力波的意义&br&第三节：为什么探测引力波这么困难&br&第四节：引力波实验科学发展历史&br&第五节：引力波源和背后的数据分析&br&第六节：从日说起&br&第七节：发现：新时代的到来&br&&br&...&br&...(还没想好接下去写什么，先这么安排吧)&br&&br&================&br&刚玩知乎不久，周末早晨慵懒的躺在床上刷知乎。看到这个问题后除了吃惊之外有点开心，想不到国内公众对“引力波”这个很小众的方向也有关注，作为少数几个引力波研究“圈子”里的华人之一，我很想回答一下这个问题，希望借此可以让更多地人了解这个方向。之前我很多次给身边的对这个问题感兴趣的亲友解释过“我们做的是什么”，所以我能够用通俗、非专业的词汇描述，结合自己的体会给大家讲下，引力波这个学科的发展历史、物理意义、研究现状等等方面。由于纯手打哦，可能要分几次写才可以写完，希望大家支持。&br&&br&&b&&i&1 什么是引力波？&/i&&/b&&br&1915年，爱因斯坦的广义相对论提出之后，这个描述“时空和物质”理论在很多地方受到实验检验。人们在确凿的实验证据下，一次又一次的被这个伟大理论的深刻与正确而震惊。这好比是这样一种感受：“啊~你们说这个世界和这个宇宙这这样的那样的，太不可思议了吧！和我体会到的感觉完全不一样啊！你们肯定瞎扯，我根本不信！”然后广义相对论在各个方面被实验证实，人们的感受慢慢地开始改变，慢慢接受这个事实：我们这个世界和我们本来认为的不一样。人们也渐渐体会到原来这个世界比我们本来以为的地深刻的多。&br&&br&&br&&u&感兴趣的同学可以看下面链接，&/u&&br&&u&广义相对论的验证&/u&&u&证：&/u&&br&&u&&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//zh.wikipedia.org/zh/%25E5%25B9%25BF%25E4%25B9%%259B%25B8%25E5%25AF%25B9%25E8%25AE%25BA%25E7%259A%%25AE%259E%25E9%25AA%258C%25E9%25AA%258C%25E8%25AF%2581& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&广义相对论的实验验证&/a&&/u&&br&&br&&br&广义相对论的正确性已经毋庸置疑，但是。。。但是。。。作为广义相对论的一个重要预言——引力波，却迟迟没有发现。把广义相对论作为人类科学圣经的科学家们上火了，他们坚信，引力波是一定存在的，为了探测到这个引力波，几代科学家们做出了很多尝试和努力（这个具体我们后面章节再说）。那么这个神秘的引力波，到底是啥玩意呢？？？！！！！&br&&br&&br&用最简单的一句话来描述，引力波是&b&“时空的涟漪”&/b&。听起来好玄乎啊，什么是“时空的涟漪”？容我慢慢道来：&br&&br&相信有不少同学对广义相对论不是很了解。来，不慌~这里你花几分钟就可以“学会”广义相对论，然后有了理论的武装，你就可以轻松理解本文里的很多事情啦。&br&&br&要理解广义相对论，你只需要知道两句话，第一句相信大家都听说过：&br&&br&&b&1空间三维+时间一维，这样时空就是四维。&/b&时空就是时间加空间，是一个整体。&br&比如：你就处在一个时空里。因为，此时此刻（时间），你一定在某个地方（空间）读这句话。&br&同样，人们的宇宙也是时间加空间，所以宇宙就是四维时空。&br&&br&第二句话就厉害了啊！大家看到后就知道广义相对论讲得是什么了！&br&&b&2：时空告诉物质如何运动； &/b&&b&物质告诉时空如何弯曲&br&&/b&&b&spacetime tell matter tells spacetime how to curve&/b&&br&恩，很简单吧，广义相对论就是具体说了时空是告诉物质怎么运动~以及~物质是让时空怎么弯曲的这么一个理论。这样也隐含了这么个意思：物质（有质量的东西，可能是能量，因为能量也有质量）如何在它的时空里运动，取决于它所处的时空性质。另一方面，只要有物质存在的时空，就会弯曲。弯曲程度、怎么弯曲，取决于它肚子里的物质质量大小以及分布。&br&&br&看，其实不用管那些烦人的数学公式，我们也可以从根本上理解这门“深刻”的理论对吗？好的，大家既然已经理解相对论了，那现在就可很轻松地理解引力波了~^^~&br&&br&先看一个图：&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/6ccfab0b96e77d1aa0ff793_b.jpg& data-rawwidth=&2000& data-rawheight=&2000& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2000& data-original=&https://pic4.zhimg.com/6ccfab0b96e77d1aa0ff793_r.jpg&&&/figure&&br&两个黑黑的就是黑洞，黑洞是质量很大很大的天体。由于质量很大很大，根据“&b&物质告诉时空如何弯曲&/b&”，他周围的时空会一定弯曲得很厉害是。时空不弯曲的时候就像一汪平静的湖水，你在上面轻轻放上一个皮球，皮球下面的水面是一个弧形的吧，这就和黑洞存在、附近时空弯曲一个道理。光有一个皮球停在水面上，水面还是很平静。但是如果有两个皮球像图中两个黑洞那样彼此环绕运动着，那就不得了啊，水平会泛起阵阵涟漪。&br&&br&同志们！水面是时空的话，那水波就是引力波！不要把引力波理解成引力的波，引力波的本质是时空的涟漪，是时空的波动！肿么样？是不是感觉一下子深刻了许多？我一直都觉得，越深刻的东西，越是那么平易近人、那么容易理解。&br&&br&细心的同学可能已经看出来引力波产生的前提是什么了，是的，就是物质的运动。物质质量越大，运动的越剧烈，对这个时空的扰动就越大，引力波就越强。&br&黑洞是质量多大的天体啊，这两个大家伙跳着探戈，时空不被他们搅得天翻地覆才怪呢。&br&&br&那~那~你们怎么还没有探测到引力波？&br&&br&呵呵呵，同学你问得好，问的我们无地自容，但又有点小委屈，真想嗷一句：皇上，臣妾做不到啊！&br&&br&开个玩笑，先去吃午饭，下章介绍为什么“做不到”。大家周末愉快~&br&&br&&br&&br&&b&&i&2 探测引力波的意义&/i&&/b&&br&本节可能会涉及一些别的学科的知识，如果表述不正确，请大家指出，谢谢啦。&br&&br&&br&&br&引力波界大佬之一Bernard Schutz上几个月前退休。四年前，他曾在北京大学做学术报告时发表感慨：我们花了几十亿美元找引力波，还是没找到，有时候我晚上碎觉想想，我怎么能和老婆睡自己床上呢？我TM应该睡监狱里啊。&br&&br&听着大老板的这番话，当时在座很多人人包括我都会心一笑，多半把他的这番话当成是玩笑话。但是后来自己进入了和这个研究领域，成为他团队下的一份子后，才真正明白引力波探测的艰难。善良的科学家们，花着大把纳税人的钱去找引力波，半个世纪过去了，我们依然“一无所获”，有点愧疚也是情有可原。&br&&br&引力波探测对于物理、对于我们加深对这个宇宙起源、这个时空本质的理解是非常非常重要的。它的初衷可能只是验证、或者否定相对论的正确性，但是他的物理意义是远远超过这个。毫不夸张地说，未来由引力波探测带来的新的发现，拿20个诺贝尔都轻轻松松。在后面的章节，我会具体提到引力波对物理各个方面的意义，为什么我们愿意花几十亿美元（甚至上百亿），去研究、去探测一个看似和我们生活没什么关系的东西。但是在本节，我很想从另外一个角度来说它的意义，我想讲一个激动人心的故事，一个你我都参与其中的故事，一个我们这代人都值得骄傲的故事。&br&&br&&br&恩，引力波的意义这件事情，我想还是得从138亿年前说起，大家搬好小马扎听我慢慢道来：&br&&br&138亿年前，那一团体积有限（可以想象成网球大小），密度温度极高的“东西”爆炸了。这绝对是宇宙有史以来最重要的一件事情，因为这次爆炸，不仅诞生了你和我，还产生了时间和空间。大爆炸的那一刻，宇宙，诞生了。&br&&br&大爆炸之后的整个宇宙是还是一片漆黑。随着宇宙越来越大，温度迅速降低，直到38万年后，温度终于低到一定程度，光子开始退耦。宇宙的第一缕光诞生了！&br&宇宙的第一缕光便是宇宙微波背景辐射（CMB），这个的发现又是另一个可以让人会心一笑的故事，这里就不展开了。&br&&br&&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/fb24ad44f4d3c9d1d65a21f36287fd96_b.jpg& data-rawwidth=&3078& data-rawheight=&1966& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3078& data-original=&https://pic3.zhimg.com/fb24ad44f4d3c9d1d65a21f36287fd96_r.jpg&&&/figure&宇宙的演化&br&&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/ccf2f655ec652a0e37fe448ce7cb9ada_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&348& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&https://pic3.zhimg.com/ccf2f655ec652a0e37fe448ce7cb9ada_r.jpg&&&/figure&宇宙微波背景辐射，你看到的这个就是宇宙的第一缕光，它来自138亿年前，或者说来着138亿光年远的地方。&br&&br&&br&&br&“等等”，台下的听众不满意了：“我们是来听引力波的故事的，你扯什么CMB？”大家不要急嘛，宇宙中的任何故事都是一环扣一环，相互联系的。来，下面我们来次时空穿越，从那遥远的138亿年前，来到五亿多年前的地球。&br&&br&那个时候的地球，热闹极了，有古生物专业的同学对这个应该很熟悉吧。那个时候被称为寒武纪，在距今约5.3亿年前，在2000多万年时间内地球上突然涌现出各种各样的动物，它们不约而同的迅速起源，形成了多种门类动物同时存在的繁荣景象。寒武纪生命大爆发是古生物学和地质学上的一大悬案，目前对为什么生物种类集体出现甚至爆发还没有一个统一的解释。总之，那个时候生物疯狂地进化着，不适应环境的迅速被淘汰，更强的生物取而代之。在这段时间里，有些生物的&b&眼睛&/b&进化出来了。下面我们隆重请出本节主角——奇虾小朋友出场！&br&&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/e0d2eddfdac81eb0d97b07a4daea841d_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&533& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&https://pic2.zhimg.com/e0d2eddfdac81eb0d97b07a4daea841d_r.jpg&&&/figure&奇虾（Anomalocaris）&br&&br&肿么样？奇虾是不是很Q很萌？可不要被它可爱的外面所欺骗哦，它身长可达两米，非常凶猛：&br&&blockquote&引用自百度百科：&br&它有一对带柄的巨眼，一对分节的用于快速捕捉猎物的巨型前肢，美丽的大尾扇和一对长长的尾叉。它虽不善于行走，但能快速游泳。25厘米直径的巨口可掠食当时任何大型的生物，口中有环状排列的外齿，对那些有矿化外甲保护的动物构成了重大威胁。这是一种攻击能力很强的食肉动物，它的个体最大可达2米以上，而当时其他大多数动物平均只有几毫米到几厘米。&/blockquote&奇虾作为当时海里的霸主，能够统治海洋几千万年，除了他的强大的身体之外，还得益于他头顶那对黑溜溜的大眼睛。要知道，在寒武纪，眼睛才开始进化，很多生物没有眼睛呢（可能只有感光细胞），有些生物虽然有眼睛，但是因为进化不够完全，所以视力很模糊，只能看到隐隐约约地看到环境物体的轮廓，所以当捕食者朝它靠近时，它完全反应不过来。奇虾，作为成功的捕食者，在这场“雷达军备竞赛”中一直遥遥领先，它相对于当时的大多数生物，率先进化出了，可以真正“看到”东西的眼睛！&br&&br&眼睛的发展本身是一个很复杂的课题，它由一开始的那些感光细胞开始进化，逐步逐步形成了类似于现代生物的那种眼睛。我们姑且把奇虾小朋友作为第一种有“复杂”眼睛的生物。&br&&br&大家来算算，&br&138亿年前：第一缕光&br&45亿年前：地球诞生&br&36亿年前：地球生命诞生&br&5.3亿年前：有眼睛的奇虾终于可以看到存在了一百亿年的光&br&&br&那个时代的生物，从某种角度上来说，是值得骄傲的！他们作为第一批地球生物，看到了那温暖明媚的——光！从此，视觉成为了许多生物，包括人类的最重要的感觉之一。&br&&br&好了好了，让我们回到物理，回到时空，回到引力波当中来。其实啊，我在生活中，被很多次地问过：你们探测这个引力波有什么用呢？每次我都可以回答的很好，哪怕对方完全是物理零基础的文科妹子，因为有时候我不讲物理，我讲这个奇虾的故事。&br&&br&引力波用粒子的角度去理解就是引力子，和光子的理解方式类似。但是不同于光子在宇宙38万年诞生后才产生，引力子早在宇宙大爆炸之后仅仅0.0000....0001（里面35个0）秒就先退耦了，存在于这个宇宙中，这也被称为原初引力波。之后的一百多亿年的时间里，除了那些原初引力波，宇宙中任何物体只要运动，都会辐射引力波。两个黑洞共舞会释放引力波，超新星爆发会释放引力波，月亮绕着地球会释放引力波，悟空挥动起金箍棒来也会释放引力波，你在路上和心仪的妹子擦肩而过时候，除了你的砰然心动，你，还是在释放着你的引力波。&br&&br&对啊，你说对了，引力波就是另一种光，这种“光”的本质是时空的波动，但是还是可以把它理解成除了电磁波（光）之外的令一种光。&br&&br&神说：要有光。&br&于是奇虾在133亿年后看到了第一种光。&br&138亿年后&br&今天，或者说即将，我们就可以看到第二种光！&br&这绝对是继奇虾同志之后五亿年以来最重要的时代！&br&&br&这个“即将”是多久？业内普遍认为引力波将在4年内被探测到，同学们啊，才四年，其实就算预计的四年内探测不到，那引力波被探测到也是这个时代要发生的事情。作为恰巧生处于这个时代的每一个人，都应该为这个时代而骄傲，为人类而骄傲，为地球生命而骄傲。这个时代的地球人类，代表着地球生命，可以骄傲地宣布：我们不再失明，我们看到了，我们看到了那第二种光！&br&（第二节结束）&br&&br&第三节剧情预告：引力波探测有多难？很难很难很难，引力波探测是一个世界性的大项目，集合和人类在物理、工程、数学、计算机方面最先进的理论、技术、和智慧。人类穷尽所能为了探测到那4公里长度里面小于原子核尺度的那个时空涟漪。&br&&br&第二节补充：&br&1：这里想插一句，小时候特别喜欢看圣斗士。小学时候经常被里面的什么小宇宙第六感什么的撩得亢奋。是的，引力波探测到了后，人类就会拥有正真的第六感，那种感知时空涟漪的能力。在科学上，人类的这种第六感，无疑是人类的一双“天眼”，可以窥探出许多我们之前看不到的东西，比如大爆炸之后38万年之前的宇宙，比如黑洞的并和等等。有了这双天眼，宇宙的很多奥秘便可尽收眼底！&br&&br&&br&2：有同学提到为什么业内普遍认为是四年内探测到，我会在后面章节具体说这个，这里先简单介绍下为什么。&br&说2019年可以探测到是因为引力波的主要探测器ligo在近几年可以完成升级，完成升级之后的ligo具有更高的灵敏度，结合天体物理的各种模型和数据，我们探测到引力波事件可以增加到几十次每年。如果那时还没有探测到引力波，那不是广义相对论出问题了就是天体物理的很多理论出问题 当然也有可能是我们工作没做好；） 另外我想提一下bicep2，其实bicep2的结果被普朗克数据否定也在预料之中。不过就算bicep结果被后来的普朗克数据证实，也称不上是探测到了引力波，只能算引力波存在的一个间接证据。直接探测引力波 主要是靠以ligo为首的几个大型引力波探测激光干涉仪。&br&&br&3：有同学问什么是退耦：宇宙极早期温度很高，然后随着体积越来越大，温度慢慢降低，低到一定程度就会有粒子从一开始的那股纯能中释放出来！引力子是最先释放的，光子是最后释放的。&br&&br&&b&&i&3 为什么探测引力波这么困难&/i&&/b&&br&
——引力波把黑洞并合的交响曲带给地球，物理学家设计出仪器来寻找那些波，倾听他们的音乐。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/bf3cbad19c1215bca9c9cfcc3ae187e6_b.png& data-rawwidth=&1030& data-rawheight=&1030& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1030& data-original=&https://pic3.zhimg.com/bf3cbad19c1215bca9c9cfcc3ae187e6_r.png&&&/figure&图：蟹状星云中子星。距离我们6500光年，每秒自转30.3次，同时释放着强大的X射线，伽马光以及引力波。&br&&br&一切看似都是这么美好，是啊，多简单呀，只要广义相对论说他就是存在的，那努力造仪器找不就完了吗？可是很可惜，我们的宇宙中有一样东西特别特别快，还有一样东西特别特别小。&br&是滴，快的是光速，3亿米每秒；小的是万有引力常数6.674e-11牛平方米每千克。&br&我把这两个数列在下面：&br&c=(八个零)&br&G=0.7（11个零）&br&&br&霍金在时间简史中开玩笑说，科普书里面加一个公式，销量就会减半。同样我也非常不喜欢在科普文章里面列公式出来，我如果写下下面那个公式，点赞会不会也减半？&br&文科生不要被这个公式吓到，很简单的都是乘除法啦，安心听我讲，很好理解的！&br&h0 =40×G×I×f^2×e/（c^4*D）&br&引力波强度=（40×万有引力常数×转动惯量×频率的平方×椭率）除以（光速的四次方×距离）&br&就是由于这两个数（c和G），导致我们探测引力波是那么的艰难。&br&我先简单分析下里面各个量的数值：&br&&br&I：转动惯量。这个基本和物体的重量和形状有关，简单说，质量越大的物体转动惯量越大，比如中子星，有1.4个太阳质量，他的转动惯量是一个很大的很大的数，大约1e38（嗯，很惊人，一共38个0！）正是由于中子星转动惯量比较大，所以我们可以把它作为一个很好地引力波源，而不是在玩呼啦圈的你。&br&&br&f：频率。中子星转得越快，引力波越强。不过我们已知的中子星的转速，最快也就每秒钟1000下。所以我们在这项上又赚了6个0！&br&&br&e：椭率。中子星不是一个绝对完美的球体，如果绝对完美，它转起来对时空是没有扰动的，也不会释放引力波。一般认为他的椭率大概在1e-6。恩，我们在这个参数上损失了6个0.&br&&br&D：距离。这个不得了，大家知道宇宙其实是很空旷的，恒星间距离都已以光年计算。假设那个中子星离我们1000光年。那么就是1e19米。这次我们亏不少，幸好有前面的38个0顶着。&br&&br&同学们，不要忘了，我还没有计算万恶的c和G，关键这c还是四次方的！&br&那引力波强度现在是几个0了？1+38+6-6-19-11（引力常数）-8×4（光速）=&br&.&br&.&br&.&br&-23。&br&&br&天啊，此役惨败！就算我们用中子星这么完美的天体引力波源，我们要找的引力波强度才0.（1e-23）。&br&这个引力波的强度的影响，相当于1公里的长度上有了1e-19米的变化！&br&这个是什么概念：&br&最小的原子氢原子的半径：1e-10m&br&它的原子核半径：1e-15m。&br&&br&现在，自然告诉我们，如果想看到引力波，我们需要在1公里的长度上找到那小于原子核半径一万倍的空间变化，这。。。您不是开玩笑嘛？&br&可以想象当年引力波科学家发现引力波是这么小的一个微弱的量时候，内心是多么绝望！甚至在广义相对论提出后的二三十年中，没人敢尝试找这么微小的的一个量。&br&&br&所以，别扯什么精密机床，分子拼接这种“高精度”的实验或者设备。我可以无比肯定的说，这个世界上，空间尺度最精密的实验，毫无疑问就是引力波探测。这是自然迄今为止给予人类最高难度的挑战，一度被认为是人类现有技术远远达不到的挑战。想要激发小宇宙获得第六感，自然给我们的要求就是：你要先完成超神之举。&br&如果引力波可以被人类探测到，我想用我最喜欢电影之一《致命魔术》中的一句台词表达我们的心情：&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/7fc802bb29d99b05d4f8dc_b.png& data-rawwidth=&1627& data-rawheight=&669& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1627& data-original=&https://pic1.zhimg.com/7fc802bb29d99b05d4f8dc_r.png&&&/figure&&b&Man's reach exceeds his imagination！&/b&&br&&br&&br&&u&&br&第三节补充材料：引力波的物理作用（2.13，2016更新）&/u&&br&写了那么多，发现还是有必要花点篇幅写一下引力波是如何与物体发生作用的。&br&&br&之前提到了，引力波本质是时空的涟漪，现在我从物理数学的角度具体解释下：&br&引力波的强度由无量纲量h表示。其物理意义是引力波引起的时空畸变与平直时空度规之比。h又被称为应变，它的定义可以用下图说明。&br&&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/d05c08a97cdc6bbb5d38c_b.png& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&230& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&https://pic1.zhimg.com/d05c08a97cdc6bbb5d38c_r.png&&&/figure&&br&知乎不能看动图，所以想看这个动图的同学移步这里的图2：&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//chuansong.me/n/2342242& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&爱因斯坦世纪预言终获验证，LIGO首次直接探到引力波 -- 赛先生 -- 传送门&/a&&br&“其物理意义是引力波引起的时空畸变与平直时空度规之比。” 好吧，我知道有很多同学表示这个不是人话，现在我用大白话详细解释下这个到底什么意思，一定要仔细看哦，我保证看完每个人都可以理解引力波是如何发生物理作用的！&br&&br&上图里面那个圆柱形的管子表面覆盖了许多小乒乓球，当没有引力波经过的时候，圆柱形管子表面是平的。现在假设有一束引力波从管子内部穿过去，会发生什么？因为引力波是时空的波动，管子所处的时空也会发生畸变，管子表面会“扭动起来”（可以看上面链接里的动图），管子中任意一圈乒乓球，会随着引力波的频率周期性地“变椭圆”—&“变圆”—&“变椭圆”—&“变圆”。。。。。&br&&br&大家知道，椭圆会比圆高一点并且瘦一点是吧？好了h的数学定义就是新的椭圆的高度减去本来圆的高度和圆高度的比值。&br&这个动图里面，圆圈本来长宽都是1m，引力波经过后，圆圈变成了1.5m高，0.5m宽（空间畸变）。那请问穿过圆管的引力波强度是多少？&br&（1.5-1）?1=0.5！&br&&br&怎么样很简单吧，你看引力波的强度h达到0.5的话，我们就可以很明显地看到动图里面显示的引力波对圆管的扭曲作用。我们之前计算的天体物理带给我们的引力波强度是多少还记得吗？是&img src=&//www.zhihu.com/equation?tex=10%5E%7B-23%7D& alt=&10^{-23}& eeimg=&1&&!事实上，连宇宙中已知最强大的物理过程，到达地球是的h也才&img src=&//www.zhihu.com/equation?tex=10%5E%7B-21%7D& alt=&10^{-21}& eeimg=&1&&！要测量这么微小的一个空间畸变，是什么概念呢？是要在地球到比邻星（3.2光年）的距离上测出小于头发丝宽度的距离变化！这简直是天方夜谭！那么引力波到底是如何探测的呢？请看下回分解。&br&&br&请大家牢记这个描述引力波强度的h，后面还经常会提到它哦。&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&b&&i&4 引力波实验科学发展历史&/i&&/b&&br&&br&&p&引力波的存在性，在广义相对论提出之后，在上个世纪40年代曾受到不少物理学家的质疑。虽然不久之后质疑渐渐消去，但是当大部分的物理学家认为，引力波如此微弱，是不可能探测到的。第一个对直接探测引力波作为伟大尝试的人是约瑟夫·韦伯（Joseph Weber）。早在上个世纪50年代，他第一个充满远见地认识到，探测引力波不是没有可能。从1957年到1959年，韦伯全身心投入在引力波探测方案的设计中。最终，韦伯选择了一根长2m、半径0.5m、重约1吨的圆柱形铝棒，其侧面指向引力波到来的方向。该类型探测器，被业内称为共振棒探测器（如下图）： &/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/ff8a99f603ec36b8d0c3d1f10b330464_b.png& data-rawwidth=&482& data-rawheight=&241& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&482& data-original=&https://pic1.zhimg.com/ff8a99f603ec36b8d0c3d1f10b330464_r.png&&&/figure&&p&图：韦伯和他设计的共振棒探测器。引力波驱动铝棒两端振动，从而挤压表面的晶片，产生可测的电压。&/p&&br&&p&当引力波到来时，会交错挤压和拉伸铝棒两端，当引力波频率和铝棒设计频率一致时，铝棒会发生共振。贴在铝棒表面的晶片会产生相应的电压信号。共振棒探测器有很明显的局限性，比如他的共振频率是确定的，虽然我们可以通过改变共振棒的长度来调整共振频率。但是对于同一个探测器，只能探测其对应频率的引力波信号，如果引力波信号的频率不一致，那该探测器就无能为力。此外，共振棒探测器还有一个严重的局限性：引力波会产生时空畸变，探测器做的越长，引力波在该长度上的作用产生的变化量越大。韦伯的共振帮探测器只有2m，强度为1e-23的引力波在这个长度上的变化量实在太小，对上世纪五六十年代的物理学家来说，探测如此之小的长度变化确实非常困难。虽然共振棒探测器没能最后找到引力波，但是韦伯开创了引力波实验科学的先河，在他之后，很多年轻又富有才华的物理学家投身于引力波实验科学中。&/p&&br&&p&后来的LIGO的主要创始人创始人索恩（就是那个和答主合影的那个白胡子老爷爷，也是《星际穿越》的编剧、制片和顾问）在1976年对对共振棒探测器还保有信心，他成功说服了加州理工的物理学和天文学系组件一个团队来建造引力波探测器。但是学校领导要求索恩必须把这个项目做大做强并且找到一位非常优秀的实验物理学家来担任这个项目的领导。经多方推荐，最后格拉斯哥大学的德雷维尔（Ronald Drever）成了索恩的“合作伙伴”。&/p&&br&&p&德雷维尔同行们认为是极富想象力和创造力的实验物理学家，他在格拉斯哥也和共振棒打了五年交道。到了加州理工之后，他深知共振棒的局限性，努力说服了索恩放弃原计划而转向一种更有希望基于迈克尔逊干涉仪原理的引力波探测器。&/p&&br&&p&其实早在在韦伯设计建造共振棒的同时期，有部分物理学家认识到激光干涉仪引力波探测方案的优越性。到了70年代，加州理工学院的的韦斯（Rainer Weiss）以及马里布休斯实验室的佛瓦德（Robert Forward），分别建造了引力波激光干涉仪。1986年在美国国家科学基金委（NSF）的建议下，这些才华横溢的物理学家们和他们的同事们被一起分成了两个组。一个是以索恩、佛瓦德、德雷维尔为领导的加州理工小组，一个是以韦斯为领导的麻省理工小组。两个小组分别负责建造并启用全国性的科学装置——LIGO。&/p&&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/862ceceb21e3e_b.png& data-rawwidth=&482& data-rawheight=&267& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&482& data-original=&https://pic3.zhimg.com/862ceceb21e3e_r.png&&&/figure&&p&图：引力波激光干涉仪的工作原理&/p&&br&&p&引力波激光干涉仪的基本思想。可以简单理解为有四个测试质量被悬挂在天花板上，一束单色、频率稳定的激光从激光器发出，在分光镜上被分为强度相等的两束，一束经分光镜反射进入干涉仪的Y臂，另一束透过分光镜进入与其垂直的另一X臂。在经历了相同的时间之后，两束光返回，并在分光镜上重新相遇，产生干涉。我们可以通过调整X、Y臂的长度，控制两束光是相消的，此时光电二极管上没有光信号。如果有引力波从垂直于天花板的方向进入之后，会对两臂中的一臂拉长，另一臂压缩短，从而两束光的光程差发生了变化，原先相干相消的条件被破坏，有一定数量的光线会进入探测器，得到引力波信号。激光干涉仪对于共振棒的优势显而易见：首先，激光干涉仪可以探测一定范围的频率的引力波信号一般是（20Hz-3000Hz）；其次，激光干涉仪的臂长可以做的很长，比如地面引力波干涉仪的臂长一般在km的量级，远远超过共振棒的m。&/p&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&p&自20世纪 90 年代起，在世界各地，一些大型激光干涉仪引力波探测器开始筹建，引力波探测黄金时代就此拉开了序幕。这些引力波探测器包括：位于美国路易斯安那州利文斯顿臂长为 4 km 的LIGO（L1）；位于美国华盛顿州汉福德臂长为的 4 km 的 LIGO（H1）；位于意大利比萨附近，臂长为 3 km 的 VIRGO；德国汉诺威（Hannover）臂长为 600 m 的 GEO，日本东京国家天文台臂长为 300 m 的 TAMA300。这些探测器在2002年至2011年期间共同进行观测，但并未探测到引力波。在经历重大改造升级之后，两个高级LIGO探测器于2015年开始作为灵敏度大幅提升的高级探测器网络中的先行者进行观测。此外，欧洲的空间引力波项目eLISA和日本的地下干涉仪KAGRA 的研发与建设也在紧锣密鼓地进行。&/p&&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/bd982c5e5ea_b.png& data-rawwidth=&771& data-rawheight=&378& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&771& data-original=&https://pic2.zhimg.com/bd982c5e5ea_r.png&&&/figure&图：位于美国路易斯安那州利文斯顿附近的臂长4km的激光干涉仪引力波探测器 LIGO（L1）&br&&br&&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/af58c14dfaf70e46b4d799_b.png& data-rawwidth=&2080& data-rawheight=&754& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/af58c14dfaf70e46b4d799_r.png&&&/figure&左图为位于美国华盛顿州汉福德附近的臂长4km的激光干涉仪引力波探测器 LIGO （H1），右图为 位于意大利比萨附近，由意大利和法国联合建造的臂长为 3 km 的激光干涉仪引力波探测器 VIRGO&br&&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/efe_b.png& data-rawwidth=&2048& data-rawheight=&1366& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2048& data-original=&https://pic2.zhimg.com/efe_r.png&&&/figure&图：日本的地下干涉仪KAGRA内部，在山顶下方1000米处。地下岩壁都用防水布包裹，因为里面水太多了。当时有个日本哥们在国际学术会议上做的报告简直就是在卖萌：今天这里水很多，我擦了擦，明天那里出来条小溪，我把它填了。。。给我感觉他的整个博士阶段就是在拖地。：）&br&PS:后排左一是我。&br&&br&&br&&br&一个引力波探测器造价要数亿美刀，非常昂贵。肯定有不少同学会问，为什么我们要花这么多钱在全球各地建造那么多探测器呢？这是是一个非常好的问题！&br&&br&前文已经说了引力波的强度是那么的微弱，我们探测器必须要造得非常非常灵敏才行。灵敏到什么程度？这里我给大家讲个个真实的八卦。我听我在GEO600工作的同事说，在德国汉诺威的GEO600经常会受到一种周期性信号，后来就过分析原来是远在千里之外大西洋的海浪对北欧大陆的影响。&br&&br&请问各位同学，假如有一辆卡车在某探测器旁开过，我们怎么知道我们测到的是真实的引力波信号还是噪声呢？&br&&br&&br&最简单最有效的解决方案，就是。。。。&br&建俩儿。。。。&br&&br&理由很简单，引力波经过地球时候，对所有探测器都有影响。而卡车经过，或是海浪，或是某人在边上放了个爆竹，只会在一个参测器上产生噪声。建造引力波探测器网络，除了可以有效地甄别虚假信号之外，还可以更精确地测定引力波天体源的位置，分析引力波天体源的结构和性质。&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/d9c71a32c74127bae8a8f2bb_b.png& data-rawwidth=&897& data-rawheight=&547& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&897& data-original=&https://pic4.zhimg.com/d9c71a32c74127bae8a8f2bb_r.png&&&/figure&图：分布在世界各地的引力波探测器网络。
二月十七日，2016记： 各位不好意思，拖了几天我还没更新，看评论区也有不少问题等我回答。主要这几天在忙一个东西，必须这几天就搞出来。本次探测到的引力波是黑洞并合释放额引力波，比较强大所以我们探测到了。除此之外还有一种很难探测的引力波——旋转…
二维生物在这个扭曲的平面上走一圈后，会变成自己的镜像。我们来看看这是怎么发生的。&br&&br&我们往往用在纸上爬行的蚂蚁来类比二维平面上的生物。&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/4d509f4aeb701ede0dd9f49_b.png& data-rawwidth=&425& data-rawheight=&127& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&425& data-original=&https://pic2.zhimg.com/4d509f4aeb701ede0dd9f49_r.png&&&/figure&这个例子很直观，但是往往造成一个误解：二维平面有两面。实际上二维生物应该生活在平面内部，而不是纸的两面。&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/dd6c051dc629c5f8686edb4_b.png& data-rawwidth=&465& data-rawheight=&104& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&465& data-original=&https://pic1.zhimg.com/dd6c051dc629c5f8686edb4_r.png&&&/figure&&br&对于这只二维蚂蚁来说，它就平面里，没有两个面。&br&&br&同样，如果我们用纸做一个莫比乌斯带，在我们眼中，蚂蚁会爬过连成一体的两个面，才能回到原点。这时候蚂蚁不用翻越纸的边缘，它可以爬行的距离增加了一倍。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/025d8abf42feea_b.png& data-rawwidth=&425& data-rawheight=&282& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&425& data-original=&https://pic3.zhimg.com/025d8abf42feea_r.png&&&/figure&图片来自&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//www.morethanmaths.com/fun/puzzles/mobius/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&The M??bius Strip << MoreThanMaths.com&/a&&br&&br&这个类比同样不适合于平面内的二维生物。对于一只生活在平面内部的二维蚂蚁，它的空间并没有增加，只是被扭曲，然后连接起来了。&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/b9cc183f67e63b3a731ca24_b.png& data-rawwidth=&502& data-rawheight=&377& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&502& data-original=&https://pic1.zhimg.com/b9cc183f67e63b3a731ca24_r.png&&&/figure&所以，这只二维蚂蚁只需要爬行一周，就可以回到原处。&br&&br&在伽莫夫的《从1到无穷大》中有这么一个例子。在平面上，生活着一头二维的扁片驴。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/cc0ddb5dcf65b0a_b.png& data-rawwidth=&464& data-rawheight=&183& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&464& data-original=&https://pic3.zhimg.com/cc0ddb5dcf65b0a_r.png&&&/figure&驴的头是朝右的。当然，你可以把它在平面上转180度，让它的头朝左。但是这样就四脚朝天了。所以，如果它想站在地上的话，它必须头朝着右边。我们可以把它定义为一头“右驴”。头朝右是它的内禀的特性，因为在一个正常的平面上，你无论如何也无法把一头右驴变成一头左驴。&br&&br&当然，在三维空间中这不是问题。只需要把它从平面上拿出来，翻一下（沿Y轴转动180度），再放回去就行了。&br&&br&现在，我们把它放在莫比乌斯带上面，让它走一圈。&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/0b7ccfe8bc55d6fcf09f_b.png& data-rawwidth=&502& data-rawheight=&377& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&502& data-original=&https://pic4.zhimg.com/0b7ccfe8bc55d6fcf09f_r.png&&&/figure&等它回到起点的时候，扁片驴惊奇的发现，它不知道什么时候转过来了，变成了头下脚上。不过没关系，再转回去就行了。于是，它在平面上旋转了180度，把头转到上面去。&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/fd96d715e_b.png& data-rawwidth=&479& data-rawheight=&161& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&479& data-original=&https://pic3.zhimg.com/fd96d715e_r.png&&&/figure&然而，转回去以后，扁片驴发现了更奇怪的事情：现在，它的头朝向左边了。不管怎么转，如果它想站在地上的话，它必须头朝着左边。也就是说，它变成了一头“左驴”。&br&&br&莫比乌斯带是一个具有不可定向性的典型曲面，就是说，在这个曲面上存在路径，使一个二维图形沿着这条路径运动，回到起点，会变成自己的镜像（&a href=&//link.zhihu.com/?target=https%3A//zh.wikipedia.org/wiki/%25E5%258F%25AF%25E5%25AE%259A%25E5%E6%& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://&/span&&span class=&visible&&zh.wikipedia.org/wiki/%&/span&&span class=&invisible&&E5%8F%AF%E5%AE%9A%E5%90%91%E6%80%A7&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&）。&br&&br&另一种具有这种特性的曲面是克莱因瓶。我在另一篇回答中描述了这种四维曲面 (&a href=&https://www.zhihu.com/question//answer/?group_id=600704& class=&internal&&如何想象诸如超立方体之类的四维空间物体？ - Mandelbrot 的回答&/a&)。&br&&br&在我们的三维空间，很多东西也是具有手征的，比如手套和鞋子。&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/d0b153fbdaadc_b.png& data-rawwidth=&296& data-rawheight=&314& class=&content_image& width=&296&&&/figure&和平面上的右驴一样，对于一只右手手套，你无论如何也没法把它转成一只左手手套。如果四维空间确实存在的话，也许我们可以把右手手套拿到四维空间去转一下，它就变成了左手手套。&br&&br&但是，如果我们的三维空间也像莫比乌斯带一样，被扭曲了，然后首尾相连，我们也可以达到相同的目的。也许有一个手套工厂为了降低成本，只生产右手手套，然后把一半的手套用宇宙飞船运到宇宙尽头去走一圈，回来后就变成了左手手套（伽莫夫 -《从1到无穷大》）。&br&&br&如果没有去走一圈，二维生物无法察觉它们的空间变成了莫比乌斯带。同样，我们也不会察觉我们的三维空间有同样的扭曲。但是，如果有人在三维的莫比乌斯带上走了一圈，回到原点，他同样也会发现自己变成了镜像。从宏观上看，他变成了左撇子（假设他原来是右撇子），心脏跑到右边去了，大脑两个半球也交换了位置。从微观上看，所有有手性的分子都变成了镜像分子。&br&&br&在组成蛋白质的20中氨基酸中，除了甘氨酸，其他19种都是左手性的。生物体内的酶也具有针对这种特定的蛋白质的分子结构，也就是说，我们的酶对右手性氨基酸构成的蛋白质是无效的。我们无法食用和消化这样的蛋白质。同样，从三维莫比乌斯带回来的人也无法消化地球上的左手性氨基酸构成的蛋白质。&br&&br&同样的手性特点还出现在其他的有机分子上，比如构成DNA和RNA的核糖。从三维莫比乌斯带回来的人和普通的人类已经形成了生殖隔离，也就是说，他们已经是另一个物种了。而且，他们无法食用地球的食物，除非有工厂为他们定制镜像的蛋白质和淀粉。如果他们想要作为一个物种延续下去，可能唯一的选择就是找一个隔离区，建立自己的镜像生态系统。&br&&br&当然，更容易的办法是在三维莫比乌斯圈上再走一次，就可以变回来。
二维生物在这个扭曲的平面上走一圈后，会变成自己的镜像。我们来看看这是怎么发生的。 我们往往用在纸上爬行的蚂蚁来类比二维平面上的生物。 这个例子很直观，但是往往造成一个误解：二维平面有两面。实际上二维生物应该生活在平面内部，而不是纸的两面。 …
这个东西在我的专栏里也有写（突然发现不少错误的地方，我也修改了一下。）&br&&br&有人问中国的无神论者，我们的祖先是哪里来的？肯定有人不假思索的说，北京猿人啊。&p&但是讽刺的是，北京猿人在我们的祖先”晚期智人“还没有走出非洲的时候，就已经灭绝了。&b&人类到底是在全世界分别进化的，还是在一个地方进化扩散到世界各地的&/b&，直到现在也饱受争论，某些犯了“韩国病”的言论仍然还说我们的祖先一定是东亚独自发展起来的（所以说狭隘民族主义真的是对探求真理百害无一利）。但是Y单倍体以及线粒体DNA，也就是所谓分子人类学的研究已经狠狠的打了”分别进化“学说的脸，无论黄白黑人种，我们之间完全没有生殖隔离，也就是说，我们连”表亲“都算不上，而是完完全全的一个物种，