黑洞蓝调：诺贝尔奖LIGO团队探索重力波五十年，人类对宇宙最执着的倾听 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Janna Levin

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• 重力波
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• 天文学
• 物理学
• 诺贝尔奖
• 宇宙学
• 科学史
• 探测器
• 引力理论

．2017年诺贝尔物理学奖得主基普．索恩等科学家与LIGO科学家们相知相惜，才华洋溢的动人故事
．电影《星际效应》中，人类捕捉到重力波、和宇宙沟通的热血真实版
．证明了爱因斯坦的天才预言，补足了广义相对论缺失的「最后一块拼图」
．一本了解黑洞与相对论发展的最前沿天文物理学科普读本
．一百年来的重力波探测编年史，为人类探索宇宙生成开辟了全新的观测方式

　　「在宇宙上演的不是一出默剧，因为宇宙其实不是一片死寂。」──珍娜．莱文

　　这是人类对宇宙最灵敏、最执着的倾耳细听……
　　一群科学家天才奇想，冀图捕捉宇宙重力波传来的微弱「声音」，
　　另辟蹊径证实了黑洞的存在，以及宇宙起源的在场证明……

　　LIGO科学家捕捉到重力波的重大成就，如同伽利略发明了望远镜，
　　我们得以透过重力波这位「新任宇宙信使」，探索前所未知的宇宙理论，
　　重新理解宇宙的诞生。

　　一九一六年，爱因斯坦预测了重力波的存在。一世纪之后，人类记录到来自太空的第一波声音，证明由黑洞碰撞造成的重力波确实存在，而探测到重力波的LIGO科学团队成员莱纳．魏斯、基普．索恩以及巴里．巴利许，也因此重大成就获得二○一七年诺贝尔物理学奖。

　　到底是什么样的疯狂团队做出的天才豪赌，想要在相当于地球周长一千亿倍的距离范围内，测量出比人头发的直径还要小的变化？而留给测量的时间或许不到一秒钟。而且，没有人知道这种极微小的变化何时会发生……

　　本书作者珍娜．莱文先从人和故事出发，描绘了主导LIGO计画的首席科学家们各自的文化背景与鲜明个性，如何左右计划的成败，彷彿是美剧《宅男行不行》的进阶真人版，之后再让科学现身，直到最后科学与人合而为一，翔实的调查与如歌的写作，呈现近五十年来精彩的重力波科学探测史。

　　像是LIGO 的灵魂人物莱纳．魏斯，自小就沉迷音响，曾为了追求爱情辍学并苦学钢琴，还因为不懂相对论却又要授课，只好绞尽脑汁想出一些「思想实验」来解释抽象艰涩的理论，这些经历因此让他发想出 LIGO 实验的主体设计。基普．索恩虽然出生于教规严格的摩门教家庭，却崇尚波希米亚式的自由之风，他另辟蹊径沉思宇宙，提出经由探测重力波发出的声音，也多亏他的前瞻眼光，才让计画好几次免于夭折。另一位来自苏格兰的科学家朗纳．德瑞福才华横溢却个性疯狂，有着「科学界莫札特」的称号，但他暴躁的脾气却难以跟其他科学家合作，最后甚至被踢出LIGO团队抑郁而终。一般咸信若他还在世，诺贝尔物理学奖一定有他一份。

　　这几位主导LIGO 的科学家跟一般人一样都有性格上的缺陷，却能彼此相知相惜，正是这般人性与科学摩擦碰撞的热力，五十年来持续支撑了这个远大的科学计画。即便LIGO成立以来历经波折，先是研究成员被怀疑是苏联间谍而被FBI跟监，庞大的计画与开支长期遭到各种无情的攻击、质疑与奚落，甚至团队内部还曾为了德瑞福的去留而分裂成两派。作者以第一手採访，引人入胜的笔触，娓娓叙说其间的惊奇、失望、成就、风险，描绘出一幅史无前例的现代科学面貌。

　　本书是一部重力波编年史，一份宇宙历史的声音纪录，一场无声电影的配乐，要向一次异想天开、气势恢宏而充满艰辛的实验壮举献上敬意，并且称颂那份锲而不舍的科学壮志。

　　作者 TED 演讲：宇宙发出的声音（有中文字幕）www.ted.com/talks/janna_levin_the_sound_the_universe_makes?utm_campaign=tedspread&utm_medium=referral&utm_source=tedcomshare

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　　卜宏毅（加拿大圆周理论物理研究所博士后研究员）名词审校
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媒体佳评

　　「一个魅力非凡的说故事的人……珍娜．莱文以出色的技巧，将科学与生活和谐交融。」──《纽约时报》书评

　　「顶级之作……对于有兴趣了解科学如何运作，并关注人类想像力与才能所具有之力量的人，本书都是一部杰作。」──《华尔街日报》

　　「诗意之作……让读者禁不住一起分享作者的惊讶、担忧与同情。」──《纽约书评》

　　「充满趣味与灼见……生动描绘的人物与性格冲突，让人一读便迅速入迷。」──《富比士》杂志

　　「关于呈现科学发现幕后的心伤与艰苦，恐怕再也想不出有比本书更精彩的叙事方式了。《黑洞蓝调》在科学、说故事和深知灼见之间，取得近乎完美的平衡，行文清晰透彻，快意十足。」──《新政治家》杂志（New Statesman）

　　「珍娜．莱文以清楚易懂的方式阐明这项成就的科学要点，并呈现支持好几代科学家走上这条追寻道路的深刻个人执迷。她也成功描绘了达成这项成果必须支付的成本──不仅是财务成本（这是大科学最真实的定义），许多时候，也要付出个人代价……发人深省。」──《自然》杂志

　　「我所读过最令人着迷、写作最优美的书之一……珍娜．莱文透过特定事件揭开宇宙奥祕，以小说家的才情，记述这项科学上的胜利，道出一个更庞大的故事，涉及人类的精神、面对无数阻碍的坚定独创性，还有那份有点神祕、非理性的驱动力，驱使科学家为这项壮举奉献一生，在过程中饱受不确定性、频繁失败、大众正面评价不足的折磨。」──玛丽亚．波普娃（Maria Popova），「智慧选择」网站www.brainpickings.org

　　「珍娜．莱文反转了惯常公式，她先从人和故事出发，再让科学现身，直到最后科学与人合而为一……巧妙绝伦。」──《週日泰晤士报》

　　「珍娜．莱文完美再现一项大规模科学实验快步调、前瞻性、反官僚的氛围，但她也把几十年来有时可能危害到实验成功的人际纷争赤裸裸摊开。作者善于融合背景脉络来呈现人的特质，他们面对的不是只侷限于物理学实验的范畴，而是令人眼花撩乱的各种利害关系──当然从一开始便攸关取得诺贝尔奖的成败。这份书写「人」的能耐，让她对开路先锋们的描绘显得格外动人。」──《科克斯书评》（Kirkus Reviews）星级评论

　　「如小说般引人入胜……这本书富感染力、风趣，充满适时又深入的洞察，是我读过最真实描写科学探究活动的精彩着作。」──科普作家麦克．布鲁克斯（Michael Brooks），《新政治家》杂志「二○一六年度选书」

　　「珍娜．莱文这本书文风优美、明晰易懂，适时让我们知道一项可能为人类对宇宙的了解开启全新篇章的非凡成就，究竟是如何达成的。」──《週日邮报》

　　「任何有意以科学为业的人，或是热切想知道科学的新领域如何向前推展的人，本书都值得一读为快。」──《旧金山书评》

　　「重力波被视为现代宇宙学的圣杯和宇宙的电影配乐，难以捉摸……珍娜．莱文讲述过去五十年来对重力波的戏剧性探索，这个故事一直都只有深入参与计画的人才知道，直到现在。」──美国国家公共广播电台（NPR）

　　「热烈……辛酸……迷人……值得一说的故事。」──《科学杂志》

科学界推崇

　　「阅读珍娜．莱文这本书是一次愉悦的享受。她以幽默、理解的笔调，描写了从天文学来源侦测重力波的研究计画背后的人文故事，介绍了一群满怀希望、坚毅执着的科学家。多年来，他们一直在科技前线奋战，不断改进机器的灵敏度，努力探测阿尔伯特．爱因斯坦于一九一六年预言的重力波，并在他提出概念一世纪之后有了重大发现。作为一名专业的天文物理学者和黑洞现象学专家，对于计画所达成的非凡成就，她的解释深入浅出，生动易读。」──莱纳．魏斯，麻省理工学院物理学系荣誉退休教授

　　「这部文笔优美的着作引领读者打开通往宇宙的『重力波之窗』，探索宇宙变形的奥祕：黑洞碰撞与时空弯曲引发的其他天文现象。作为重力波探索活动的参与者，我为珍娜．莱文的表现喝彩，她把我们的愿景、奋斗过程，以及在成功道路上克服一切艰难险阻的精神都刻划得淋漓尽致。」──基普．索恩，着名理论物理学家、《星际效应：电影幕后的科学事实、推测与想像》作者

　　「如果开创荒诞新闻学的亨特．汤普森（Hunter Thompson）挤出时间攻读了物理学博士学位，并且对重力波产生了浓厚兴趣，他就有可能写出这样一本书。当然，这只是假设。珍娜．莱文的这部着作睿智、新颖，道出了重力波科学家的心声。」──艾伦．莱特曼（Alan Lightman），麻省理工学院人文学科教授、《偶然的宇宙》作者

　　「这部精彩的作品是科学与真实电影的结合体。珍娜．莱文把我们带进了一个令人陶醉的世界：科学家绞尽脑汁，试图探测宇宙最微弱的低语──重力波。故事的主线是倾听……有史以来最灵敏、最坚决、最执着的倾耳细听。作者的观察深入敏锐，文笔情感洋溢，对这场科学追寻的描写将深深打动你心。」──史蒂芬．斯托盖茨（Steven Strogatz），康奈尔大学数学系教授、《Ｘ的奇幻旅程》作者
 

引力波的涟漪：从宇宙的诞生到黑洞的合唱 本书带领读者踏上一场宏伟的旅程，探索人类如何从伽利略时代对天体运行的观察，逐步发展出理解宇宙的全新感官——引力波探测。这不是一部专注于某个具体奖项或某项技术突破的编年史，而是一部关于人类求知欲、跨学科合作以及对宇宙终极奥秘不懈追寻的史诗。 我们首先回到宇宙的黎明。在宇宙大爆炸发生的最初几瞬间，时空本身经历了剧烈的扭曲和拉伸。这些古老的涟漪，如果能被捕获，将是直接描绘宇宙诞生瞬间的“婴儿照片”。本书详细阐述了现代宇宙学如何预测了这些极早期引力波的特征，以及科学家们正如何设计下一代更灵敏的探测器，试图捕捉这些微弱的信号，从而解开宇宙暴胀理论的谜团。 随后，叙事焦点转向宇宙中最极端、最引人入胜的天体——黑洞。黑洞不仅仅是引力强大的陷阱，它们是时空几何的终极体现。本书深入探讨了爱因斯坦广义相对论如何预言了这些奇异实体的存在，并解释了黑洞如何通过合并——宇宙中最暴烈的事件之一——产生强大的引力波。我们将追随两到三颗恒星质量黑洞的漫长死亡与融合过程，通过纯粹的数学推导和物理模型，重现它们在合并前最后几秒内发出的“啁啾”声，如同聆听宇宙中最深沉的交响乐。我们分析了这些合并事件如何塑造了我们对恒星演化、星系形成乃至宇宙中重元素起源的理解。 本书并没有止步于黑洞。我们详细考察了另一类重要的引力波源：中子星合并。当两颗致密的中子星——宇宙中密度最大的物质结构——相互螺旋靠近并最终撞击时，它们不仅会释放出引力波，还会抛洒出大量物质，这些物质是形成金、铂等贵金属的“工厂”。通过结合引力波数据和电磁波观测（多信使天文学），读者将亲身体验到跨越不同物理现象的综合研究如何以前所未有的精度揭示了元素在宇宙中的循环过程。 探索引力波的过程，本质上是一场工程学的奇迹。本书将笔触伸向了地面上的巨大探测设施。我们没有着重描述这些设施如何赢得某个特定的国际荣誉，而是聚焦于其背后的科学哲学和技术挑战。想象一下，如何在一个地球上建造两个相隔数千公里的巨大真空臂，并通过激光干涉测量光程中原子核直径万分之一的微小变化。我们探讨了如何屏蔽地球上所有可能的噪声——从远方的卡车经过、海浪的拍打，到甚至是最微小的热噪声和量子涨落——以期捕捉到宇宙深处发出的微弱时空颤动。这部分内容颂扬了无数工程师和物理学家在极端精度控制和噪声抑制方面所付出的非凡努力。 更进一步，本书拓展了引力波天文学的未来视野。我们探讨了脉冲星计时阵（PTA）如何被用作天然的、跨越银河系的引力波天线，旨在捕捉超大质量黑洞在星系合并过程中发出的极低频率的引力波。我们还展望了未来的空间引力波探测器，它们将部署在太空中，以探测更低频率的信号，目标是捕捉早期宇宙的“嗡鸣声”，以及可能存在的奇异物理现象，例如宇宙弦的振动。 最终，这本书旨在说明，引力波探测不仅仅是一种新的观测手段，它标志着人类对物理现实理解的范式转变。我们不再仅仅依靠光或粒子来描绘宇宙，我们现在可以“听见”时空的结构本身是如何振动的。这是一种对宇宙更深层次、更本质的“倾听”，揭示了我们生活在一个远比我们感官所能直接察觉的、更加动态和和谐的宇宙之中。它讲述的是跨越数十载的理性坚持，对那些看似遥不可及的物理定律的信任，以及最终将理论预言转化为可测量的现实的伟大历程。这是一部关于科学如何拓宽人类感官边界的探索之歌。

作者序
推荐序
第一章 黑洞碰撞
第二章 宇宙的声音
第三章广义相对论
第四章引力波探测先驱
第五章错误的宣言
第六章 「四十米」实验室
第七章 蓝皮书与三巨头
第八章 发现脉冲星
第九章 实验室里的开拓者
第十章 汉福德天文台
第十一章 臭鼬工厂
第十二章 霍金的赌局
第十三章 罗生门事件
第十四章 利文斯顿天文台
第十五章 一群探索宇宙奥秘的人
第十六章 与时间赛跑
尾声

 

第一章：黑洞碰撞

在宇宙的某个地方，两个黑洞发生了碰撞。这两个黑洞与恆星的质量差不多，体积只有一般城市那么大，是名符其实的黑洞（里面空荡荡的，没有一丝光）。在碰撞发生前的最后几秒钟里，它们在重力束缚下一起绕着最终接触点完成了数千次的旋转，使时空发生了剧烈震盪。碰撞之后，这两个黑洞合併起来，形成了一个更大的黑洞。黑洞碰撞是宇宙诞生之后威力最大的一个现象，释放出的能量超过1021个太阳的能量。碰撞发生时一片黑暗，撞击所爆发的能量都不会以光的形式逸出，所以用任何望远镜都无法观察到。

黑洞合併时，无数能量以纯重力的形式放射而出，时空的形状泛起涟漪，也就是重力波。即使有太空人正好在附近也不会看见任何异常现象。不过，她所在的空间也会随之震盪，对她挤压、拉伸，使她的身形发生变化。如果靠得够近，她的听觉机制会随之振动，也就是说，她可以听见重力波。在空无一物的黑暗中，她可以听见时空发出的声音（如果黑洞没有夺走她的生命）。重力波就像不需要物质媒介的声音，在黑洞相互碰撞时，就会发出这样的声音。

没有人听过重力波的声音，也没有任何仪器留下清楚无误的纪录。重力波以光速传播，从碰撞点传导到地球可能需要十亿年的时间。而且在到达地球之前，黑洞碰撞发出的声音已经微弱到难以察觉了，甚至比这种程度的微弱还小声，以至于用语言根本无法形容。在重力波抵达地球时，空间的震盪会引起距离的相对变化，在相当于三个地球并排的跨距上位移了一个原子核的宽度 。

半个世纪之前，一股记录天空中各种声音的潮流悄然兴起。LIGO（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，雷射干涉仪重力波天文台）是美国国家科学基金会（NSF，为基础性科学研究提供支持的美国联邦政府独立机构）迄今为止投入最多资金的项目。有两部LIGO探测器，一部位于华盛顿州汉福德（Hanford），另一部在路易斯安那州利文斯顿（Livingston），各佔地四平方公里。LIGO的整体成本超过十亿美元，参与合作的全球科学家和工程师有数百人之多，是所在专业领域和几十年来科技创新的累积成果。

评分☆☆☆☆☆

“黑洞蓝调：诺贝尔奖LIGO团队探索重力波五十年，人类对宇宙最执着的倾听”——这个书名如同一首激昂的交响乐，瞬间吸引了我。它不仅仅是一个关于科学发现的书名，更像是一个引人入胜的故事的开篇，让我好奇心爆棚。我想象着，在这本书中，一定充满了科学家的智慧、勇气和不懈的努力。五十年，这是一个多么漫长的时间跨度，足以见证一个伟大的发现是如何孕育和诞生的。LIGO团队，这个名字代表了人类在理解宇宙方面迈出的革命性一步。重力波，这个曾经只存在于理论中的概念，如今终于被我们捕捉到，这无疑是人类探索宇宙历史上的一座里程碑。这本书，一定能带我进入一个全新的视角，去理解宇宙的运作方式，去感受宇宙的宏伟与神秘。它不仅仅是知识的传递，更是一种精神的启迪，激励着我们去探索未知，去挑战极限。

评分☆☆☆☆☆

当我看到“黑洞蓝调：诺贝尔奖LIGO团队探索重力波五十年，人类对宇宙最执着的倾听”这个书名时，我的第一反应是：这绝对是一本值得深入阅读的书。这个标题巧妙地将科学的严谨性与文学的感性相结合，“黑洞蓝调”勾勒出宇宙深邃而迷人的色彩，而“重力波”则代表了物理学的最前沿探索。LIGO团队五十年的不懈努力，本身就是一个关于坚持、创新和奉献的宏大故事。作为读者，我非常好奇，那些在实验室里度过无数日夜的科学家们，是如何一步步接近真相的？他们是如何克服技术上的巨大难题，最终捕捉到那些来自宇宙深处的信号的？“人类对宇宙最执着的倾听”这句话，更是触动了我内心深处的好奇和对未知世界的向往。这不仅仅是一本讲述科学发现的书，它更是在歌颂人类探索精神的伟大，激励我们保持对世界的好奇心，永不停止求索的脚步。我期待在这本书中，能够感受到宇宙的宏伟，理解科学的魅力，并被科学家们那份执着的精神所鼓舞。

评分☆☆☆☆☆

读到这本书的书名，我的脑海里立刻浮现出无数个关于宇宙的宏大画面。那“黑洞蓝调”，不禁让我联想到宇宙最深邃、最神秘的角落，也许那里隐藏着我们尚未知晓的秘密，而重力波，就像是穿越时空的信息传递者，带着黑洞碰撞、星体合并时产生的“声音”穿越亿万光年抵达我们这里。LIGO团队，这个名字本身就承载着无数的荣耀和坚持，他们经历了漫长的探索，克服了难以想象的技术挑战，才终于在五十年后，让这“宇宙的低语”不再是理论，而是可被探测的现实。这是一种多么伟大的执着！想想看，为了捕捉到那极其微弱的信号，他们需要多么精密的仪器，多么严谨的科学态度，以及多么坚定的信念。这本书，不仅仅是讲述科学发现，更是在展现人类探索未知的那种原始而强大的驱动力。它让我思考，我们是如何从仰望星空，一步步走到倾听宇宙的脉搏。这种从无到有，从理论到实践的飞跃，本身就足够令人敬畏。这不仅仅是科学家的胜利，更是全人类求知欲的胜利。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字就带着一种史诗感和神秘感。“黑洞蓝调”——这四个字瞬间就勾勒出宇宙深邃而悠远的旋律，仿佛能听到时空本身的低语。而“诺贝尔奖LIGO团队探索重力波五十年”则揭示了其核心内容，这是一个关于人类不懈追求、突破极限的真实故事。最后，“人类对宇宙最执着的倾听”更是点睛之笔，它赋予了这项科学探索一种近乎哲学的高度，仿佛我们正试图与宇宙的古老灵魂对话。我无法想象，在过去五十年里，有多少个日夜，多少双眼睛凝视着冰冷的仪器，多少颗心怀揣着对未知的渴望，才最终捕捉到那来自遥远宇宙深处的微弱颤动。这本书，听名字就足以让人心潮澎湃，充满了对科学精神的敬意，也饱含了对宇宙奥秘的好奇。我迫不及待地想知道，那些科学家们是如何一步步克服重重困难，将那些抽象的理论转化为触手可及的现实。重力波，这个曾经只存在于爱因斯坦的方程中的概念，如今真的被我们“听”到了，这是多么震撼人心的成就！这本书，不仅仅是科学故事，更是一曲关于人类智慧和勇气的赞歌。

评分☆☆☆☆☆

我被这本书的标题深深吸引了。“黑洞蓝调”这个词组，充满了艺术感和想象力，它立刻将我带入了一个充满神秘与深邃的宇宙图景。紧随其后的“诺贝尔奖LIGO团队探索重力波五十年”则提供了坚实的科学背景，让我知道这本书所讲述的，是真实发生过的、具有里程碑意义的科学成就。五十年，这是多么漫长而又充满挑战的征程！从理论的猜想到实验的验证，再到最终的发现，这其中凝聚了多少科学家的心血和智慧。而“人类对宇宙最执着的倾听”则升华了整个主题，它不仅仅是技术的突破，更是人类对宇宙本质的深刻探究和永不放弃的精神象征。我想象着，在这本书里，我将读到科学家们如何克服重重困难，如何从纷繁复杂的数据中捕捉到那微弱的信号，如何将那些抽象的物理概念变得生动易懂。这本书，对我来说，不仅是对宇宙奥秘的一次探索，更是对人类不屈不挠、追求真理的精神的一次致敬。