黑洞藍調：諾貝爾奬LIGO團隊探索重力波五十年，人類對宇宙最執著的傾聽 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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原文作者： Janna Levin

圖書標籤:

• 重力波
• LIGO
• 黑洞
• 天文學
• 物理學
• 諾貝爾奬
• 宇宙學
• 科學史
• 探測器
• 引力理論

．2017年諾貝爾物理學奬得主基普．索恩等科學傢與LIGO科學傢們相知相惜，纔華洋溢的動人故事
．電影《星際效應》中，人類捕捉到重力波、和宇宙溝通的熱血真實版
．證明瞭愛因斯坦的天纔預言，補足瞭廣義相對論缺失的「最後一塊拼圖」
．一本瞭解黑洞與相對論發展的最前沿天文物理學科普讀本
．一百年來的重力波探測編年史，為人類探索宇宙生成開闢瞭全新的觀測方式

　　「在宇宙上演的不是一齣默劇，因為宇宙其實不是一片死寂。」──珍娜．萊文

　　這是人類對宇宙最靈敏、最執著的傾耳細聽……
　　一群科學傢天纔奇想，冀圖捕捉宇宙重力波傳來的微弱「聲音」，
　　另闢蹊徑證實瞭黑洞的存在，以及宇宙起源的在場證明……

　　LIGO科學傢捕捉到重力波的重大成就，如同伽利略發明瞭望遠鏡，
　　我們得以透過重力波這位「新任宇宙信使」，探索前所未知的宇宙理論，
　　重新理解宇宙的誕生。

　　一九一六年，愛因斯坦預測瞭重力波的存在。一世紀之後，人類記錄到來自太空的第一波聲音，證明由黑洞碰撞造成的重力波確實存在，而探測到重力波的LIGO科學團隊成員萊納．魏斯、基普．索恩以及巴裏．巴利許，也因此重大成就獲得二○一七年諾貝爾物理學奬。

　　到底是什麼樣的瘋狂團隊做齣的天纔豪賭，想要在相當於地球周長一韆億倍的距離範圍內，測量齣比人頭發的直徑還要小的變化？而留給測量的時間或許不到一秒鍾。而且，沒有人知道這種極微小的變化何時會發生……

　　本書作者珍娜．萊文先從人和故事齣發，描繪瞭主導LIGO計畫的首席科學傢們各自的文化背景與鮮明個性，如何左右計劃的成敗，彷彿是美劇《宅男行不行》的進階真人版，之後再讓科學現身，直到最後科學與人閤而為一，翔實的調查與如歌的寫作，呈現近五十年來精彩的重力波科學探測史。

　　像是LIGO 的靈魂人物萊納．魏斯，自小就沉迷音響，曾為瞭追求愛情輟學並苦學鋼琴，還因為不懂相對論卻又要授課，隻好絞盡腦汁想齣一些「思想實驗」來解釋抽象艱澀的理論，這些經曆因此讓他發想齣 LIGO 實驗的主體設計。基普．索恩雖然齣生於教規嚴格的摩門教傢庭，卻崇尚波希米亞式的自由之風，他另闢蹊徑沉思宇宙，提齣經由探測重力波發齣的聲音，也多虧他的前瞻眼光，纔讓計畫好幾次免於夭摺。另一位來自蘇格蘭的科學傢朗納．德瑞福纔華橫溢卻個性瘋狂，有著「科學界莫劄特」的稱號，但他暴躁的脾氣卻難以跟其他科學傢閤作，最後甚至被踢齣LIGO團隊抑鬱而終。一般鹹信若他還在世，諾貝爾物理學奬一定有他一份。

　　這幾位主導LIGO 的科學傢跟一般人一樣都有性格上的缺陷，卻能彼此相知相惜，正是這般人性與科學摩擦碰撞的熱力，五十年來持續支撐瞭這個遠大的科學計畫。即便LIGO成立以來曆經波摺，先是研究成員被懷疑是蘇聯間諜而被FBI跟監，龐大的計畫與開支長期遭到各種無情的攻擊、質疑與奚落，甚至團隊內部還曾為瞭德瑞福的去留而分裂成兩派。作者以第一手採訪，引人入勝的筆觸，娓娓敘說其間的驚奇、失望、成就、風險，描繪齣一幅史無前例的現代科學麵貌。

　　本書是一部重力波編年史，一份宇宙曆史的聲音紀錄，一場無聲電影的配樂，要嚮一次異想天開、氣勢恢宏而充滿艱辛的實驗壯舉獻上敬意，並且稱頌那份鍥而不捨的科學壯誌。

　　作者 TED 演講：宇宙發齣的聲音（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

名人推薦

　　蔔宏毅（加拿大圓周理論物理研究所博士後研究員）名詞審校
　　遊輝樟（國立成功大學物理學係教授） 專文導讀

　　江國興（國立清華大學天文研究所教授）
　　餘海禮（中研院物理所研究員）
　　周翊（國立中央大學天文研究所教授）
　　高湧泉（國立颱灣大學物理學係教授）
　　陳文屏（國立中央大學天文所講座教授）
　　黃崇源（國立中央大學天文研究所教授）    專業推薦  

媒體佳評

　　「一個魅力非凡的說故事的人……珍娜．萊文以齣色的技巧，將科學與生活和諧交融。」──《紐約時報》書評

　　「頂級之作……對於有興趣瞭解科學如何運作，並關注人類想像力與纔能所具有之力量的人，本書都是一部傑作。」──《華爾街日報》

　　「詩意之作……讓讀者禁不住一起分享作者的驚訝、擔憂與同情。」──《紐約書評》

　　「充滿趣味與灼見……生動描繪的人物與性格衝突，讓人一讀便迅速入迷。」──《富比士》雜誌

　　「關於呈現科學發現幕後的心傷與艱苦，恐怕再也想不齣有比本書更精彩的敘事方式瞭。《黑洞藍調》在科學、說故事和深知灼見之間，取得近乎完美的平衡，行文清晰透徹，快意十足。」──《新政治傢》雜誌（New Statesman）

　　「珍娜．萊文以清楚易懂的方式闡明這項成就的科學要點，並呈現支持好幾代科學傢走上這條追尋道路的深刻個人執迷。她也成功描繪瞭達成這項成果必須支付的成本──不僅是財務成本（這是大科學最真實的定義），許多時候，也要付齣個人代價……發人深省。」──《自然》雜誌

　　「我所讀過最令人著迷、寫作最優美的書之一……珍娜．萊文透過特定事件揭開宇宙奧祕，以小說傢的纔情，記述這項科學上的勝利，道齣一個更龐大的故事，涉及人類的精神、麵對無數阻礙的堅定獨創性，還有那份有點神祕、非理性的驅動力，驅使科學傢為這項壯舉奉獻一生，在過程中飽受不確定性、頻繁失敗、大眾正麵評價不足的摺磨。」──瑪麗亞．波普娃（Maria Popova），「智慧選擇」網站www.brainpickings.org

　　「珍娜．萊文反轉瞭慣常公式，她先從人和故事齣發，再讓科學現身，直到最後科學與人閤而為一……巧妙絕倫。」──《週日泰晤士報》

　　「珍娜．萊文完美再現一項大規模科學實驗快步調、前瞻性、反官僚的氛圍，但她也把幾十年來有時可能危害到實驗成功的人際紛爭赤裸裸攤開。作者善於融閤背景脈絡來呈現人的特質，他們麵對的不是隻侷限於物理學實驗的範疇，而是令人眼花撩亂的各種利害關係──當然從一開始便攸關取得諾貝爾奬的成敗。這份書寫「人」的能耐，讓她對開路先鋒們的描繪顯得格外動人。」──《科剋斯書評》（Kirkus Reviews）星級評論

　　「如小說般引人入勝……這本書富感染力、風趣，充滿適時又深入的洞察，是我讀過最真實描寫科學探究活動的精彩著作。」──科普作傢麥剋．布魯剋斯（Michael Brooks），《新政治傢》雜誌「二○一六年度選書」

　　「珍娜．萊文這本書文風優美、明晰易懂，適時讓我們知道一項可能為人類對宇宙的瞭解開啓全新篇章的非凡成就，究竟是如何達成的。」──《週日郵報》

　　「任何有意以科學為業的人，或是熱切想知道科學的新領域如何嚮前推展的人，本書都值得一讀為快。」──《舊金山書評》

　　「重力波被視為現代宇宙學的聖杯和宇宙的電影配樂，難以捉摸……珍娜．萊文講述過去五十年來對重力波的戲劇性探索，這個故事一直都隻有深入參與計畫的人纔知道，直到現在。」──美國國傢公共廣播電颱（NPR）

　　「熱烈……辛酸……迷人……值得一說的故事。」──《科學雜誌》

科學界推崇

　　「閱讀珍娜．萊文這本書是一次愉悅的享受。她以幽默、理解的筆調，描寫瞭從天文學來源偵測重力波的研究計畫背後的人文故事，介紹瞭一群滿懷希望、堅毅執著的科學傢。多年來，他們一直在科技前綫奮戰，不斷改進機器的靈敏度，努力探測阿爾伯特．愛因斯坦於一九一六年預言的重力波，並在他提齣概念一世紀之後有瞭重大發現。作為一名專業的天文物理學者和黑洞現象學專傢，對於計畫所達成的非凡成就，她的解釋深入淺齣，生動易讀。」──萊納．魏斯，麻省理工學院物理學係榮譽退休教授

　　「這部文筆優美的著作引領讀者打開通往宇宙的『重力波之窗』，探索宇宙變形的奧祕：黑洞碰撞與時空彎麯引發的其他天文現象。作為重力波探索活動的參與者，我為珍娜．萊文的錶現喝彩，她把我們的願景、奮鬥過程，以及在成功道路上剋服一切艱難險阻的精神都刻劃得淋灕盡緻。」──基普．索恩，著名理論物理學傢、《星際效應：電影幕後的科學事實、推測與想像》作者

　　「如果開創荒誕新聞學的亨特．湯普森（Hunter Thompson）擠齣時間攻讀瞭物理學博士學位，並且對重力波産生瞭濃厚興趣，他就有可能寫齣這樣一本書。當然，這隻是假設。珍娜．萊文的這部著作睿智、新穎，道齣瞭重力波科學傢的心聲。」──艾倫．萊特曼（Alan Lightman），麻省理工學院人文學科教授、《偶然的宇宙》作者

　　「這部精彩的作品是科學與真實電影的結閤體。珍娜．萊文把我們帶進瞭一個令人陶醉的世界：科學傢絞盡腦汁，試圖探測宇宙最微弱的低語──重力波。故事的主綫是傾聽……有史以來最靈敏、最堅決、最執著的傾耳細聽。作者的觀察深入敏銳，文筆情感洋溢，對這場科學追尋的描寫將深深打動你心。」──史蒂芬．斯托蓋茨（Steven Strogatz），康奈爾大學數學係教授、《Ｘ的奇幻旅程》作者
 

引力波的漣漪：從宇宙的誕生到黑洞的閤唱 本書帶領讀者踏上一場宏偉的旅程，探索人類如何從伽利略時代對天體運行的觀察，逐步發展齣理解宇宙的全新感官——引力波探測。這不是一部專注於某個具體奬項或某項技術突破的編年史，而是一部關於人類求知欲、跨學科閤作以及對宇宙終極奧秘不懈追尋的史詩。 我們首先迴到宇宙的黎明。在宇宙大爆炸發生的最初幾瞬間，時空本身經曆瞭劇烈的扭麯和拉伸。這些古老的漣漪，如果能被捕獲，將是直接描繪宇宙誕生瞬間的“嬰兒照片”。本書詳細闡述瞭現代宇宙學如何預測瞭這些極早期引力波的特徵，以及科學傢們正如何設計下一代更靈敏的探測器，試圖捕捉這些微弱的信號，從而解開宇宙暴脹理論的謎團。 隨後，敘事焦點轉嚮宇宙中最極端、最引人入勝的天體——黑洞。黑洞不僅僅是引力強大的陷阱，它們是時空幾何的終極體現。本書深入探討瞭愛因斯坦廣義相對論如何預言瞭這些奇異實體的存在，並解釋瞭黑洞如何通過閤並——宇宙中最暴烈的事件之一——産生強大的引力波。我們將追隨兩到三顆恒星質量黑洞的漫長死亡與融閤過程，通過純粹的數學推導和物理模型，重現它們在閤並前最後幾秒內發齣的“啁啾”聲，如同聆聽宇宙中最深沉的交響樂。我們分析瞭這些閤並事件如何塑造瞭我們對恒星演化、星係形成乃至宇宙中重元素起源的理解。 本書並沒有止步於黑洞。我們詳細考察瞭另一類重要的引力波源：中子星閤並。當兩顆緻密的中子星——宇宙中密度最大的物質結構——相互螺鏇靠近並最終撞擊時，它們不僅會釋放齣引力波，還會拋灑齣大量物質，這些物質是形成金、鉑等貴金屬的“工廠”。通過結閤引力波數據和電磁波觀測（多信使天文學），讀者將親身體驗到跨越不同物理現象的綜閤研究如何以前所未有的精度揭示瞭元素在宇宙中的循環過程。 探索引力波的過程，本質上是一場工程學的奇跡。本書將筆觸伸嚮瞭地麵上的巨大探測設施。我們沒有著重描述這些設施如何贏得某個特定的國際榮譽，而是聚焦於其背後的科學哲學和技術挑戰。想象一下，如何在一個地球上建造兩個相隔數韆公裏的巨大真空臂，並通過激光乾涉測量光程中原子核直徑萬分之一的微小變化。我們探討瞭如何屏蔽地球上所有可能的噪聲——從遠方的卡車經過、海浪的拍打，到甚至是最微小的熱噪聲和量子漲落——以期捕捉到宇宙深處發齣的微弱時空顫動。這部分內容頌揚瞭無數工程師和物理學傢在極端精度控製和噪聲抑製方麵所付齣的非凡努力。 更進一步，本書拓展瞭引力波天文學的未來視野。我們探討瞭脈衝星計時陣（PTA）如何被用作天然的、跨越銀河係的引力波天綫，旨在捕捉超大質量黑洞在星係閤並過程中發齣的極低頻率的引力波。我們還展望瞭未來的空間引力波探測器，它們將部署在太空中，以探測更低頻率的信號，目標是捕捉早期宇宙的“嗡鳴聲”，以及可能存在的奇異物理現象，例如宇宙弦的振動。 最終，這本書旨在說明，引力波探測不僅僅是一種新的觀測手段，它標誌著人類對物理現實理解的範式轉變。我們不再僅僅依靠光或粒子來描繪宇宙，我們現在可以“聽見”時空的結構本身是如何振動的。這是一種對宇宙更深層次、更本質的“傾聽”，揭示瞭我們生活在一個遠比我們感官所能直接察覺的、更加動態和和諧的宇宙之中。它講述的是跨越數十載的理性堅持，對那些看似遙不可及的物理定律的信任，以及最終將理論預言轉化為可測量的現實的偉大曆程。這是一部關於科學如何拓寬人類感官邊界的探索之歌。

作者序
推薦序
第一章 黑洞碰撞
第二章 宇宙的聲音
第三章廣義相對論
第四章引力波探測先驅
第五章錯誤的宣言
第六章 「四十米」實驗室
第七章 藍皮書與三巨頭
第八章 發現脈衝星
第九章 實驗室裏的開拓者
第十章 漢福德天文颱
第十一章 臭鼬工廠
第十二章 霍金的賭局
第十三章 羅生門事件
第十四章 利文斯頓天文颱
第十五章 一群探索宇宙奧秘的人
第十六章 與時間賽跑
尾聲

 

第一章：黑洞碰撞

在宇宙的某個地方，兩個黑洞發生瞭碰撞。這兩個黑洞與恆星的質量差不多，體積隻有一般城市那麼大，是名符其實的黑洞（裏麵空蕩蕩的，沒有一絲光）。在碰撞發生前的最後幾秒鍾裏，它們在重力束縛下一起繞著最終接觸點完成瞭數韆次的鏇轉，使時空發生瞭劇烈震盪。碰撞之後，這兩個黑洞閤併起來，形成瞭一個更大的黑洞。黑洞碰撞是宇宙誕生之後威力最大的一個現象，釋放齣的能量超過1021個太陽的能量。碰撞發生時一片黑暗，撞擊所爆發的能量都不會以光的形式逸齣，所以用任何望遠鏡都無法觀察到。

黑洞閤併時，無數能量以純重力的形式放射而齣，時空的形狀泛起漣漪，也就是重力波。即使有太空人正好在附近也不會看見任何異常現象。不過，她所在的空間也會隨之震盪，對她擠壓、拉伸，使她的身形發生變化。如果靠得夠近，她的聽覺機製會隨之振動，也就是說，她可以聽見重力波。在空無一物的黑暗中，她可以聽見時空發齣的聲音（如果黑洞沒有奪走她的生命）。重力波就像不需要物質媒介的聲音，在黑洞相互碰撞時，就會發齣這樣的聲音。

沒有人聽過重力波的聲音，也沒有任何儀器留下清楚無誤的紀錄。重力波以光速傳播，從碰撞點傳導到地球可能需要十億年的時間。而且在到達地球之前，黑洞碰撞發齣的聲音已經微弱到難以察覺瞭，甚至比這種程度的微弱還小聲，以至於用語言根本無法形容。在重力波抵達地球時，空間的震盪會引起距離的相對變化，在相當於三個地球並排的跨距上位移瞭一個原子核的寬度 。

半個世紀之前，一股記錄天空中各種聲音的潮流悄然興起。LIGO（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，雷射乾涉儀重力波天文颱）是美國國傢科學基金會（NSF，為基礎性科學研究提供支持的美國聯邦政府獨立機構）迄今為止投入最多資金的項目。有兩部LIGO探測器，一部位於華盛頓州漢福德（Hanford），另一部在路易斯安那州利文斯頓（Livingston），各佔地四平方公裏。LIGO的整體成本超過十億美元，參與閤作的全球科學傢和工程師有數百人之多，是所在專業領域和幾十年來科技創新的纍積成果。

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當我看到“黑洞藍調：諾貝爾奬LIGO團隊探索重力波五十年，人類對宇宙最執著的傾聽”這個書名時，我的第一反應是：這絕對是一本值得深入閱讀的書。這個標題巧妙地將科學的嚴謹性與文學的感性相結閤，“黑洞藍調”勾勒齣宇宙深邃而迷人的色彩，而“重力波”則代錶瞭物理學的最前沿探索。LIGO團隊五十年的不懈努力，本身就是一個關於堅持、創新和奉獻的宏大故事。作為讀者，我非常好奇，那些在實驗室裏度過無數日夜的科學傢們，是如何一步步接近真相的？他們是如何剋服技術上的巨大難題，最終捕捉到那些來自宇宙深處的信號的？“人類對宇宙最執著的傾聽”這句話，更是觸動瞭我內心深處的好奇和對未知世界的嚮往。這不僅僅是一本講述科學發現的書，它更是在歌頌人類探索精神的偉大，激勵我們保持對世界的好奇心，永不停止求索的腳步。我期待在這本書中，能夠感受到宇宙的宏偉，理解科學的魅力，並被科學傢們那份執著的精神所鼓舞。

评分☆☆☆☆☆

這本書的名字就帶著一種史詩感和神秘感。“黑洞藍調”——這四個字瞬間就勾勒齣宇宙深邃而悠遠的鏇律，仿佛能聽到時空本身的低語。而“諾貝爾奬LIGO團隊探索重力波五十年”則揭示瞭其核心內容，這是一個關於人類不懈追求、突破極限的真實故事。最後，“人類對宇宙最執著的傾聽”更是點睛之筆，它賦予瞭這項科學探索一種近乎哲學的高度，仿佛我們正試圖與宇宙的古老靈魂對話。我無法想象，在過去五十年裏，有多少個日夜，多少雙眼睛凝視著冰冷的儀器，多少顆心懷揣著對未知的渴望，纔最終捕捉到那來自遙遠宇宙深處的微弱顫動。這本書，聽名字就足以讓人心潮澎湃，充滿瞭對科學精神的敬意，也飽含瞭對宇宙奧秘的好奇。我迫不及待地想知道，那些科學傢們是如何一步步剋服重重睏難，將那些抽象的理論轉化為觸手可及的現實。重力波，這個曾經隻存在於愛因斯坦的方程中的概念，如今真的被我們“聽”到瞭，這是多麼震撼人心的成就！這本書，不僅僅是科學故事，更是一麯關於人類智慧和勇氣的贊歌。

评分☆☆☆☆☆

我被這本書的標題深深吸引瞭。“黑洞藍調”這個詞組，充滿瞭藝術感和想象力，它立刻將我帶入瞭一個充滿神秘與深邃的宇宙圖景。緊隨其後的“諾貝爾奬LIGO團隊探索重力波五十年”則提供瞭堅實的科學背景，讓我知道這本書所講述的，是真實發生過的、具有裏程碑意義的科學成就。五十年，這是多麼漫長而又充滿挑戰的徵程！從理論的猜想到實驗的驗證，再到最終的發現，這其中凝聚瞭多少科學傢的心血和智慧。而“人類對宇宙最執著的傾聽”則升華瞭整個主題，它不僅僅是技術的突破，更是人類對宇宙本質的深刻探究和永不放棄的精神象徵。我想象著，在這本書裏，我將讀到科學傢們如何剋服重重睏難，如何從紛繁復雜的數據中捕捉到那微弱的信號，如何將那些抽象的物理概念變得生動易懂。這本書，對我來說，不僅是對宇宙奧秘的一次探索，更是對人類不屈不撓、追求真理的精神的一次緻敬。

评分☆☆☆☆☆

讀到這本書的書名，我的腦海裏立刻浮現齣無數個關於宇宙的宏大畫麵。那“黑洞藍調”，不禁讓我聯想到宇宙最深邃、最神秘的角落，也許那裏隱藏著我們尚未知曉的秘密，而重力波，就像是穿越時空的信息傳遞者，帶著黑洞碰撞、星體閤並時産生的“聲音”穿越億萬光年抵達我們這裏。LIGO團隊，這個名字本身就承載著無數的榮耀和堅持，他們經曆瞭漫長的探索，剋服瞭難以想象的技術挑戰，纔終於在五十年後，讓這“宇宙的低語”不再是理論，而是可被探測的現實。這是一種多麼偉大的執著！想想看，為瞭捕捉到那極其微弱的信號，他們需要多麼精密的儀器，多麼嚴謹的科學態度，以及多麼堅定的信念。這本書，不僅僅是講述科學發現，更是在展現人類探索未知的那種原始而強大的驅動力。它讓我思考，我們是如何從仰望星空，一步步走到傾聽宇宙的脈搏。這種從無到有，從理論到實踐的飛躍，本身就足夠令人敬畏。這不僅僅是科學傢的勝利，更是全人類求知欲的勝利。

评分☆☆☆☆☆

“黑洞藍調：諾貝爾奬LIGO團隊探索重力波五十年，人類對宇宙最執著的傾聽”——這個書名如同一首激昂的交響樂，瞬間吸引瞭我。它不僅僅是一個關於科學發現的書名，更像是一個引人入勝的故事的開篇，讓我好奇心爆棚。我想象著，在這本書中，一定充滿瞭科學傢的智慧、勇氣和不懈的努力。五十年，這是一個多麼漫長的時間跨度，足以見證一個偉大的發現是如何孕育和誕生的。LIGO團隊，這個名字代錶瞭人類在理解宇宙方麵邁齣的革命性一步。重力波，這個曾經隻存在於理論中的概念，如今終於被我們捕捉到，這無疑是人類探索宇宙曆史上的一座裏程碑。這本書，一定能帶我進入一個全新的視角，去理解宇宙的運作方式，去感受宇宙的宏偉與神秘。它不僅僅是知識的傳遞，更是一種精神的啓迪，激勵著我們去探索未知，去挑戰極限。