2016年度邵逸夫天文学奖平均颁予罗奈尔特．德雷弗 (Ronald W P Drever)、基普．索恩 (Kip S Thorne) 及雷纳．韦斯 (Rainer Weiss)，以表彰他们对「激光干涉仪重力波观测站」LIGO 的构思和设计。LIGO最近首次直接观测到重力波，为天文探索开创了一个新方法。而首先侦测到的非凡事例为两个星级质量的黑洞合并。

这发现于2016年公布[1]，被誉为天文学上最有意义的发现之一，其重要性可从多个不同的角度观看。简而言之，以前只能通过电磁 辐射或高能粒子观察宇宙，现在LIGO却提供了第三个方法。因此，LIGO创建了一个全新的天文学分支，在完全缺乏其他天文信号的 情况下，都能让我们观察和研究天文现象。这项新方法有着革命性的影响，犹如射电天文学当年出现，脉冲星和类星体才跟着被发现。

LIGO直接观测重力辐射的存在，验证了广义相对论的一项基本 预测。认为这种重力波应该存在，一般论据是基于因果律，而如今LIGO发现了重力波，证明这种基本预期是正确的，令人深感满意。然而，LIGO探测重力波的最重要意义并不在于证实时空会呈现 微弱波动，因为通过双星系统内脉冲星轨道所呈现的衰减，这早已经间接被证实。真正重要的是所测获的重力波源于强力和剧变 的引力体系，而这个领域，正好能够展示黑洞的特性。

自从在1960年代发现类星体，黑洞一直是天文学界讨论的一个课题，但几乎所有对黑洞存在的论据都是间接的。在X射线双星，或是在星系的中心，我们看到质量巨大而又紧致的物体，除了黑洞以外，它们在标准的相对论引力理论中无从解释。不过，不同的重力学说可能会改变这个结论，例如提高中子星的质量极限；但由于没有直接探查 广义相对论的有关特征，譬如视界，便无法说明黑洞的存在。如果 能证明视界存在，将会是向前迈进一大步。(一些硏究计划，例如发展视界望远镜，便定此为目标。) 但是LIGO已经成功说明黑洞的存在；再者，它不仅探测到在强大引力下的时空结构，并且能观察其动态的演变。其间发出的信号，正如预期中一对黑洞合并的信号，甚至在最终形成单一黑洞的过程中，视界的响铃振动细节，都精确地与数值和分析计算所得的预测吻合，这一切都推动相对论引力的验证进入一个崭新的时代。

LIGO用了超过四十年的时间，集合许多科学家们的努力，才取得现在的成就，或许这是此工作最令人钦佩的特点。一直以来，LIGO计划总是紧密地恪守着于1989年提交给美国国家自然科学基金会 建议书中的构思进行。德雷弗和韦斯是实验物理学家，他们的风格 迥异。前者较凭直觉工作，后者则比较着重分析。索恩是理论物理 学家，专注相对论。LIGO的运作需要庞大的团队。有幸历届的项目主任皆能领导LIGO前进，遂步克服困难，提高仪器灵敏度，才能够探测到巨大物体高速运动时产生的非线性时空涟漪，如此大团队的协作成就，也许只有于2012年在欧洲核子研究中心发现 希格斯玻色子可以相提并论。

[1] B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration), “Observation of gravitational waves from a binary black hole merger”, Phys. Rev. Lett. 116, 061102 (2016).

邵逸夫天文学奖遴选委员会

2016年5月31日  香港