2016年度邵逸夫天文學獎平均頒予羅奈爾特．德雷弗 (Ronald W P Drever)、基普．索恩 (Kip S Thorne) 及雷納．韋斯 (Rainer Weiss)，以表彰他們對「激光干涉儀重力波觀測站」LIGO 的構思和設計。LIGO最近首次直接觀測到重力波，為天文探索開創了一個新方法。而首先偵測到的非凡事例為兩個星級質量的黑洞合併。

這發現於2016年公佈[1]，被譽為天文學上最有意義的發現之一，其重要性可從多個不同的角度觀看。簡而言之，以前只能通過電磁 輻射或高能粒子觀察宇宙，現在LIGO卻提供了第三個方法。因此，LIGO創建了一個全新的天文學分支，在完全缺乏其他天文信號的 情況下，都能讓我們觀察和研究天文現象。這項新方法有著革命性的影響，猶如射電天文學當年出現，脈衝星和類星體才跟著被發現。

LIGO直接觀測重力輻射的存在，驗證了廣義相對論的一項基本 預測。認為這種重力波應該存在，一般論據是基於因果律，而如今LIGO發現了重力波，證明這種基本預期是正確的，令人深感滿意。然而，LIGO探測重力波的最重要意義並不在於證實時空會呈現 微弱波動，因為通過雙星系統內脈衝星軌道所呈現的衰減，這早已經間接被證實。真正重要的是所測獲的重力波源於強力和劇變 的引力體系，而這個領域，正好能夠展示黑洞的特性。

自從在1960年代發現類星體，黑洞一直是天文學界討論的一個課題，但幾乎所有對黑洞存在的論據都是間接的。在X射線雙星，或是在星系的中心，我們看到質量巨大而又緊致的物體，除了黑洞以外，它們在標準的相對論引力理論中無從解釋。不過，不同的重力學說可能會改變這個結論，例如提高中子星的質量極限；但由於沒有直接探查 廣義相對論的有關特徵，譬如視界，便無法說明黑洞的存在。如果 能證明視界存在，將會是向前邁進一大步。(一些硏究計劃，例如發展視界望遠鏡，便定此為目標。) 但是LIGO已經成功說明黑洞的存在；再者，它不僅探測到在強大引力下的時空結構，並且能觀察其動態的演變。其間發出的信號，正如預期中一對黑洞合併的信號，甚至在最終形成單一黑洞的過程中，視界的響鈴振動細節，都精確地與數值和分析計算所得的預測吻合，這一切都推動相對論引力的驗證進入一個嶄新的時代。

LIGO用了超過四十年的時間，集合許多科學家們的努力，才取得現在的成就，或許這是此工作最令人欽佩的特點。一直以來，LIGO計劃總是緊密地恪守著於1989年提交給美國國家自然科學基金會 建議書中的構思進行。德雷弗和韋斯是實驗物理學家，他們的風格 迥異。前者較憑直覺工作，後者則比較著重分析。索恩是理論物理 學家，專注相對論。LIGO的運作需要龐大的團隊。有幸歷屆的項目主任皆能領導LIGO前進，遂步克服困難，提高儀器靈敏度，才能夠探測到巨大物體高速運動時產生的非線性時空漣漪，如此大團隊的協作成就，也許只有於2012年在歐洲核子研究中心發現 希格斯玻色子可以相提並論。

[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).

邵逸夫天文學獎遴選委員會

2016年5月31日  香港