當年，牛頓以數學形式表述了萬有引力定律，使人們對引力有了初步的認識：引力是物質世界的一種客觀屬性，是一種即時超距作用，不需要傳遞的“信使”。任何物體附近都存在引力場，引力場也是一種特殊的物質。并在成功解釋彗星回歸、海王星的發(fā)現等問題上得到驗證。但是，牛頓引力理論后來在解釋水星近日點進動等問題上遇到了困難。愛因斯坦于1916年提出了廣義相對論，并預言宇宙中存在著引力波。愛因斯坦認為它是一種和電磁波一樣的波動，是時空曲率的擾動以行進波的形式向外傳遞，是以波形式傳播的時空擾動。

引力波又稱引力輻射，由加速運動的物體產生，在時間——空間結構中引起波動，并造成物質的變形。在廣義相對論領域里，引力以彎曲的時空存在，如恒星和星系對其他天體的影響是通過彎曲的時空而不是直接起作用。當恒星或星系改變其質量或運動時，其周圍時空產生相應的擾動，以引力輻射形式向外傳送，所到之處使其他天體發(fā)生扭曲和變形。

引力波非常難以測量，因為當他們到達地球的時候已經變得非常微弱了。甚至愛因斯坦都認為引力波可能永遠也探測不到。技術上來說，要觀測到引力波也是難上加難的，有人比喻為，測量銀河的寬度的誤差保持在3厘米之內。

我們日常所接觸的物體之間，引力波極其微弱，根本無法直接感知。例如一個電子產生的磁場要比它所產生的引力場強400億億億億億倍；像氫彈爆炸這樣駭人聽聞的現象所產生的引力波，也在現有探測器的靈敏度之外。只有在天體引力崩坍，如超新星爆發(fā)、中子星自轉、黑洞和星系核相撞等宏觀天體劇烈運動產生的引力波造成的時空畸變，才有可能被檢測到。

多年來，許許多多科學家致力于引力波的搜尋。但直到1974年10月，美國普林斯頓大學的約瑟夫·赫爾斯和拉塞爾·泰勒，應用世界上最強大的射電望遠鏡“阿雷西波”，發(fā)現距離地球1·6萬光年的脈沖星PSR1913+16，與它的黑暗伴星互繞。他們認為，這是最適宜于檢驗引力波理論的雙中子星系統(tǒng)，并為此進行了近20年的跟蹤觀測、研究，終于發(fā)現了PSR1913+16以300千米/秒的速度轉動周期，4年之間縮短了0.414秒。這意味著它的質量因不斷輻射引力波而逐漸耗損。公轉周期的變小率為（-2.40±0.09）×10（-12次方），這與根據廣義相對論的引力輻射阻尼理論預言的數值（-2.403±0.002）×10（-12次方）相吻合。從而間接證明了引力波的存在。赫爾斯和泰勒也因此榮獲1993年度諾貝爾物理學獎金。

這一發(fā)現引起物理學界的極大震動。普遍認為這項研究可能獲得的成果或許將實現人類恒星際航行的夢想，而且將為人類展現出一幅全新的物質世界圖景。

人們還不能直接探測到引力波，因為它的能量在廣闊無垠的宇宙空間中被大大“稀釋”了。如果能靠近一顆超新星，引力波就會把周圍的一切撕成碎片。但等引力波到達地球時，它只能令時空產生極其輕微的波動。

如果直接探測到引力波，我們將獲得一種觀測宇宙的全新方法。目前對于宇宙的了解大都是通過光學途徑獲取的，而引力波有可能成為了解遙遠天體的新手段，它將幫助我們獲取許多新知。

在對于宇宙的認識過程中，我們不斷向深度和廣度邁進，但永遠不可能洞察宇宙的全部奧秘。

胡豫生  寫于2000年10月發(fā)于2008.12.16