9月14日下午两点半，山东大学“大家讲坛 ”系列题为“引力波与引力本质—21世纪基础科学的革命性突破”的报告在中心校区邵逸夫科技馆报告厅举行。本次报告主讲人是中科院理论所研究员，中科院院士，空间引力波探测项目“空间太极计划”首席科学家吴岳良。
由于引力波的发现为探索宇宙的起源、形成和演化提供了一个全新的观测手段。引力波的精确测量和引力本质的深入研究也将引发21世纪基础科学又一次革命性突破。本次报告将介绍引力与引力波研究的背景、科学意义、引力波的发现以及我国引力波研究重大科研计划现状与未来。
吴岳良首先向同学们介绍了人类对极大宇宙的认识。宇宙的组分大部分是暗能量。只有极少部分是夸克物质。关于为什么21世纪是引力波的世纪的回答，吴岳良列举出21世纪物理学面临的大部分科学问题都和引力有关。引力波与电磁波不同，它可以观测到电磁波观测不到的地方，它的发现为人类探索宇宙的起源提出了新的手段。随后吴岳良向在座同学提问对暗物质的了解和认识。同学们表示，暗物质无法直接观测，但可以通过引力查看。而暗能量则是一种理论。吴岳良对同学们的回答表示了认同和鼓励。
接下来，吴岳良介绍了引力和电磁力的启示和里程碑进程。牛顿定律和库仑定律提出只介绍了引力的现象。直到1864年麦克斯韦预言电磁波存在是电磁力里程碑式的进展。电磁波存在最终由赫兹证实。爱因斯坦预言了引力波的存在。直到2016年，LIGO发表论文才直接证实引力波存在。引力波相对于电磁波的区别在于，它十分微弱，但与电磁波只能作用于带电微粒不同，它能产生于所有物质能量。由于它可以穿越所有物质，引力波可以揭示天体的整体运动。引力波极其微弱，因而对它的探测也很难，但是探测原理很简单。主要采用迈克尔孙干涉原理。美国、欧洲等开展了多个有关引力波探测的计划。中科院多个单位也合作开展了“空间太极计划”进行对引力波的探测。在引力波的应用上，时变地球重力卫星就可以提供高精度的地球重力场模型。例如对海平面高度的精准测量。
叙述完引力波的基本特性以及在科研各方面的应用，吴岳良从理论方面对引力波进行了阐述。受时代影响，爱因斯坦的相对论存在一定局限性。在上世纪50年代以后的数十年时间里，规范量子场论与粒子物理标准模型才一步步建立起来。其中很多成果是由许多科学家在研究生时期所得出的，由此，吴岳良建议同学们在研究生阶段可以做一些问题。接着，吴岳良对引力本质有关时空结构方面进行了总结。随着引力本质从牛顿理论之前到爱因斯坦相对论提出再到引力量子场论形成，时空结构也经历了时间、空间、物质相互独立到统一成为四维时空再到时空本身也是物质的变化。最后，吴岳良表示引力波将进一步推进人类认识时空结构，物质起源和宇宙演化，并将开启引力波物理学和引力宇宙新纪元。
在学生提问环节，对于引力波的速度，吴岳良表示引力波和光不同，有自相互作用，只在线性静止弱场情况下才等于光速。而在回答同学们有关时间是否存在的问题中，吴岳良还坦诚表示自己对目前流行的一些理论的看法。
本次报告会为同学们普及了引力波的重要发展历程，打开了同学们对引力波认知的新天地。
（文/薛梦凡）