引力波既然是波，必符合波粒二象性，爲何只見波卻不見粒子

愛因斯坦於1916年預言了引力波的存在，但遺憾的是，在他的畢生之年未曾有機會親身見證這種難以捉摸的現象的存在。2015年9月14日，這一天在物理史上將被永載史冊，因爲這一天，美國的激光干涉引力波天文臺（英文簡稱LIGO）接收到了第一個來自宇宙深處的引力波信號。截止到2018年底，LIGO和歐洲的Virgo探測器通過聯合觀測，又接收到了9起比較確信的雙黑洞合併事件產生的引力波，外加一起雙中子星合併事件產生的引力波。

引力波是廣義相對論中所預言的，發現引力波也就等於再次驗證了廣義相對論的正確性。那麼，引力波到底是什麼？它和我們常識中的波有什麼區別？通俗的來講，引力波就好像時空中的漣漪，時空受擾動後，這種擾動會像波一樣向外傳播，傳播的速度是光速。引力波帶來的效果之一就是使兩點間的距離有規律的振盪。正是通過精確測量地球上兩點間距離的變化，LIGO才探測到了引力波。

那麼，就物理學而言，既然稱之爲引力波，那它就必然具有波的特性。在量子力學中，波粒二象性可以算是是迄今爲止發現的最奇特的量子現象之一，它一開始是被用來定義光的性質，說光既能像波一樣向前傳播，同時又表現出粒子的特徵。應該說，在量子力學領域，波粒二象性已經得到了無數驗證，從理論上來說，引力波應該也要符合波粒二象性的特徵。但是，到目前爲止，科學家只看到了它們波的部分，卻從來沒有看到粒子的部分，這種粒子，就是指能傳遞引力的引力子。

仔細看，你看到了什麼？

就如同水波是由組成水的粒子構成的波一樣，物理學家們預期引力波也同樣是由粒子構成的。這些粒子就是所謂的引力子。在量子引力理論的框架下，引力子的作用就是傳遞引力，而引力是自然界固有的除電磁力、弱核力和強核力之外的第四種量子相互作用。所以物理學家認爲，引力子作爲引力的結果出現，而引力波應該由引力子構成。但是，物理學家們用盡了手段，就是找不到這種神秘的引力子。

目前，引力子是否存在，仍是物理學界的一個有爭議的話題。有許多學者試圖用儀器來探測它存在的真實性，最終都沒有得到理想的結果，對於它的存在仍然是一個謎。但從量子引力的觀點出發，引力子是必定存在的。引力在量子化時，引力能量必須由引力子作爲載體將能量傳遞到無限遠處，這是存在引力子的一種有說服力的理由。現在有一種觀點認爲，我們在三維空間中所熟悉的引力太微弱了，以至於無法探測到引力子，也許在更高維度的空間中，引力子纔會出現更明顯的特徵信號。一些物理學家現在寄希望於大型強子對撞機，在極高能標下的粒子碰撞也許能產生引力子。