引力探測器體現了計算機網路的

『壹』 激光引力探測器的工作原理與什麼相似

引力波的存在是愛因斯坦在廣義相對論中提出的一個重要預言，引力波探測是當代物理學最重要的前沿領域之一。經過近半個世紀的艱苦努力，隨著幾個大型激光干涉儀引力波探測器在21世紀初的出現並於近幾年達到前所未有的靈敏度，引力波探測進入了一個嶄新的時代。人類有望在第二代地基激光干涉儀引力波探測器開始科學運行(約2015年)之後的幾年內，不僅可以直接探測到引力波，更將打開一扇觀測宇宙的新窗口。引力波探測也將成為繼電磁輻射、宇宙線和中微子之後，人類探索宇宙奧秘的又一重要手段。介紹了激光干涉儀引力波探測器的性能和工作原理，詳細分析了其關鍵部件，如：邁克爾孫干涉儀、法布里–珀羅腔、功率循環系統、激光器、清模器、倒擺、單體幾何反彈簧過濾器、真空系統等的結構、性能和工藝特點，展望了其廣闊的發展前景。
愛因斯坦的廣義相對論是20世紀人類在自然科學領域所取得的最輝煌的成就之一。它深刻地揭示了力學的本質，開創了近代物理學研究的新紀元。

引力波的探測是當代物理學重要的前沿領域之一。引力波的探測不僅對檢驗近代物理學的基礎——廣義相對論，揭示其豐富的非線性效應有著重要意義，而且為探討引力場的量子化和大統一模型，研究宇宙起源和演化提供了新途徑。
引力波的理論研究和實驗探測的發展催生了一門新興的交叉學科——引力波天文學

。由於引力輻射獨特的物理機制和特性，使得引力波天文學研究范圍更廣，能夠提供其
他天文觀測方法不可能獲得的信息，加深人們對宇宙中天體結構的認識。它以全新的手段和理念探尋宇宙中未知的質量體系，是繼以電磁輻射(如可見光、紅外線、紫外線、X射線、伽瑪射線和射電)為探測手段的傳統天文學之後，人類觀測宇宙的一個新窗口。
隨著理論研究的深入和實驗技術的進步，人類對引力波的探測終於在廣義相對論發表半個世紀之後開展起來。
但是，由於引力波信號非常弱，各種雜訊非常強，迄今為止還沒有
被直接探測到。引力波探測仍然是21世紀最具挑戰性的物理學難題之一。
引力波存在的間接證據來自於射電脈沖雙星的觀測。1974年美國物理學家泰勒(Tay-lor)和休爾斯(Hulse)利用位於波多黎各的Arecibo射電天文望遠鏡，發現了中子雙星PSR1913+16[6]
。隨後通過長達14年的連續觀測，他們的研究小組發現兩顆子星在繞其
質心公轉時，其軌道的半長軸逐漸變小，周期逐漸變短。根據廣義相對論，由兩個質量組成的體系，當兩個質量繞其質心轉動時，由於質量四極矩發生變化會產生引力輻射；輻射出的引力波帶走能量使系統的總能量減小，從而使軌道的半長軸變小，周期變短。目前，對這一系統超過30年的監測顯示，其軌道周期衰減率為廣義相對論所預言的由於引力輻射引起的周期衰減率的0.997±0.002倍
。這是迄今為止人類對廣義相對論最完美的檢驗，進一步
鞏固了廣義相對論在引力物理學中的地位，使人們看到了在宇宙中直接探測引力波的希望。泰勒和休爾斯也因此榮獲1993年諾貝爾物理學獎。
20世紀60年代，美國物理學家韋伯(Weber)領導的研究小組建成了世界上第一個引力波探測器——共振棒，將引力波從純理論研究帶入了可以進行實驗探測的時代[11,12]
。隨後在
全世界掀起了引力波探測的熱潮，幾年之內就有10多台共振棒引力波探測器建成運轉，中
國科學院高能物理研究所和中山大學也加入了這個行列。由於當時達到的靈敏度較低
(h≈10−15∼10−17)，探測頻帶很窄(約為幾赫茲)，這些嘗試都沒能取得成功。到了20世紀90年代，幾乎所有的共振棒都關閉了。韋伯的實驗雖然沒有得到預期的結果，但他仍不愧為一代物理學大師，他所開創的引力波直接探測的研究一直延續下來，發明的共振棒引力波探測器也一直在改進、升級和應用[18–21]
，成為目前的主流引力波探測器(激光干涉儀引力波探
測器)的補充和輔助。
用干涉儀探測引力波的想法是前蘇聯科學家哥森史特因(Gertsenshtein)和普斯托瓦伊特(Pustovoit)在1963年最先提出來的。美國麻省理工學院教授韋思(Weiss)也獨立地提出這個觀點，並在1971年對激光干涉儀進行了廣泛深入的研究和設計，考慮了幾乎所有的關鍵部件，辨認出主要雜訊源並全面論述了控制這些雜訊的方法。韋思的工作標志著激光干涉儀引力波探測器設計原型的誕生。到了20世紀80年代，若干小型樣機陸續建成，並用它們做了大量基礎研究，取得了寶貴的經驗。20世紀90年代，一些大型激光干涉儀引力波探
測器在世界各地開始籌建，迅速掀起了引力波探測的新高潮。到了21世紀初，幾台千米級的激光干涉儀引力波探測器相繼建成並投入運轉。它們是美國的LIGO(-waveObservatory)
，包括位於利文斯頓(Livingston)的一個臂長為4km和
var cpro_psid ="u2572954"; var cpro_pswidth =966; var cpro_psheight =120;
350天文學進展32卷
位於漢福德(Hanford)的兩個臂長分別為4km和2km的干涉儀；位於義大利比薩(Pisa)附近，由義大利和法國聯合建造的臂長為3km的Virgo[29]
；位於德國漢諾威(Hannover)，由
英國和德國聯合建造的臂長為600m的GEO600[30]
；位於東京日本國立天文台臂長為300m
的TAMA300
。澳大利亞也在積極籌建南半球唯一的干涉儀AIGO，設計臂長為4k
；
這台干涉儀的聯網運行將大大提高引力波源的定位精度，具有非常重大的科學價值。目前第一代激光干涉儀引力波探測器的靈敏度是10−22，達到了當初的設計目標，頻帶寬度為幾十赫茲到幾千赫茲

。由於探測靈敏度高，頻帶寬度大，激光干涉儀引力波探測器具有廣闊的
發展前景。它的出現開辟了引力波探測的新時代，給引力波探測帶來了新的希望。
引力波探測和激光干涉儀引力波探測器的蓬勃發展也引起了中國科學家的強烈關注，很多國內大學和科研機構都已開展相關研究，並積極參與國際交流與合作。
本文為系列文章中的第一篇，主要介紹激光干涉儀引力波探測器的工作原理和相關雜訊，詳細分析了其關鍵部件，如：邁克爾孫干涉儀、法布里–珀羅腔、功率循環系統、激光器、清模器、倒擺、單體幾何反彈簧過濾器、真空系統等的結構、性能和工藝特點，展望了其廣闊的發展前景。我們將在後續文章中詳細討論引力波探測的天文學意義，相關雜訊源的分析以及引力波數據處理等問題。
2激光干涉儀引力波探測器簡介
原則上講，激光干涉儀引力波探測器是一台「變異」的邁克爾孫干涉儀，其相互垂直的兩臂各有一個法布里–珀羅腔，並帶有功率循環鏡。本節我們暫不考慮法布里–珀羅腔和循環鏡的作用，只把它們等效為單個鏡子。從激光器發出的一束單色的頻率穩定的激光，在分光鏡上被分為強度相等的兩束，一束經反射進入干涉儀的臂，另一束透過分光鏡進入與其垂直的另一臂。經臂末端鏡子反射，兩束光折回並在分光鏡上相遇，產生干涉

『貳』 如何理解引力波，怎樣具體探測

直接探測到引力波有多重要？包括中國科學家在內的多國家科學家認為，新發現不僅填補了廣義相對論實驗驗證中最後一塊缺失的拼圖，讓現代物理學的根基更加堅實，也意味著科學家抓住了揭開宇宙奧秘的「鑰匙」，有助於了解宇宙的起源和運行機制。
英國著名理論物理學家斯蒂芬·霍金錶示：「引力波提供了一種人們看待宇宙的全新方式。（人類）探測到引力波的這種能力，很有可能引發天文學革命。」
全球近千名科學家參與了搜尋引力波的項目，其中有來自中國清華大學的科研團隊，包括該校信息技術研究院研究員、天體物理中心兼職研究員曹軍威，以及計算
機系副教授都志輝和王小鴿等。參與研究的幾位科學家對新華社記者說，他們著重採用先進計算技術提高引力波數據分析的速度和效率。如果說引力波發現有重大意
義，那麼探測和數據分析技術水平的提高意義也同樣重要。
美國亞利桑那州立大學物理學家勞倫斯·克勞斯告訴新華社記者，發現引力波開啟了觀測宇宙的一個新窗口，就像望遠鏡的發明或太空無線電波的發現一樣。引力波天文學將成為21世紀的天文學。不僅如此，它可能還揭示了有關引力、黑洞及基本物理問題的性質的重要信息。
南非誇祖魯－納塔爾大學的引力波研究專家馬寅哲說，天文學的發現幾百年以來主要靠電磁光譜的測量，射電、光學、紅外、X射線等天文觀測手段均是在收集
光，靠「看」觀測宇宙。引力波的發現則將從「聽」這一完全不同的角度進行天文觀測，引力波天文學這一學科的大門徹底被打開。引力波將成為檢驗愛因斯坦相對
論、探測黑洞質量、測量宇宙距離等基本問題的新窗口。
此次主導發現引
力波的是「激光干涉引力波天文台」項目（LIGO）。參與該項目的美國賓夕法尼亞州立大學科學家查德·漢娜說，我們無法預測引力波天文學將如何改變對宇宙
的基本認知，就像伽利略用他的小望遠鏡預測不了哈勃太空望遠鏡展現給我們的宇宙那樣，「我們可以預期的是，100年後我們的後輩所知道的將與我們所知道的
有天壤之別」。
LIGO原型機實驗室科學家埃里克·金特羅對新華社記者回憶自己得知引力波可能被探測到的經歷說，「我們被告知不得聲張，我甚至沒有告訴家人，其實直到今天，我們還沒有好好慶祝，我只是在當時偷偷攥了下拳頭，對自己說『YES』」。
另一名LIGO項目共同創始人、加州理工學院教授基普·托爾內說：「有了這一發現，我們人類將會開始不可思議的新探索：探尋宇宙扭曲的一面——由扭曲時空生成的天體與現象。」
托爾內也是好萊塢科幻大片《星際穿越》的科學顧問。有人在記者會上問這一發現對時間旅行有什麼意義，他回答說：「這大大加深了我們對在極端扭曲情況下的時空行為的了解，但我不認為它使我們距時間旅行更近一步。我倒是希望如此，但那是兩個不同的方向。」
100年前，愛因斯坦的廣義相對論預言了引力波的存在。但愛因斯坦也曾認為，由於引力波太過微弱，它無法被探測到。參與LIGO項目的墨爾本大學研究人員孫翎告訴記者，這次「我們既證明了他的正確，另一方面他也說錯了，我們真的探測到了」。

『叄』 嫦娥四號探測器完成探月工程任務，體現了計算機在（）領域的應用

嫦娥四號探測器完成探月工程任務，體現了計算機在航天領域的應用。

嫦娥四號於2018年12月8日發射升空；於2018年12月12日完成近月制動，被月球捕獲；於2019年1月3日在月球背面預選區著陸；於2019年1月11日與玉兔二號完成兩器互拍工作。

截至2020年10月11日，嫦娥四號著陸器和「玉兔二號」月球車成功自主喚醒，迎來第23月晝工作期。嫦娥四號已在月球背面度過647個地球日。

(3)引力探測器體現了計算機網路的擴展閱讀

關鍵技術

1、採用新型設計方案，為核心部件石英撓性加速度計打造全新的配套電路，提高了其可靠性。

2、γ關機敏感器在近月環境下精確測距，精準關閉軌道控制和姿態控制發動機，有效保障嫦娥四號的首次月背軟著陸的成功。

3、採用連接解鎖機構，讓玉兔二號與嫦娥四號著陸器精準分離，踏上月球開展科研任務。

4、定製了兩種電動機，一種用於車輪驅動和轉向驅動的電動機，另一種則用於機械臂分系統關節驅動的電動機。

5、提供聲表面波器件產品、晶體元器件產品、蓄電池組、連接器、繼電器、金屬軟管、緊固件等核心技術，建立了全壽命、可追溯、可跟蹤的電子檔案。

『肆』 引力波的那些事：中國的引力波探測還有意義嗎

美國激光干涉引力波天文台LIGO團隊發現引力波，堪稱是21世紀物理學最重大的發現。它的出現，甚至比2012年歐洲核子中心CERN發現希格斯玻色子更加激動人心。在物理學各大領域都被量子理論占據的今天，它成了經典物理最後的榮耀與豐碑。

引力波探測：幾十年上下求索

自從廣義相對論預言引力波之後不久，人們便開始追尋引力波。到今天，已經度過了幾十個春秋。發現引力波有什麼意義呢？大致有以下三方面。

首先，引力波探測證實了愛因斯坦以及合作者的預言，再一次驗證了廣義相對論。

其次，就像電磁波和放射性現象一樣，引力波是人類了解這個宇宙的新窗口。引力波的發現標志著人類進入了一個新的時代，開創了人類了解世界的新方式。（1887年赫茲發現電磁波時，誰能想像130年後，電磁波已經走進每個家庭。1896年貝克勒爾發現放射線的時候，誰能想到現在每一家醫院都能留下核物理的足跡。）

再次，引力波可以提供宇宙發展演化的信息，有助於我們進一步了解宇宙（諸位還記得2014年BICEP衛星宣稱發現了原初引力波嗎？後來確定是來源於星際塵埃的干擾。原初引力波可以反映宇宙早期的性質）。

20世紀60年代，美國馬里蘭大學物理學家韋伯曾利用長2米、質量為1噸的鋁筒進行引力波探測，1968年甚至宣稱發現了引力波，但同行們卻無法重復他的結論。

「科普中國」是中國科協攜同社會各方利用信息化手段開展科學傳播的科學權威品牌。

本文由科普中國融合創作出品，轉載請註明出處。

『伍』 探測器的功能是什麼

我們居住的地球，只是太陽系的一顆小行星。太陽系所在的銀河系中，有1000多億顆太陽這樣的恆星，而它們的行星就更是不計其數了。地球的直徑只有約12756千米，而太陽系的空間范圍比地球要大100萬倍以上，大約為0.13光年。可太陽系所在的銀河系的直徑達10萬光年。因此，科學家推測，在浩瀚的宇宙中，除地球之外，還會有存在智慧生物的星球。於是，自古以來就有「天外來客」的傳聞，甚至不斷有人稱發現「外星人」造訪過地球的蹤跡。

在地球以外的星球上是否存在智慧生命？開初，人類派出了「先驅者10」號、「先驅者11」號和「旅行者1」號、「旅行者2」號兩對特使，到茫茫宇宙去尋覓知音。它們在太陽系周遊之後，沒有發現有生命存在的跡象，將飛出太陽系去訪問「外星人」或「宇宙人」。這兩對探測器已經在太陽系內漫遊了15~20年，現在差不多都飛到了太陽系的邊緣。它們將擔負起尋訪地外文明和傳遞人類信息的使命。

探測器

美國1972年和1973年先後發射的「先驅者10」號和「先驅者11」號探測器，帶有一封訪問地外文明的「介紹信」。它是設計新穎別致的一塊鍍金鋁質金屬牌，上面鐫刻著表示人的形象的一男一女，以及標明太陽系及其地球位置的圖像。圖的上部為氫原子符號；右部為一對男女裸體人像，人像背後是按比例繪制的航天器外形，表明人體的大小；下部是太陽及其9大行星組成的太陽系，箭頭表示航天器從地球出發及其航行的途徑；左部的一個星狀符號繪出了地球相對於14個脈沖星的位置關系。這是一張通往太空的名片，能在宇宙中保留幾萬年之久。

在此5年之後的「旅行者1」號和「旅行者2」號探測器，則帶有一套「地球之聲」唱片，作為人類送給外星人的第一份禮物。這套唱片由鍍金的銅板製成，直徑30厘米，可放音120分鍾。它首先向太空宣告：「這是來自一個遙遠的小小星球的禮物，它代表了我們的聲音、科學、形象、音樂、思想和感情。我們正在努力，相信將來有朝一日將會解決面臨的問題，參加到我們的希望，決心和對遙遠世界的良好祝願！」這套唱片的主要內容分為4個部分：第一部分是用圖像編碼錄制的115幅照片和圖表，介紹了太陽系的概況及其在銀河系中的位置、地球的面貌、人類的科學技術發展及社會狀況等，其中包括中國長城的照片和中國人家宴畫面；第二部分是用世界上60種語言說的問候語，其中包括中國的普通話、粵語、廈門話和江浙語；第三部分是用聲音介紹地球上的各種自然現象及發展歷史，有風聲、雨聲、雷聲，各種昆蟲鳥獸鳴叫吼嘯的聲音，以及嬰兒落地的呱呱啼哭聲和火箭發射的巨大隆隆聲；第四部分是音樂節目，有貝多芬、巴赫的名曲，有各國的民族樂曲，包括中國古樂「流水」等。

這套唱片裝在一個密封的鋁盒裡，把人類的信息帶出太陽系，進入茫茫太空去尋找自己的知音。人們期待它們能如願以償。

空間探測器是用於探測外太空的飛行器，屬於無人駕駛的太空飛行器，探測器通常用於執行某一特定探測或調查的任務，較先進的太空探測器通常具有一定程度的人工智慧，以便於按實際情況來進行任務。

空間探測器離開地球時必須獲得足夠大的速度（見宇宙速度）才能克服或擺脫地球引力，實現深空飛行。探測器沿著與地球軌道和目標行星軌道都相切的日心橢圓軌道（雙切軌道）運行，就可能與目標行星相遇，或者增大速度以改變飛行軌道，可以縮短飛抵目標行星的時間。例如，美國「旅行者2」號探測器的速度比雙切軌道所要求的大0.2千米/秒，到達木星的時間縮短了將近1/4。

為了保證探測器沿雙切軌道飛到與目標行星軌道相切處時目標行星恰好也運行到該處，必須選擇在地球和目標行星處於某一特定相對位置的時刻發射探測器。例如飛往木星約需1000天的時間，木星探測器發射時木星應離會合點83°(相當於木星在軌道上走1000天的路程)。根據一定的相對位置要求，可以從天文年歷中查到相應的日期，這個有利的發射日期一般每隔一兩年才出現一次。探測器可以在繞飛行星時，利用行星引力場加速，實現連續繞飛多個行星（見行星探測器軌道）。

空間探測器是在人造地球衛星技術基礎上發展起來的，但是與人造地球衛星比較，空間探測器在技術上有一些顯著特點。

空間探測器飛離地球幾十萬到幾億千米，入軌時速度大小和方向稍有誤差，到達目標行星時就會出現很大偏差。例如，火星探測器入軌時，速度誤差1米/秒（大約是速度的萬分之一），到達火星時距離偏差約10萬千米，因此在漫長飛行中必須進行精確地控制和導航。飛向月球通常是靠地面測控網和空間探測器的軌道控制系統配合進行控制的(見航天器軌道控制)。行星際飛行距離遙遠，無線電信號傳輸時間長，地面不能進行實時遙控，所以行星和行星際探測器的軌道控制系統應有自主導航能力（見星際航行導航和控制）。例如，美國「海盜」號探測器在空間飛行8億多千米，歷時11個月，進行了2000餘次自主軌道調整，最後在火星表面實現軟著陸，落點精度達到50千米。此外，為了保證軌道控制發動機工作姿態准確，通信天線始終對准地球，並使其他系統正常工作，探測器還具有自主姿態控制能力。

為了將大量的探測數據和圖像傳送給地面，必須解決低數據率極遠距離的傳輸問題。解決方法是在探測器上採用數據壓縮、抗干擾和相干接收等技術，還須盡量增大無線電發射機的發射功率和天線口徑，並在地球上多處設置配有巨型拋物面天線的測控站或測量船。空間探測器上還裝有計算機，以完成信息的存貯和處理。

太陽光的強度與到太陽距離的平方成反比，外行星遠離太陽，那裡的太陽光強度很弱，因此外行星探測器不能採用太陽電池電源而要使用空間核電源。

空間探測器承受十分嚴酷的空間環境條件，有的需要採用特殊防護結構。例如「太陽神」號探測器運行在近日點為0.309天文單位（約4600萬千米）的日心軌道，所受的太陽輻射強度比人造地球衛星高一個數量級。有些空間探測器在月球或行星表面著陸或行走，需要一些特殊形式的結構，例如適用於在凹凸不平表面上行走的撓性輪等。

『陸』 引力探測器B結果是什麼

證明了愛因斯坦相對論
引力是自然界中最基本的力量，無時無刻不在影響著人類，但是在某些方面它仍然是一個謎。隨著愛因斯坦廣義相對論的發現，永遠改變了人們對空間、時間、和引力的看法。盡管廣義相對論已經成為當代物理的奠基石，它仍然是愛因斯坦理論中最無法檢測的理論。根據愛因斯坦1916年發表的廣義相對論，空間和時間將不可避免的交織成一個稱為時空的四維結構，而引力只是天體時空相互纏繞產生的。引力探測器B（BP-B）人造衛星最近完成了在環繞地球軌道上的第一年任務，在專門設計的實驗中收集到更多的數據，以檢驗該理論是否正確。

GP-B實驗是2004年由美國斯坦福大學、美國宇航局（NASA）、以及洛克希德馬丁公司共同發起開始研究的，它使用了四個歷史上最圓的球形迴旋儀以最大精確度來檢驗愛因斯坦引力理論中預言的兩個特殊的效應。一個是重力場效應，用於測量地球所在時空的彎曲度；另一個是結構拖曳效應，以測定旋轉的地球拖曳其周圍時空的量。2004年4月20日，GP-B從范登堡空軍基地發射進入近乎完美的極軌道。

最初四個月里，科學家對太空船進行全面檢查並優化所有的操作系統。太空船上的計算器成功執行了一萬多條命令。四個迴旋儀以最大速度旋轉，平均每分鍾4，300轉，而且它的轉軸與GP-B導航星成一直線。導航星為四個迴旋儀的轉軸提供連線的方向，提供固定的參照物來測定實驗過程中四個迴旋儀轉軸方向的改變。2004年8月28日，GP-B組開始為期10個月以上的收集數據任務，將最終確定或者否定廣義相對論預計的重力場效應和拖曳作用。

這四個迴旋儀放置在一個低溫的航天機載實驗室，該實驗室專門設計消除所有可能的外部干擾和噪音來源。在此實驗室中，保持在100倍地球空間400米以上的真空度，溫度僅比絕對零度高1.8度的環境下旋轉，它們的旋轉軸只受到地球局部時空相互的作用。

在臨近超物質天體如黑洞附近時，這些引力的相互纏繞作用非常強大，而在微小的天體如地球附近，這些作用力又極為微小。從1916年起，科學家就對廣義相對論進行各種檢測，包括愛因斯坦本人提出的兩種方法，證明他的理論是正確的。但是，最早開始的實驗都需要從很多產生巨大幹擾的背景噪音中提取這些相對信號，而在GP-B實驗中，背景噪音已經被盡可能的消除，因此可以很清楚的檢測到這些相對信號。所以，相比以前觀察到的實驗結果，GP-B可以得到高達幾個數量級精確的實驗數據。

當GP-B在2005年夏季完成數據收集任務後，科學家將完成收集10個月以上的相對論數據的任務，隨後一年將對這些數據進行分析，並很精確分析這些測定的重力場效應和結構拖曳效應是否與愛因斯坦理論中預計的值相匹配。這些嚴謹的實驗檢驗對於人們進一步理解宇宙的性質極為重要，特別有助於對空間中物質，如黑洞和星體的理解。

GP-B物理學家John Mester說，廣義相對論是當前的引力理論，而且它廣泛的涉及到人們對於宇宙的理解。現在，愛因斯坦的引力理論超出其它三個自然力（強力、弱力、和電場力），並在標准模型中進行解析。對這些理論進行精確的測試將有助於定義該理論有效性的范圍，或者發現理論不成立的條件。GP-B項目負責人Gaylord Green補充道，物理是一門實驗性的科學。如果不對一種理論加以檢驗，它就成了形而上學，而不是物理。

收集的數據以及最後儀器的校正將持續到2005年8月底，再開始長達一年的數據分析期。GP-B實驗數據收集完成的階段正好是愛因斯坦「奇跡」年的第100個紀念日，他曾發表了4期文章來詳細的闡述相對論以及光的產生和變化，並因為對光的產生和變化的研究而獲得了1921年的諾貝爾獎。

而Keiser仍未表明愛因斯坦的理論是否正確，在所有的數據分析結析以後才會發表科學的結論，大概要等到2006年夏季。

『柒』 關於家用計算機幫忙進行超大計算量的問題

利用計算機閑置資源，加入全球網格計算！
要知道什麼是網格計算，先得了解一下什麼是分布式計算？

所謂分布式計算（Distributed Computing）是一門計算機科學，它研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然後把這些部分分配給許多計算機進行處理，最後把這些計算結果綜合起來得到最終的結果。最近的分布式計算項目已經被用於使用世界各地成千上萬位志願者的計算機的閑置計算能力，通過網際網路，您可以分析來自外太空的電訊號，尋找隱蔽的黑洞，並探索可能存在的外星智慧生命；您可以尋找超過1000萬位數字的梅森質數；您也可以尋找並發現對抗艾滋病病毒的更為有效的葯物。這些項目都很龐大，需要驚人的計算量，僅僅由單個的電腦或是個人在一個能讓人接受的時間內計算完成是決不可能的。
網格計算（Grid Computing）正是基於這一思想，將世界上成千上萬的閑置計算機資源組合起來，來解決問題！

首先, 要發現一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題。這類問題一般是跨學科的、極富挑戰性的、人類急待解決的科研課題。其中較為著名的是:

1.解決較為復雜的數學問題，例如：GIMPS（尋找最大的梅森素數）。
2.研究尋找最為安全的密碼系統，例如：RC-72（密碼破解）。
3.生物病理研究，例如：Folding@home（研究蛋白質折疊，誤解，聚合及由此引起的相關疾病）。
4.各種各樣疾病的葯物研究，例如：United Devices（尋找對抗癌症的有效的葯物）。
5.信號處理，例如：SETI@Home（在家尋找地外文明）。

從這些實際的例子可以看出，這些項目都很龐大，需要驚人的計算量，僅僅由單個的電腦或是個人在一個能讓人接受的時間內計算完成是決不可能的。在以前，這些問題都應該由超級計算機來解決。但是, 超級計算機的造價和維護非常的昂貴，這不是一個普通的科研組織所能承受的。隨著科學的發展，一種廉價的、高效的、維護方便的計算方法應運而生——分布式計算！

隨著計算機的普及，個人電腦開始進入千家萬戶。與之伴隨產生的是電腦的利用問題。越來越多的電腦處於閑置狀態，即使在開機狀態下CPU的潛力也遠遠不能被完全利用。我們可以想像，一台家用的計算機將大多數的時間花費在「等待」上面。即便是使用者實際使用他們的計算機時,處理器依然是寂靜的消費，依然是不計其數的等待（等待輸入，但實際上並沒有做什麼）。互聯網的出現, 使得連接調用所有這些擁有限制計算資源的計算機系統成為了現實。

那麼，一些本身非常復雜的但是卻很適合於劃分為大量的更小的計算片斷的問題被提出來，然後由某個研究機構通過大量艱辛的工作開發出計算用服務端和客戶端。服務端負責將計算問題分成許多小的計算部分，然後把這些部分分配給許多聯網參與計算的計算機進行並行處理，最後將這些計算結果綜合起來得到最終的結果。

當然，這看起來也似乎很原始、很困難，但是隨著參與者和參與計算的計算機的數量的不斷增加, 計算計劃變得非常迅速，而且被實踐證明是的確可行的。目前一些較大的分布式計算項目的處理能力已經可以達到甚而超過目前世界上速度最快的巨型計算機。

您也可以選擇參加某些項目以捐贈的 Cpu 內核處理時間,您將發現您所提供的 CPU 內核處理時間將出現在項目的貢獻統計中。您可以和其他的參與者競爭貢獻時間的排名，您也可以加入一個已經存在的計算團體或者自己組建一個計算小組。這種方法很利於調動參與者的熱情。

隨著民間的組隊逐漸增多, 許多大型組織(例如公司、學校和各種各樣的網站)也開始了組建自己的戰隊。同時，也形成了大量的以分布式計算技術和項目討論為主題的社區，這些社區多數是翻譯製作分布式計算項目的使用教程及發布相關技術性文章，並提供必要的技術支持。

那麼誰可能加入到這些項目中來呢? 當然是任何人都可以! 如果您已經加入了某個項目，而且曾經考慮加入計算小組, 您將在中國分布式計算總站及論壇里找到您的家。任何人都能加入任何由我站的組建的分布式計算小組。希望您在中國分布式總站及論壇里發現樂趣。

參與分布式計算——一種能充分發揮您的個人電腦的利用價值的最有意義的選擇——只需要下載有關程序，然後這個程序會以最低的優先度在計算機上運行，這對平時正常使用計算機幾乎沒有影響。如果你想利用計算機的空餘時間做點有益的事情，還猶豫什麼？馬上行動起來吧，你的微不足道的付出或許就能使你在人類科學的發展史上留下不小的一筆呢！

BOINC 的英語全稱是 Berkeley Open Infrastructure for Network Computing，直接翻譯成中文的意思是：伯克利開放式網路計算。

BOINC 是一個分布式計算平台，使得各種分布式計算項目能夠使用一個平台軟體來運行。不同於傳統的分布式計算項目（比如SETI@home Classic，Folding@home）都有獨立的內核和分布式程序，通過BOINC，協調不同的項目所能分配到的系統資源，都將變得非常方便。

BOINC 是由美國加利福尼亞大學伯克利分校（University of California - Berkeley）於2003年開發，通過多年時間、多個項目的測試，目前該平台已經較為成熟。伯克利方面之前曾成功運行 SETI@home 項目6年多，取得巨大成功，吸引了五百多萬用戶的參加，完成了兩百萬CPU小時的計算量。BOINC平台的開發，很重要的一個原因是為了吸引更多用戶加入更多的其他由實際意義的分布式計算項目，比如氣候變化，葯物開發等。

大家只要到BOINC的網站（http://boinc.berkeley.e/）去下載最新的BOINC客戶端，BOINC支持多平台win32 & UNIX/Linux & Mac OS X

下面介紹幾個有重大科學意義的項目：

1、Einstein@home：由美國物理協會和威斯康星－密爾沃基大學發起。通過分析處理引力探測器收集到的數據，來證明愛因斯坦最重要的預言之一——引力波的存在。

2、LHC@home：由歐洲核子研究中心發起。LHC@home 的 SixTrack 程序能夠模擬粒子在大型強子對撞機中運行從而研究其穩定性。

3、Predictor@home：由美國斯克利普斯研究院發起。通過研究蛋白質序列來預測蛋白質結構的分布式計算項目。

4、SIMAP(Similarity Matrix of Proteins)：由德國慕尼黑科技大學發起。該項目的計算使用了 FASTA 演算法來探察蛋白質序列的相似性。

5、FightAIDS@Home：由World Community Grid發起。宗旨在於創造全球最大的公益性的公共網格計算平台,目前主要在計算的是「蛋白質折疊」和「AIDS」

圖片附件: [加入項目] Screenshot.png (2006-12-2 19:16, 208.53 K)

圖片附件: [下載任務包計算] Screenshot2.png (2006-12-2 19:16, 181.19 K)

分布式計算的原理就是多台計算機協同工作，最有明的就是NASA的seti@home，樓主有提到，同樣，在linux中，比較煩人的事情就是編譯，像我個人的Athlon64 2800+ 512內存，曾經編譯過koffice，一場NBA比賽下來還沒完成，如果是這樣的機子編譯open office的話，大概起碼12個小時吧，也許。在我使用的gentoo中，就有分布式編譯的設置，大體情況就是在硬體條件相當的幾台計算機通過分布式工作共同編譯一個程序的源代碼。這里有個和普通分布式計算有個很大的不同，比如seti@home，他只要求利用你閑暇的資源進行計算，但是我提到的分布式編譯就不太一樣了，他要求把源碼編譯成二進制，而計算機的硬體不同，會導致編譯出的二進制文件具有很大的差異，這樣的二進制文件當然是裝不到機器上的，因此，至少需要cpu型號、編譯參數一致的情況下才可以進行。

『捌』 引力波的發現對計算機科學有什麼意義

引力波的發現對計算機科學的意義：允許引力波攜帶有更多的之前從未被觀測過的信息。
引力波有兩個非常重要而且比較獨特的性質。第一：不需要任何的物質存在於引力波源周圍。這時就不會有電磁輻射產生。第二：引力波能夠幾乎不受阻擋的穿過行進途中的天體。然而，比如，來自於遙遠恆星的光會被星際介質所遮擋，引力波能夠不受阻礙的穿過。這兩個特徵允許引力波攜帶有更多的之前從未被觀測過的信息。
在物理學中，引力波是指時空彎曲中的漣漪，通過波的形式從輻射源向外傳播，這種波以引力輻射的形式傳輸能量。在1916年 ，愛因斯坦基於廣義相對論預言了引力波的存在。引力波的存在是廣義相對論洛倫茲不變性的結果，因為它引入了相互作用的傳播速度有限的概念。相比之下，引力波不能夠存在於牛頓的經典引力理論當中，因為牛頓的經典理論假設物質的相互作用傳播是速度無限的。
2016年6月16日凌晨，LIGO合作組宣布：2015年12月26日03:38:53 （UTC），位於美國漢福德區和路易斯安那州的利文斯頓的兩台引力波探測器同時探測到了一個引力波信號；這是繼 LIGO 2015年9月14日探測到首個引力波信號之後，人類探測到的第二個引力波信號 。

『玖』 引力探測器B的概述

引力探測器B本質上是美國國家航空航天局執行的一項藉助陀螺儀的相對論性實驗。這項實驗的主要研究人員是斯坦福大學的物理學家，並主要由洛克希德·馬丁公司承包完成。之所以命名為引力探測器B，是因為它被看作是第二個在太空中進行的引力實驗，這是相對於1976年發射的引力探測器A而言的。
在2007年4月14日至17日期間於佛羅里達州傑克遜維爾召開的美國物理學會四月年會上首先公布了引力探測器B的一些初始探測結果。NASA起初提議將引力探測器B的數據分析工作期限延伸至2007年12月底，但隨後延長到2008年9月，並有可能進一步延長到2010年3月，屆時關於參考系拖拽的科研測量成果將有望正式得出。
總體而言，這項任務包括對地球引力場中的兩種廣義相對論效應進行測量：參考系拖拽和測地線效應。這兩種效應在此之前還未曾被精確測量過，至少從沒有達到過這次引力探測器B所預計將達到的精確量級。 縱觀引力探測器B的研發歷史，評論者普遍認為這項計劃本身具有爭議，而且技術上非常具有挑戰性，但又都謹慎地認為這項計劃應該繼續下去。一個看似簡單的原因是，NASA已經在這個項目上花費了太多的錢。按照NASA空間科學部門主席艾德·維勒（Ed Weiler）（他本人曾多次試圖取消這一計劃）的說法，他如今若要取消一項計劃，「寧可是在已經花費了四百萬美元的時候而不是在四億美元的時候」。而阻止這項計劃不再繼續燒錢的唯一理智的辦法就是讓這項計劃快些完成。不管怎樣，雖然引力探測器B的主要任務僅僅是測試廣義相對論的正確性，但由於愛因斯坦理論對當代物理學研究的重要意義，在探索更廣闊的未知領域之前首先確保理論基礎的正確性也無可厚非。隨著2004年的正式升空，引力探測器B歷經曲折的四十餘年的研發，成為了歷史上第一個在NASA資助下由大學開發研製並投入實際運作的人造衛星。

『拾』 引力探測器B的介紹

引力探測器B（英語：Gravity Probe B，簡稱GP-B）是美國國家航空航天局（NASA）在2004年4月20日發射的一顆科學探測衛星。這個任務的計劃是測量地球周圍的時空曲率，以及相關的能量-動量張量（描述物質的分布及運動的張量），從而對愛因斯坦的廣義相對論的正確性和精確性進行檢驗。衛星的飛行持續到2005年，其後任務進入到了數據分析階段（2008年5月），並有可能一直持續分析到2010年。引力探測器B的研發歷史可追溯到二十世紀六十年代，至2004年正式升空長達四十多年，其耗資達七億五千萬美元。這是美國國家航空航天局歷史上研發時間最長的計劃，之所以如此拖延的原因不僅僅在於技術上的難題，其中也牽扯進了很多關於科學上與政治上的爭論。1引力探測器B的最初結果證實了廣義相對論所預言的測地線效應的精確度達到了誤差小於1%，而所期望的參考系拖拽效應的信號強度則和當前的雜訊強度處於同一量級（這些雜訊主要來自一些尚未建立研究模型的物理效應）。相關的數據分析工作正在進行中，並有可能持續到2010年3月，其目標是對信號中的雜訊進行建模分析，從而能夠將有用的參考系拖拽信號從中萃取出來，以驗證其是否符合預測的量級。