什么是引力？在各种基本力中，人类对引力了解得最少。它是否真的像爱因斯坦提出的那样，跟光和其他电磁辐射类似，是具有从极短到若干哩长的波长的一种形式的波？没有人确切知道。目前，在数年努力的基础上，全世界的科学家为对引力的本质进行探索，他们使用现有的仪器，并设计新的装置，进行着各种试验，并得到了可喜的成果。
实际上，物理学家们一致的看法是：尽管引力看来似乎纯粹是吸引力，它还是跟易于观察到的电磁作用力有许多共同之处。
根据爱因斯坦的广义相对论，引力，特别是强引力，使时间变慢、空间弯曲。这些效应已经得到有力的证明。钟表在高楼顶上比在马路上走得略快一些，因为离地心较远的地方，重力场较弱。太阳的强大引力场，使空间产生足够的畸变，以致在日全蚀时沿太阳边沿看到的星星，似乎移动了位置。
但是，广义相对论的其他预测则尚未得到令人信服的或是明确的证明。例如，重力场要产生波动，以及转动体的引力能使当地的几何时空变形，并对另一转动体的轴产生扭矩。
走过的人、驶过的车和飞过的鸟，大概也发射引力波。只是因为实在太微弱，要探测出来极其困难罢了。外空间的事变可能会产生强得多的引力波。例如，当质量极大的星球塌缩成中子星（脉冲星）或黑洞，大量物质被加速时就是这样。
发生于宇宙空间的这种事件，应能以光速向外发送引力波，并使在传播途中遇上的任何东西，发生短暂的——虽然是轻微的——畸变。
我们目前对行星、恒星和星系的了解，几乎全部靠接收电磁波——可见光波、无线电波、X射线和伽玛射线来取得。如果能观察到引力波，我们对宇宙中遥远部分的知识一定会大大扩充。
引力波对研究所谓星系“爆炸”时发生的猛烈过程和类似的情况特别有用。它能给人类带来原来无法观察到的、来源于天体核心部分的信息。
自从马里兰大学的约瑟夫 · 韦伯博士第一次从事引力波的探索以来，物理学家们已经继续工作了二十年。到60年代末期，韦伯博士开始报告接收到银河系核心发送来的引力波，在数量上比理论工作者所能予以解释的要大得多。
其后，全世界的许多实验室相继建造跟韦伯博士使用的类似的探测器，其中有些灵敏度成百倍提高。没有一个实验室对上述报告予以肯定。但是，存在引力波这种观点仍然广泛流传。目前，正在使用或计划投入使用的观测手段，在规模和灵敏度方面都是前所未有的。
即使是理论工作者预期的最强大的引力波产生的畸变，其大小也可能比原子核中单个粒子来得更小。不过，研制或设计中的激光系统应能测量出这种微小的畸变。
目前已经在运转，或正处于安装的最后阶段的探测器，是一些用铝、铌、硅或蓝宝石晶体制成的圆柱体，设计得能跟过往的引力波发生“共振”。这好比放一个爆竹，能使一口钟在其共振频率上发声的情况一样，虽然爆竹的声音包含有众多的频率。
要使引力波的探测令人信服，应该将探测器安装在较大范围内的不同地点，以消除诸如工业噪声之类的地区性影响。韦伯博士原先的观测是在马里兰州和伊利诺斯州同时进行的。目前，各实验室已展开广泛的合作。
进行这种观测所采用的典型先进技术，体现于巴吞鲁日的路易斯安那州立大学和佩洛阿尔托的斯坦福大学所拥有的探测器上。它们使用悬浮在接近绝对零度的真空里、重达五吨的实心铅圆柱体。低温使限制圆柱体灵敏度的热骚动减小到最低限度。
路易斯安那入学的那只圆柱体镀有铌 - 钛合金。在充分冷却以后，它对电流的阻碍作用消失了，超导状态使它能靠磁力悬浮，从而跟当地的一切振动隔绝。路易斯安那小组组长威廉 · 汉密顿博士说，这是有史以来靠磁力悬浮的最重的物体。
科学家发现，代号5056的铝合金，比纯铝的抗声干扰共振能力强20倍。这个优点促使汉密顿博士代表东京、罗马、马里兰州以及斯坦福大学的各个实验室，向阿尔柯阿公司订购了六只2?吨的这种合金圆柱体，用以研制下一代的探测器。只有大量订货，该公司才愿意从事生产。
使用不同材料的各种探测系统
与此同时，西澳大利亚、马里兰州和罗彻斯特州的一些大学，以及新泽西州的贝尔电话公司，正在用铝、铌、硅或蓝宝石晶体制成的棒状物进行着试验。
由于一条定律的存在，似乎使观测的灵敏度受到不可克服的限制。这条定律认为，在原子水平上发生的事件，其组成因素永远不可能被精确测定。这是因为，在测定一个因素时，必然会使其他的因素发生畸变。莫斯科国立大学的弗拉基米尔 · B · 布莱津斯基博士研制了一种能在引力波测定中绕过这个限制（即所谓量子保守探测法）的探测装置，他使用的是一个66磅重的蓝宝石晶体。同时期独立进行类似实验的还有加利福尼亚理工学院的吉普 · 索恩博士和卡尔顿 · 开弗斯博士。
有四个研究机构试图用激光光束在镜面间的往复反射，来观察过往的引力波。每束激光都被一劈为二，沿互成直角的路径前进。在旅行一周后，它们又重新会合。
如果归来的激光束的波峰正好跟另一束激光的波峰相遇，它们就会相互加强。反之，反相对就会互相抵消。只要改变光程长度，如果有引力波通过，就会改变这种干涉效果。
要使这个系统的灵敏度提高，就得使激光反射镜隔得更开一些。加州理工学院的罗诺德 · W · P. 德利弗尔和斯坦莱 · 惠特孔姆两位博士正在建造每翼长达130呎的L形激光实验系统。德利弗尔博士在苏格兰的格拉斯奇大学还有一台臂长33呎的类似装置。
此外，麻省理工学院和慕尼黑 · 马克斯 · 普朗克学院也在对激光系统进行开发。
从事激光系统研究的工作人员中，有许多人相信，这种探测器每根轴长必须超过半哩，才有可能探测到引力波。由雷纳尔 · 威斯博士领导的麻省理工学院小组正在设计一个每边长达6哩的激光方阵。
这个装置全部配有能跟地球产生的干扰隔绝的系统，此系统能感知并自动将干扰予以抵消。威斯博士认为，设计中的激光方阵将有足够的灵敏度，能将过往的飞鸟和飞机的引力效应记录下来。当然，也完全能将这些效应滤去。
由美国国家基础科学部召开的一次科学小组讨论会，对这方面的工作作了评价。得出的结论是：可能需要在太空中建立极高灵敏度——也是最富成果的——激光或微波观测手段，对引力波进行探测。
为此目的发射的卫星可以定位在地球绕太阳公转轨道的拉格朗日点上。这种点之一，是在地球轨道前方1/6处，另一个则在后达1/6处。在这种点上运行的物体，由于地球跟太阳的共同引力作用，会停留在各该点上。
卫星携带的小火箭，能使卫星不至于在星际气体的阻碍下减速。小火箭由特殊的传感器和定位系统控制。卫星系统将在运行中对来源不明的引力波进行监测。
1969年，水手六号和七号宇宙飞船飞过火星时发送回来的微波信号被接收时，照理应能记录到它们的运动会略有偏移，以跟韦伯博士的报告相印证。但事实上没有探测到什么。据信是因为探测仪器的灵敏度离引力波探测的要求实在太远的缘故。现已建议为未来的宇航使命设计灵敏度更高的实验。
好几年来，斯坦福大学的威廉 · M · 费尔班克博士和他的同事们一直在研制一种陀螺仪，准备将它送入太空，用以验证爱因斯坦的预言。根据相对论理论，陀螺仪在引力波的作用下，其旋转轴将会发生微小的偏移。
实验在相信，目前研制中的探测器在探测引力变比情况方面，特别是近空的星球塌缩，存在着一线希望。就算是每边半哩长的激光方阵在探测引力波的实验中失败，看来物理学家们也不会认输。
没有一个跟爱因斯坦相对论持对立观点的重要理论认为波动并不存在，至少有一个证据证明它们的存在。在遥远的太空里，一颗脉冲星（中子星）正绕着另外一个物体旋转，许多天文学家都认为这个物体一定也具有极大的密度，它们旋转变慢的速蜜，跟预期的完全一致，如果它们在旋转中向外发射引力波的话。
总之，如果中等大小的探测系统对引力波的探测失败的话，科学家准备研制更大型的，其中包括——到本世纪末——发射入太空的一些引力波探测器。
[The New York Times，1981年2月10日]