2017年諾貝爾物理學獎頒給了三位美國物理學家，他們是麻省理工學院雷納·韋斯（Rainer Weiss）、加州理工學院基普·索恩（Kip Thorne）和巴裏·巴裏什（Barry Barish），表彰他們在引力波（gravitational wave）領域的突出貢獻。
引力波是100年前愛因斯坦廣義相對論所預言的一種以光速傳播的時空波動，如同石頭丟進水裏産生的波紋一樣，被視爲宇宙中的“時空漣漪”。在廣義相對論中，引力産生的效果又可以用時空扭曲解釋。
引力波是通過光的幹涉探測器，感知空間被扭曲時所探測到的微小變化，空間扭曲引發光的幹涉條紋發生輕微抖動。引力波可能是宇宙公認的傳播媒介，探索宇宙的下一個重要突破，可能就建立在引力波的基礎上。
2016年2月11日，激光幹涉引力波天文台（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory ，簡稱LIGO）團隊及美國國家科學基金會，在華盛頓特區國家媒體中心宣布：人類首次直接探測到了引力波。所探測到的重力波來源于雙黑洞融合，愛因斯坦提出的廣義相對論，在100年後終于得到驗證。
LIGO探測到引力波，意義不僅在于直接驗證廣義相對論所預言的引力波的存在，還在于開啓了對強引力以及黑洞的直接觀測，打開了認識宇宙的一個新窗口。在這之前，人類關于宇宙的信息，來自宇宙中傳來的電磁波和高能粒子，而引力波帶來了主宰宇宙的引力的直接信息。
1991年，麻省理工學院與加州理工學院在美國國家科學基金會（NSF）的資助下，開始聯合建設LIGO以探測引力波。從2016年2月之後，人類又陸續發現了其他三個黑洞相撞的事件，更多的事實及更多頻段上的觀測，讓引力波的發現確鑿無疑。今年三人的獲獎可以說是衆望所歸。
雷納·韋斯此次獲得了二分之一的獎金，他發明的激光幹涉引力波探測器是LIGO裝置的基礎。他首次分析了探測器的主要噪聲來源，並領導了LIGO儀器科學的研究，最終使LIGO達到了足夠的靈敏度，在人類曆史上第一次直接探測到了引力波。
▲座落在美國路易斯安那州的LIGO探測儀
基普·索恩則奠定了引力波探測的理論基礎，開創了引力波波形計算以及數據分析的研究方向，並對LIGO儀器科學做出了重要貢獻，特別是提出了量子計量學理論的一系列基本概念。
而巴裏·巴裏什是一位粒子物理學家，解決了工程項目中的資金及施工中的一些具體問題，建立了LIGO國際科學合作。他把LIGO從幾個研究小組從事的小科學，成功地轉化成了涉及衆多成員，並且依賴大規模設備的大科學，最終使引力波探測成爲可能。他和索恩均獲得四分之一的獎金。
除了此次的三位得獎人之外，另外一位LIGO創始人，對激光幹涉儀的穩定性作出重要貢獻的羅納德·德雷弗（Ronald Drever）于今年3月7日病逝，享年86歲。
2016年，三位英美科學家戴維·索利斯（David J. Thouless）、鄧肯·霍爾丹（F. Duncan M. Haldane）和邁克爾·科斯特立茨（J. Michael Kosterlitz）獲得諾貝爾物理學獎，獲獎理由是“理論發現拓撲相變和拓撲相物質”。2015年物理諾貝爾獎得主是日本科學家梶田隆章（Takaaki Kajita）和加拿大科學家阿瑟·麥克唐納（Arthur B. McDonald），獲獎理由是“發現了中微子振蕩，表明中微子具有質量。”
近幾年的諾貝爾頒獎都充分肯定了物理學中理論和實驗結合的重要性。理論研究爲科學實驗提供了方向和指導，而實驗也可以驗證理論的正確性。
新加坡已經跻身發達國家之列，我們對于教育、科技和創新的投入需要有更長遠的目標和規劃。首先，我們需要建立自己的人才庫，建立一個完整的有梯度的人才儲備系統，學生、教師、科研人員都是這個體系內重要的組成部分，缺一不可。
新加坡必須注意科學技術人才的可持續培養，任何研究和科技創新都是以人爲本，要推動科技創新，首先要有大批高素質的科研人才。
國家的教育必須在基礎教育階段就對基礎學科給予足夠的重視。20世紀60年代阿姆斯特朗登月的壯舉，不僅僅激勵了當時的美國人，也把探索宇宙奧秘的夢想，深深地植入了當時美國青少年的心中。偶像或者是榜樣的力量，激勵著一代人對于科學的探索和追求。
本地大學的工程系應該考慮提高錄取時有關物理的入學標准要求，O水准的物理知識，無法支撐掌握現代工程技術所需的基本物理架構。目前炙手可熱的一些課題，如量子計算機、人工智能、大數據、機器學習等，都要依賴物理和數學的基礎。
從科研資源分配的角度看，新加坡的基礎科學應該得到更多的支持。我們在2017年無法回答引力波在未來具體的應用，就好像麥克斯韋（James Clerk Maxwell）發現了電磁之後，被問到電磁波的作用一樣。麻省理工學院校長雷歐·拉斐爾·萊夫（L. Rafael Reif）在他致全校的信中寫到：在麻省理工學院這樣的地方，有太多人正在參與解決現實世界的問題，我們有時會以實用的附帶産品，來檢驗國家的基礎科學投資是否物有所值。
▲麻省理工學院校長LRR
LIGO一直以來是數千大學生和數百博士生艱苦的訓練場，其中兩人已經正式擔任我校的教職。更重要的是，LIGO團隊的技術創新，以及創造性使用其他領域的工具，産生了前所未有的精密儀器。正如我們在麻省理工學院所熟知的，人類無法抗拒一個新工具的誘惑。
LIGO技術將進一步完善和發展，“回報”的方式未可限量，關注其發展十分有意義。我們今天慶祝所取得的發現，也體現了基礎科學的悖論：它是辛苦的、嚴謹的和緩慢的，又是震撼性的、革命性的和催化性的。沒有基礎科學，最好的設想就無法得到改進，“創新”只能是小打小鬧；只有隨著基礎科學的進步，社會也才能進步。
新加坡教育部長王乙康（高等教育及技能）日前也提到：我們最大的敵人是我們自己：我們的組織，我們的固有流程，我們因過去的成就而害怕失敗的文化都阻礙創新。新加坡應該爲創新提供更好的環境。
新加坡的兩所大學——新加坡國立大學和新加坡南洋理工大學，最近幾年在各種大學排名榜單上屢獲佳績。我們應該繼續利用現有的地緣優勢及語言優勢，增加和亞細安國家的科研合作，加大與中國、印度、日本及韓國等國家的合作力度，同時也要更加積極地參與歐美的大型國際合作項目。
▲之前新加坡科技設計大學和麻省理工學院，就有過合作項目
新加坡南洋理工大學高等研究所于今年3月23日召開了亞細安物理學會聯合會籌辦會議，籌備亞細安物理協會的成立。8月29日，在亞細安金禧之際，南洋理工大學高等研究所組織召開了關于成立亞細安物理學會聯合會的跟進會議，以期盡快促成該聯合會的成立，加強亞細安國家在物理和科學方面的合作與聯系。10位亞細安各國物理學會代表簽署了聯合會憲章和章程。希望這是促進本地區基礎科學交流的良好開端。
希望新加坡可以更加積極地參與跨國科研項目，與各國的頂尖科研機構和大學合作，以有限的科研資金投入，提高項目成功率，提高本地科研團隊的整體科研水平及國際影響力。通過參與科學前沿的重要項目，新加坡這個“小紅點”可以爲整個人類的科技文明進步貢獻一份力量。
（作者潘國駒，南洋理工大學高等研究所所長，本文以原題“從諾獎展望我國科學發展”刊于《聯合早報》）