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文档简介
陕西工业职业技术学院-11-我国企业电子商务经营战略的探讨摘要:选择切实可行的经营战略,以提高企业的市场竞争能力,对电子商务环境下的企业经营是至关重要的。本文在比较两种企业经营战略机理的基础上,分析了当前电子商务的现实环境,提出专业化应当成为目前电子商务环境下企业的基本经营策略,并对企业在选择和执行其经营战略中应注意的若干问题进行了探讨。关键词:电子商务
经营战略企业
Abstract:Chooseapracticalbusinessstrategytoimproveenterprisecompetitivenessinthemarketfore-commercebusinessenvironmentisessential.Inthispaper,comparethemechanismofbusinessstrategybasedontheanalysisofthecurrentrealityofe-commerceenvironment,aprofessionalshouldbethecurrente-businessenvironment,thebasicbusinessstrategyofenterprises,andenterprisesintheselectionandimplementationofitsbusinessstrategyshouldbeNotethatanumberofissueswerediscussed.Keyword:E-commerceBusinessStrategyEnterprise目录第一章引言 -1-第二章两种企业经营战略的机理与比较 -1-2.1多元化经营战略的机理 -1-2.1.1多元化战略的弊端 -2-2.2专业化经营战略的机理 -2-2.3企业选择经营战略的基本原则 -3-第三章专业化应当成为目前电子商务环境下企业的基本经营策略 -4-3.1专业化经营是电子商务发展的现实需要 -4-3.2从安然破产看"多元化"战略的弊端 -6-第四章企业在制定和实施经营战略过程中应注意的几个问题 -7-第五章结束语 -9-参考文献: -10-致谢 -11-第一章引言对一个企业来说,电子商务是一种新的经营手段。随着网络和电子商务的发展,越来越多的企业开始以电子商务的方式实现管理和营销的时候,便形成了一个电子商务的经营和市场环境,这是一个全新的竞争激烈的国际化市场。为适应这种新的经营环境,应对来自全球竞争者的挑战,我国的电子商务企业和开展或即将开展电子商务的传统企业,除要选择适合自身发展的商业模式外,更重要的是要制定一个行之有效的经营战略,以提高企业的竞争力。本文围绕这方面的问题进行一些初步探讨。第二章两种企业经营战略的机理与比较2.1多元化经营战略的机理多元化战略是指企业同时经营两个以上行业,提供多种基本经济用途不同的产品或服务进入不同市场的企业经营战略,它是企业发展到一定阶段,为寻求长远发展而采取的一种扩张行为。多元化战略的优势是:可使企业获得更多的市场机会,充分运用企业各种资源实现多种业务整合,充实系列产品结构或丰富产品组合结构;多元化经营比较灵活,能迅速地从不良业务中退出,从而有效地规避、分散或减少"过度专业化"风险;此外,实施多元化战略的企业能充分利用品牌效应、员工潜能、营销渠道,以及管理经验和物质资源,为市场提供多样化的产品或服务。简言之,多元化经营战略在增强企业实力、分散经营风险、发挥资源潜力、树立企业形象等方面具有十分重要的作用。在国外,美国的杜邦、通用电器、菲利普.莫里斯、日本的三菱、韩国的LG等一批企业通过实施多元化战略取得了较大的经营业绩。近年来,我国的海尔、康佳、春兰、红塔等企业在开展多元化经营方面也获得了一定的成功。2.1.1多元化战略的弊端一是管理难度增大,尤其是当企业进入到与原来业务相关度不高的新领域时,企业原有的管理理念、模式和经验可能难以凑效,使协调各种关系的成本提高,并可能造成组织结构不稳定,增大经营失控的风险;二是资源分散,企业资源与资金被分摊到多项业务中,这一方面可能会导致原有核心竞争力的丧失而其它核心竞争力难以培育起来,另一方面可能陷入资源短缺、周转不灵、不得不收缩或破产的境地。韩国大宇、日本索尼、我国的巨人集团、春都企业都是因此而出问题;三是影响CIS策略的有效实施,实施多元化经营的企业多是其主业业绩好的知名企业,多元化经营后,多产品对企业原有品牌价值的分享可能会影响企业主业所创立的品牌基础。2.2专业化经营战略的机理专业化战略是指企业通过从事符合自身资源条件与能力的某一领域的生产经营业务来谋求其不断发展。20世纪80年代初,美国哈佛商学院教授迈克尔.波特(MichaelE.Porter)从企业竞争战略的角度提出了适用于任何性质与规模企业的三种基本竞争战略,其中之一就是专业化战略。波特的专业化竞争战略指企业主攻某一特定市场,以求在局部市场上拥有竞争优势。由于企业的经营与市场竞争是分不开的,因此经营战略与竞争战略是密切联系在一起的。专业化经营战略的优势在于:企业可集中各种资源优势于最熟悉的业务领域,从而开发培育出具有竞争力的产品;便于企业整合战略的运作,实现规模化生产,取得行业内的成本优势;有利于CIS战略的贯彻实施,使企业品牌与产品的有机融合。从竞争的角度看,企业业务的专业化能够以更高的效率、更好的效果为某一狭窄的战略对象服务,从而在较广阔的竞争范围内超过对手。波特认为这样做的结果,可使企业赢利的潜力超过行业内的普遍水平。实施专业化战略也有不利的方面:由于企业业务集中于某一领域,因此,可能失去其他一些市场机会;这一战略的关键是要在一个细分市场寻找特殊目标,通过为这一特殊目标服务在市场上占据一席之地,由于市场竞争程度的日趋激烈,对许多企业来说很难找到或创造出一个能长期运用专业化经营战略的核心产品;专业化容易形成较高的退出壁垒,当发生经营危机时企业因难以退出,而陷入"过度专业化"的危机;由于经营领域较集中,一方面企业的某些技术或资源优势可能得不到充分地发挥,另一方面也容易使企业陷入固步自封的境地,钝化其对市场变化的反应。2.3企业选择经营战略的基本原则眼下,人们对电子商务谈论最多的字眼就是"盈利"。的确,网络企业都在寻找自己的盈利模式,大大小小的电子商务网站都在为盈利而奋斗,一个颇具影响的电子商务网站甚至提出:2021年的奋斗目标是为"赚一块钱而努力!"。围绕如何使企业盈利的问题,学术界和企业界人士可谓绞尽脑汁,而面对时不我待的市场,企业则开始了具体的行动,一些企业尤其是那些有实力的门户网站选择了多元化的经营战略,另有为数不少的企业则认定了专业化的经营模式。多元化或是专业化效果究竟如何,对这其中大多数企业来说只能是走着瞧了,而对那些举棋不定的企业来说,现在只好驻足观望了。多元化与专业化经营战略到底孰优孰劣,这个问题已经争论了很长时间,至今还没有一个绝对的标准。在某些条件下,专业化经营使企业获得成功;而在另一些条件下,选择多元化可能会取得比专业化更好的经营业绩。在不同的情况下,即使是相同的选择也可能出现不同的结果。事实上,企业选择何种经营战略很大程度上依赖于其所处的宏观环境、行业状况和企业的自身状况。从欧美日等国企业的成长历史可以看出,采用专业化还是多元化战略,首先与一个企业所在国的市场经济发达程度密切相关。欧美日的企业从19世纪末到20世纪50年代实行专业化经营;从50年代开始广泛采用多元化的经营战略,企业迅速成长;进入80年代,国际市场的竞争日趋加剧,同时随着多元化程度的增加,企业发生风险的可能性增大,多元化的弊端开始凸现,并为广大企业所认识,实行多元化经营的企业逐渐减少;近几年来,互联网的发展加速了全球经济的一体化进程,欧美企业纷纷清理非核心业务,通过网络重新整合企业资源,专业化经营战略越来越受到企业界的青睐。可以说,当一国市场经济处于发展时期时,企业多采用专业化经营战略;当市场经济发展到较发达程度时,企业多采用多元化经营战略;而当市场经济发展到非常发达的高级阶段时,企业又多转向专业化经营战略。其次,与企业所处行业的生命周期相关。一般而言,处于行业生命周期的成长期的企业应采取专业化经营战略;处于成熟期的企业可根据具体情况选择专业化或多元化;而处于衰退期的企业应积极开展多元化经营。第三,与企业的自身状况相关。企业通常基于以下三个方面的考虑来选择经营战略,其一是原有业务的发展空间变小,竞争越来越激烈,而此时已寻找到新的发展机会,这时选择多元化经营是必要的;其二是必须拥有一定的剩余经营资源支撑企业开展多元化经营,反之,若企业经营资源不很充裕,应实施专业化经营战略;但拥有剩余资源的企业不一定要开展多元化经营,也可以继续专业化经营。如何选择,应视其它因素而定。企业经营资源若不很充裕,最好采用专业化经营战略。其三是有较高程度的原有资源可迁移,即考虑如管理的理念、制度和机制的克隆、技术的延伸、人才的流动等可迁移程度。通常,可迁移度越高,多元化的成功率也就越高;反之,可迁移度越低,多元化成功率也就越低。第三章专业化应当成为目前电子商务环境下企业的基本经营策略3.1专业化经营是电子商务发展的现实需要价值性和传递性都是信息的基本属性。而信息的价值只有通过传播与交流才能得到体现,积累到一定程度的信息经过加工、分析和处理可以变成更具价值的信息,这便是信息的自我累积增值,上述过程将导致更多的信息产生,人们从这些增加的信息中所获得的边际效用也越多,这就是信息的边际效用递增特性。网络经济的核心是以Internet为代表的信息网络,因此信息便成为网络经济的核心资源,网络经济下的消费也呈现出边际效用递增规律,它与传统经济学遵循的边际效用递减规律是完全不同的。电子商务是以实现信息有效传递的计算机和网络技术平台为支撑,以商流、资金流和物流为实质运作客体,并且需要相应的安全和信用体系的支持。因此,在除信息流以外的其他条件尚不完善的情况下开展电子商务,充分发挥信息的边际效用递增特性,以提供各种市场和交易信息便成为电子商务初级阶段的主要运作方式了。实际上广大消费者和客户也认识到这一点,各种调查资料表明,目前通过网络进行市场调查和查找各种商业信息是企业和消费者上网的主要目的。对企业来说,正确认识所处的经济环境和所在行业的状况,面对现实,选择讲求实效的商业模式,制定切实可行的经营战略和策略,坚持做下去,一定会取得成效的。国内许多企业已经这样做并取得了一定的业绩。当当网上书店、卓越网等一批企业都已在2021年底实现盈亏平衡,以提供旅游项目服务的携程网和以提供域名服务的3721,也都在此前后开始盈利,它们的成功之道并不神秘,就是坚持从创立至今的这几年里专注于一个领域,没有摇摆,也没有变换商业模式。譬如,"基于网络平民化"理念的3721网站所建立的"中文实名"系统,解决了国内网民的"上网瓶颈",用户可使用中文直接访问Internet上的网站,这种服务方式正是专业化战略的具体体现。不久前,eBay向易趣注资3000万美元,收购了易趣33%的股份。尽管人们对eBay这个并不熟悉中国互联网和电子商务环境的美国公司此举存有疑虑,担心易趣会由此掉入曾经在我国发生过的"注资陷阱",但有一点目前是值得肯定的,正是易趣网持之以恒的据守C2C市场,形成自己的特色,在投资者已逐渐趋于理性的今天,eBay才会将资金投向这个被许多人视为"钱景暗淡"的拍卖网站。更值得一提的是,在Internet上活跃着许多鲜为人知的电子商务网站,这些被人称为"另类电子商务"的网站在资金、规模以及促销手段等方面都无法与主流电子商务网站相比,但却有着很好的盈利模式。只要访问几个这类网站便不难发现它们的特色:经营角度独特。"另类"们经营的商品或提供的服务往往是那些大网站中所没有的,如古玩、玉器、邮票、具有特色的土特产品等,就是这些看似没有多大市场的商品,却有着稳定增长的客户群。"另类"的投入都不大,相当多的"另类"就是在一些知名B2C网站上搭建起自己的专卖店,如易趣网上就有大量网民或企业在推销自己的商品,还有一部分"另类"是以企业或个人投资方式组建的专一化的网站。低成本+专业化的经营战略正是"另类电子商务"的生存之道。此外,纵观电子商务短短几年的发展历史,不难发现,B2B和B2C电子商务市场的交易额相比,前者的规模和增长速度远大于后者;而在B2B市场中,垂直市场的发展态势大大好于水平市场。这也从一个侧面反映出专业化是目前电子商务发展的现实需要。3.2从安然破产看"多元化"战略的弊端2021年12月3日,拥有500亿资产、在《财富》500强中排名第七的安然(Enron)公司申请破产保护,成为美国有史以来最大的破产案。20世纪80年代以电力和天然气交易起家,在能源市场上获得了巨大的成功。曾连续六年被《财富》杂志评为"最富创新能力"的安然公司,算得上是最早一批从事B2B电子商务的企业。2021年,安然建立了能源电子商务平台(EnronOnline),这是当时全球最大的B2B电子商务平台,通过这个平台,安然在能源市场获得了巨大的成功,鼎盛时期,网上交易占了公司总业务量的2/3,安然一下从"薄利的天然气经营商摇身一变成为高利的能源交易商",并被奉为信息化的楷模、最成功的电子商务应用范例,哈佛商学院也将其作为MBA的经典案例。但随后安然的经营战略开始发生变化,当时的CEO杰夫瑞·斯基林认为,随着企业业务的重新整合、自由市场的进一步发展以及中介费用的进一步降低,传统型企业那种综合集成的模式将被迅速瓦解,因此,安然的未来不是要继续做资产庞大的传统能源公司,而是要成为全球各个商品市场推广"分散化"的先锋。于是安然开始向高速电信网络和金融市场扩张,并将巨额资金无谓地投入其中。安然的"分散化"战略同样体现在它的电子商务应用方面,这家全球最大能源贸易企业的电子商务平台经营的产品从日用品、用户电力、天然气供应到诸如恶劣天气的防护罩蓬等其它的延伸设备1500多种,不仅如此,在与Globalcrossing(美国带宽供应商)合作实现了带宽现货市场交易的基础上,安然甚至打算推出宽带期货市场。可以说安然的破产在很大程度上也是受到它的"分散化"战略的影响。要在一个开放的平台上进行在线交易,其商品应当具有自由互换性和流动性。而目前有些行业的产品尚还不具备网上交易的条件,像安然所在的能源行业,电力和天然气就不是能进行自由互换的商品,各地区之间的价格相差很大,并且还随时间不断地发生变化;此外,流动性也是个问题,尤其是电力市场,一个中国的企业显然不可能到EnronOnline上购买电力。网上交易的吸引力之一就在于其公平性和开放性,而EnronOnline却是一个"主导者中介型"的封闭式交易平台,所有买方或卖方要EnronOnline上进行交易,都必须成为主导者安然公司的签约方--即它的顾客或供应商。为此,安然的竞争者曾讥讽说,没人愿意信任每一笔交易的签约方都是安然公司自身的交易场。客户当然更愿意光顾那些中立的平台,在那里它们可以直接进行交易。对安然这样的传统企业来说,单独开发封闭的电子商务平台的做法非明智之举。相比之下,通用汽车要现实得多,作为汽车网上销售的开创者,2021年通用就与福特、戴姆勒-克莱斯勒联手和CommerceOne合作建立了一个B2B汽车交易市场Covisint,它采用eBay的自由竞价方式,目前已吸引了全球1300多家汽车零部件生产企业加入其中,成为一个高达2021多亿美元的超级网上交易市场,三大汽车霸主为此节省了大量的采购成本,实现了人们常说的"多赢"。综上所述,笔者认为,在信息时代,尤其是电子商务发展的初期,"专业化"可以说是企业竞争甚至是生存之本,专业化经营战略应当成为绝大多数传统企业在目前电子商务应用领域的基本战略模式。第四章企业在制定和实施经营战略过程中应注意的几个问题回首我国电子商务的发展历程,真可谓波澜起伏,从概念炒作到照搬模式,从风险投资到海外上市,许多企业栽在盲目跟风上。近两年来,"多元化"成为继电子商务之后学术界、企业界和媒体关注的又一热点,从事多元化的企业也日益多起来:家电业和其它一些产业不约而同地涌入IT业;而一些传统IT企业也匆匆奔向家电、通讯、房地产、保险等自认为可以掏得黄金满钵的产业。的确,在国外,通用电器公司、IT业界的霸主微软、Intel凭借着自己雄厚的技术实力和资产实现了多元化。去年下半年,通用电器公司总裁杰克·韦尔奇的自传热销我国的大江南北,一些人除在这本书中看到了通用的经营理念和成功经验外,也为中国企业的振兴找到了一条新出路和经济增长点,这就是"多元化"。海尔、春兰、联想、越来越多的人公开宣称要做"中国的通用",并在紧锣密鼓的扩张渗透中开始了"产业融合"、"资本24小时不落地"的模式拷贝,多元化似乎成为实现企业发展的灵丹妙药。这种"多元化"时尚当然也影响到尚未走出网络泡沫阴影的电子商务企业。雅虎在网络的萧条时期开凿更多收费渠道的同时,也将触角伸向了其他领域,2021年3月为探索多元化经营模式,雅虎开始大举进军好莱坞淘金。受其影响,国内的一些网络企业也开始了多元化的尝试。2021年2月25日,新浪宣布成立全资子公司--北京新浪网络技术服务,推出S--企业信息化服务平台,新浪实施.net战略的目标定位是通过有效整合现有的各种技术和网络媒体资源优势,进一步为企业和政府提供专业的信息化建设解决方案。另一著名门户网站搜狐的多元化尝试早在2021年年底推出电子商务和短信服务时就开始了,进入2021年,搜狐先后是推出了B2C业务和ETS(互联网技术解决方案),接着在2月25日与新浪同一天推出了S--搜狐企业在线,与主要面向大型企业服务的ETS不同,S是专门中小企业用户提供全方位的网络技术应用和网络营销推广的服务平台。搜狐推行的是张朝阳所说的多效多元化战略,即在互联网技术(ETS)服务、新媒体(网络广告)、通讯(收费短信、移动通信)和B2C电子商务(搜狐商城)四条战线同时作战,多面出击,以不放弃信息门户且不添一兵一卒的条件来实现转型。从理论上讲,新浪和搜狐的.net战略还算不上真正意义上的多元化经营,因为这种新业务都还在两大门户所从事的网络服务范畴,用他们的话说,这是"结合网下资源和技术产品开发,为寻找更丰富和有效的营收模式进行的探索"。但作为擅长于提供内容服务的信息门户网站,涉足面向企业电子商务的ETS业务,毕竟是进入了自己并不擅长的业务领域,笔者并非否认这些企业采取的更加务实的经营作风,而是担心这种探索是否会削弱两大信息门户的价值基础,因为与那些专业化的IT企业和系统集成商或ASP相比,和毕竟不能为企业提供从硬件到软件一条龙的"贴身"服务,通过网络提供的解决方案对企业来说也许有点远水难解近渴。时尚的东西未必代表方向。应当逐步培育起一种对环境变化敏感的、理性的企业文化,它能引导企业根据其所处的经营环境和自身的实际进行具体分析,正确定义自己的竞争空间,不能仅局限于现有的竞争者,还必须将潜在的和新生的竞争者纳入视野。在确定经营战略时,决不能盲目跟风。无论企业采取多元化或是专业化经营,都必须时刻紧扣企业的核心竞争能力,务必使新的业务领域能得到企业核心竞争能力的有力支持,并在市场上转化为相应的竞争优势。2.遵循电子商务环境下的市场规律,注意调整和完善经营战略企业的经营战略不是一成不变的。相反,经营战略的制定和实施,是一个不断进行调整和完善的过程,甚至可以说是一个在不断地纠正错误中学习调整的过程。电子商务企业要生存和发展,电子商务要发展只能是顺应市场的需求,因势利导,而不应当去做一些超越现实的事情,曾被誉为欧洲电子商务旗帜的网上服装零售商B留下的教训是深刻的,创立之初,资金雄厚的Boo如果不去搞那技术复杂最后无法实现的3D影像技术的网上"试衣"系统;不去搞那技术同样也无法实现的"用7种语言接受顾客网上订货的多国语言自由转换数据中心,也许不会败得那样惨。正如B行政总裁马温斯顿自己的总结:无论有何种理由,企业在电子商务领域也不能违背任何基本的经营规则。两年前,迪斯尼公司曾吹嘘其旗下的G网站是公司面向21世纪的财经门户网站,随着网络泡沫的破裂,迪斯尼及时调整了该网站的经营目标。如今,G已是面貌一新,成为一家为客户提供更好的内容服务的信息门户网站,主要营收来源是网络广告,其次是用户的服务费及内容外包收益,此外还可从诸如网上拍卖之类的多种电子商务活动中获得利润。加拿大麦基尔大学管理学院明兹伯格(H.Minzberg)教授指出:战略是塑造出来的,而不是制定出来的。市场无定式,经营无常规,如果企业能制定出一个切合实际的经营战略,再按照上述原则贯彻实施,成功就只是时间问题了。第五章结束语如前所述,其实无论哪一种经营战略模式,都有其特定的适用范围和应用方式。多元化也好,专业化也罢,在国内外都有不少成功的范例,我们不应厚此薄彼,过分夸大或贬低某种经营战略的作用。因此,笔者在文中提出专业化经营是电子商务发展的现实需要,专业化经营战略应当成为目前电子商务环境下企业的基本经营策略的观点,并不意味着否定多元化战略的作用,今后随着电子商务的发展,其环境的改善和企业经营管理水平的提高,多元化战略必将发挥其应有的作用。可以预言:信息技术的发展,利用电子商务提高经营管理效率、提高竞争力的企业必将在新世纪、新环境中创造出更多新的经营战略。参考文献:【1】迈克尔.波特,陈小悦译.竞争战略[M].北京:华夏出版社,2021.【2】戴维.贝赞可,戴维.德雷诺夫.公司战略经济学[M].北京:北京大学出版社,2021【3】刘翼生.企业经营战略[M].北京:清华大学出版社,2021.【4】王方华,吕巍.企业战略管理[M].上海:复旦大学出版社,2021.【5】白
锐.论专业化与多元化经营战略的选择[J].北京:煤炭经济研究2021,致谢经过了一个多月的时间,终于把论文写好了。在这期间我得到了好多朋友的帮助,特别是老师的指点,在此我通过这样的方式予以感谢,我感谢我的朋友,更感谢我的老师,他让我学会了好多的东西,比如一直以来我都不会用WORD发送邮件,不会页眉页脚,不会自动生成目录,可是我现在在老师的帮助下我都学会了,不仅如此而且还能够熟练应用了。还有他让我懂得了怎样删选东西是最有用和最便捷的,能够快速的找到自己想要的东西,老师也让我知道了感恩,饮水思源的实际行动。在此,我深情的说一句,老师,您幸苦了!谢谢您!
引力波的实验探测给我们的启示摘要:引力理论的发展经历了数百年,从牛顿到爱因斯坦,从万有引力定律到广义相对论。在这过程中,科学家们引力波的预言质疑不休、争论不止。而引力波的实验探测无疑证明了一切。引力波的发现,弥补了爱因斯坦的广义相对论的漏洞,也确定了他的理论的正确。这是人类史上出现的又一契机,它将为人类社会带来重大变革。“破五”是中国传统迎财神的日子。2016年的这一天,却一个让全世界物理学界沸腾的日子,甚至许多的物理学家为之痛哭流涕——被预言已经百年的引力波,终于被探测到了。引力是什么?在今天人们所知道的物质的四种基本相互作用中,引力作用为最弱。四种相互作用按作用强度比例顺序是:强相互作用(1),电磁相互作用(10),弱相互作用(10),引力相互作用(10)。因此,在研究基本粒子的运动时,引力一般略去不计。但在天文学领域内,由于涉及的对象的质量极其巨大,引力就成为不仅支配着天体的运动,而且往往是天体的结构和演化的决定因素。引力并不是一种所谓的“力”,而是一种属性。牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中首次提出万有引力定律,基于此,他结识了彗星的运动轨道和地球上的潮汐现象,并根据万有引力定律成功地预言并发现了海王星。万有引力定律出现后,才正式把研究天体的运动建立在力学理论的基础上,从而创立了天体力学。简单的说,质量越大的东西产生的引力越大,地球的质量产生的引力足够把地球上的东西全部抓牢。1905年,爱因斯坦提出狭义相对论,突破了绝对时间和绝对空间的概念,否定了瞬时超距作用,从根本上动摇了建立在这些旧观念基础上的牛顿引力理论。经过十年的探索后,爱因斯坦于1915年提出了迄今为止最成功的近代引力理论——广义相对论。广义相对论中,引力被归咎于时空的弯曲。这种弯曲是由物质造成的,物质的质量越大,所形成的扭曲也就越严重。但是这种弯曲,对于人类来说根本感知不到,一是因为人类伴随这种弯曲一起弯曲了,而是由于这种弯曲太微小。大质量物体发生的扭曲引起了震动,而这种震动,就是引力波。科学家们通过探测这种时空震荡,来证实引力波的存在。早在1916年,爱因斯坦在广义相对论中就预言了引力波的存在。而科学家们普遍认为,这次LIGO这一发现是爱因斯坦相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”,证实了爱因斯坦广义相对论的正确性,弥补了爱因斯坦的广义相对论的漏洞,验证了已故科学家爱因斯坦的预言。探测的仪器叫做迈克尔逊干涉仪,或是LIGO。LIGO的“两条腿”都有4千米长,最近的一次升级就花去了几十亿美元。LIGO的原理是什么?简单来说是利用光速不变,在同样的直线路程里测试耗时,而通过时间的偏差(尽最大可能排除误差,也是耗资巨大的原因)来判定空间确实存在震动。这样的实验设置基于爱因斯坦的假设:光速不变,是因为以光的视角看,它沿途经过的空间发生了折叠伸缩。可能的引力波探测源包括致密双星系统(白矮星,中子星和黑洞)。在2016年2月11日,LIGO科学合作组织和Virgo合作团队宣布他们已经利用高级LIGO探测器,首次探测到了来自于双黑洞合并的引力波信号。在过去的数十年里,许多物理学家和天文学家为证明引力波的存在进行了大量研究。其中,泰勒和赫尔斯由于第一次得到引力波存在的间接证据荣获1993年诺贝尔物理学奖。到目前为止,类似的双中子星系统已经发现了近十个,但是双黑洞系统却是首次。在实验方面,第一个对直接探测引力波作伟大尝试的人是韦伯。虽然他的共振棒探测器最后没能找到引力波,但是韦伯开创了引力波实验科学的先河,为如今的硕果打下了基础。因为在地面上很容易受到干扰,所以物理学家们也在向太空进军。欧洲的空间引力波项目eLISA(演化激光干涉空间天线)。eLISA将由三个相同的探测器构成为一个边长为五百万公里的等边三角形,同样使用激光干涉法来探测引力波。此项目已经欧洲空间局通过批准,正式立项,目前处于设计阶段,计划于2034年发射运行。作为先导项目,两颗测试卫星已经于2015年12月3日发射成功,目前正在调试之中。中国的科研人员,在积极参与目前的国际合作之外之外,也在筹建自己的引力波探测项目。引力波的实验探测引起了世界范围的轰动,这些探测极其不易,宇宙中发生爆炸性的大事件时产生的引力波,才相对容易探测到,例如黑洞合并、星系合并、超新星爆炸等。100年前,爱因斯坦在预言引力波存在时就曾说:“这些数值是如此微小,她们不会对任何的东西产生显著的作用,没人能够去测量它们。”蔡一夫给出解释:“时间发生得越早,距离越远,越会在宇宙中传播期间被红移。红移指的是由于宇宙本身的膨胀将所有的波动的波长拉直拉平,这样其波动性就难以被探测到。例如,这次LIGO探测到的引力波,是13亿年以前两个大约30个太阳质量的黑洞并合所产生的引力波,振幅之小,是在原子核尺寸的千分之一的尺度。能探测到真的是非常不容易,LIGO实验组的科学家们也是在几十年里经历多次挫折,不断调整方案,改进仪器,才最终探测到的。”所以它的成功探测也标志着在这个领域人类的技术进步到了前所未有的水平。而它所具有的里程碑意义不止在科学情感上,更在于能够打开人类的一个新的世界——每个人都对它满怀期待。如果电磁波探测是人类的眼睛,那么人类又多了一双聆听外界的耳朵。马克斯·普朗克引力物理研究所说:“在《星际穿越》和《三体》中,都不约而同地将引力波选为了未来科技发达的人类的通讯手段,这也许只能是美好的幻想,但对于天文研究而言,引力波的确开启了一扇新的窗口。吹进来的第一缕清风,就带来了一个重大的信息:极重的恒星级双黑洞系统存在并可以在足够短的时间(10亿年)内并合。这是让我们始料未及的。谁能知道在将来的更多的探测中,LIGO和一众引力波探测器能带给我们什么样的惊喜呢?”引力波有两个非常重要而且比较独特的性质。第一:不需要任何的物质存在于引力波源周围。这时就不会有电磁辐射产生。第二:引力波能够几乎不受阻挡的穿过行进途中的天体。比如,来自于遥远恒星的光会被星际介质所遮挡,引力波能够不受阻碍的穿过。对于天文学家来说,这两个特征允许引力波携带有更多的之前从未被观测过的天文现象信息,而每一个电磁波谱的打开,都会为我们带来前所未有的发现。天文学家们同样期望引力波也是如此。而引力波本身的性质也可能对基础物理学产生巨大的影响。另外,引力波蕴含的,很可能是宇宙诞生的画面。我们从小都被告知一个最著名的猜想——宇宙是在一场爆炸中诞生的。这意味着,在时空的开始,宇宙又一次最为剧烈的震动。引力波就能让我们还原这个震动——它是否存在?有多大规模?不仅如此,引力波还能传递信息——我们看不到的宇宙空间在发生什么?据科学家解释,这次的引力波就是在遥远的距离上巨大的黑洞变化引起的。而这一结果也证明了黑洞真实存在——至少是广义相对论预测的由纯净、真空、扭曲时空组成的完美圆形物体。并且,引力波传递的信息可以让科学家更精确地估计宇宙膨胀的速度。总而言之,一个新的重大科学发现,总会给人类社会带来无法预估的发展。18世纪面熟电磁波的麦克斯韦理论确认的时候,也没人知道会给人类带来什么,但是现在不管是电视机还是移动电话,都与电磁现象有关。引力波的发现类似当年的发现X光一样,是一种工具。有了这个工具,我们可以利用引力波的观察,去观察遥远的宇宙的现象。发现暗物质、时空穿梭等等才是有可能实现的事情。如果没有引力波,以我们现有的技术是做不到这些科幻世界才有的事情的。“既然引力波是存在的,基于引力波的科研思路可信性就大大提高了。就好像走一条未知的路,走到半路,有人怀疑不对,结果证实是对的,那么就可以加快步伐了。”苏萌说。世界各国都加大了探测研究引力波的力度,我国也紧跟探索引力波的步伐。“天琴计划”参与者、中山大学天文与空间科学研究院院长李淼教授介绍,“天琴计划”是我国自主开展空间引力波探测的可行方案,发射三颗卫星探测引力波,该计划预期执行期为2016~2035年,分四阶段实施。项目还将挖山洞,建观测站以及建设综合研究大楼。预计拟投三亿启动。天琴计划预期执行期为2016-2035年,分四阶段实施:(1)2016-2020年:完成月球/深空卫星激光测距、空间等效原理检验实验和下一代重力卫星实验所需关键技术研发。主要研发成果包括:新一代月球激光测距反射器、月球激光测距台站、高精度加速度计、无拖曳控制(包含微推进器)、高精度星载激光干涉仪、星间激光测距技术等;(2)2021-2025年:完成空间等效原理检验实验和下一代重力卫星实验工程样机,并成功发射下一代重力卫星和空间等效原理实验卫星。主要研发成果包含:超静卫星平台、高精度大型激光陀螺仪以及进一步提高加速度计、无拖曳控制、高精度星载激光干涉仪、星间激光测距等技术;(3)2026-2030年:完成空间引力波探测关键技术,完成卫星载荷工程样机;(4)2031-2035年:进行卫星系统整机联调测试、系统组装,发射空间引力波探测卫星。李淼介绍,“天琴计划”的出发点是切实根据我国的技术能力实际和未来几十年的发展前景,提出我国自主开展空间引力波探测的可行方案。在目前讨论的初步概念中,天琴将采用三颗全同的卫星构成一个等边三角形阵列,每颗卫星内部都包含一个或两个极其小心悬浮起来的检验质量。卫星上将安装推力可以精细调节的微牛级推进器,实时调节卫星的运动姿态,使得检验质量始终保持与周围的保护容器互不接触的状态。这样检验质量将只在引力的作用下运动,而来自太阳风或太阳光压等细微的非引力扰动将被卫星外壳屏蔽掉。高精度的激光干涉测距技术将被用来记录由引力波引起的、不同卫星上检验质量之间的细微距离变化,从而获得有关引力波的信息。“天琴”的卫星将在以地球为中心、高度约10万公里的轨道上运行,针对确定的引力波源进行探测。这样的选择能够避免测到引力波信号却无法确定引力波源的问题。中国科学院也于2016年2月16日公布了空间引力波探测与研究的“空间太极计划”。按照这一计划,我国将在2030年前后发射由位于等边三角形顶端三颗卫星组成的引力波探测星组,用激光干涉方法进行中低频波段引力波的直接探测。主要科学目标是观测双黑洞并合和极大质量比天体并合时产生的引力波辐射,以及其他的宇宙引力波辐射过程。中科院力学研究所胡文瑞院士表示,“我国目前的技术能力与国际先进水平还有一定的差距,这种差距可以通过良好的国际合作得到一定的弥补。”胡文瑞说,“空间太极计划”是一个中欧合作的国际合作计划,目前有两个方案:方案一是参加欧洲空间局的eLISA双边合作计划;方案二是发射一组中国的引力波探测卫星组,与2035年左右发射的eLISA卫星组同时遨游太空,进行低频引力波探测。据介绍,空间引力波探测被列入中科院制订的空间2050年规划。2008年由中科院发起,中科院多个研究所及院外高校科研单位共同参与。引力波的发现是感人至深的,它印证了一位物理学大师的睿智伟大,为年富力强的物理学家们增添了信心和安慰。在理性上,引力波的发现更是激动人心的,人类的历史将会改写,一切都是未知,未知也许会更加美好。参考文献:[1].柏格曼著,周奇、郝苹译:《相对论引论》,高等教育出版社,北京,1961。(P.G.Bergmann,IntroductiontotheTheoryofRelativity,Butterworths,London,1958.)[2].温伯格著,邹振隆译:《引力和宇宙论》,科学出版社,北京,1979。(S.Weinberg,GravitationandCosmology,JohnWileyandSons,NewYork,1972.)[3].北京:科学出版社,1977.J·韦伯著,陈凤至,张大卫.《广义相对论与引力波》[4].《引力波与引力波探测》李芳昱、张显洪[5].《引力、引力波和引力波的探测》薛凤家,《大学物理》[6].《空间时间引力》(美)沃尔德史新奎金丽莉[7].《自然哲学的数学原理》艾萨克牛顿1687[8].《原理》艾萨克牛顿[9].《论引力波》爱因斯塔1918[10].《广义相对论》刘辽,赵峥-2004[11].《广义相对论与现代宇宙学》须重明-南京师范大学出版社-1999[12].《广义相对论引论》俞允强-北京大学出版社-1987[13].《广义相对论基础》赵峥-清华大
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