一個長達數年、橫跨國際的大計畫，模擬出一座跟地球直徑一樣大的望遠鏡，就為了那「黑暗中的光環」⋯⋯

文／陳明堂

　　2019年4月10日，大批新聞媒體湧進中央研究院活動中心，準備見證一件世界科學大事。就在這一天晚上，中央研究院與全球的科學家共同發布人類史上第一張「超大質量黑洞陰影」的影像，這場世界同步發表會的焦點，就是後來被通稱為「黑洞影像」的圖片。

　　發表會當下，中央研究院院長廖俊智說：「這張人類史上第一張超大質量黑洞的影像，是科學上一個空前的成就。」這消息一公布，蔡英文總統立刻在直播線上振奮留言：「人類首次！」隨後又再度留言：「全人類的一大步，很高興台灣參與在其中！」

　　這張照片是由一個長達數年、橫跨國際的大計畫——「事件視界望遠鏡」（EHT）所拍攝。EHT使用了世界上所有能夠運作的「次毫米波」觀測站，模擬出一座跟地球直徑一樣大的望遠鏡，專門用來研究宇宙中像黑洞這樣的緻密物體。目前EHT有超過兩百位來自世界各地的科學家，過去幾年來的心血結晶就是這張「黑暗中的光環」。

　　「黑暗中的光環」看似簡單，其實有三層意義。首先，它是「黑洞是否存在」的第一個直接視覺證據。其二，它確認了愛因斯坦百年前廣義相對論的預言。其三，這個突破性的成果是台灣的學界與工業界，結合世界一流科學團隊的成果。如果人類的知識是一幅巨大的拼圖，那麼這張黑洞影像，就是遺失百年的重要圖塊。如今，台灣與世界聯手，一起填補了拼圖中的關鍵空白。

　　中央研究院天文及天文物理研究所（簡稱「中研院天文所」）參與了2017年的EHT觀測活動，經歷資料處理、分析、成像，再經由嚴謹的科學論證，終於在2019年，與EHT的成員一同提出黑洞存在的第一個視覺證據。

　　2017年參與EHT的八座望遠鏡中，台灣參與建造或是運作的一共有三座，再加上貢獻運作經費與觀測人力，讓台灣團隊占有顯著的地位。這也是為什麼總共十三席的EHT董事成員，台灣中研院就占了兩席。

　　台灣的天文研究規模跟科技大國比起來，算是相對小型。但自中研院天文所創所時，即以相對年輕的電波天文學做為主要研究方向，無論是星球的形成、宇宙論、甚至黑洞天體，都有非常重要的科學題目可以讓學者一展身手。

　　中研院天文所從吳大猷院長任內創立籌備處，在過去近三十年來受到幾位深具遠見的主事者的支持與鼓勵，例如李遠哲院長任內決定發展「次毫米波陣列」和支持「宇宙背景輻射陣列」、翁啟惠院長任內加入「阿爾瑪計畫」，乃至廖俊智院長，無不深耕易耨，注入珍貴的研究資源。另外，國家中山科學研究院在天文所創所初期，即成為儀器發展的重要夥伴，與天文所各任所長一同努力，在天文領域播種。而且，台灣有著強大的工業（半導體與電子業）能力基礎，能從事科學儀器的創新，讓中研院天文所可以參與世界上最尖端的天文儀器建造，置身於天文研究的最前端。

　　靠著這些前輩對台灣基礎科學的支持，還有許多非常優秀的科學家、工程師們的奮鬥，中研院天文所不但在台灣搭起一座世界性的科研舞台，也讓台灣以及世界各地，具有天分的年輕學子們能發揮所長，為人類知識做出最佳貢獻。正是因為前人闢出一片沃土，台灣研究黑洞的團隊才有機會，在這個晚上開出迷人的花朵。

　　不過，在熱鬧非凡的氣氛中，我其實帶有一絲遺憾。近十年來我們團隊一手主導的格陵蘭望遠鏡以參與EHT觀測、擷取首張黑洞影像為目標，終於在2018年加入EHT。可是首張黑洞影像的資料來自2017年的數據，並不包含格陵蘭望遠鏡的觀測資料。終究，我們還是慢了一步。

　　事實上，格陵蘭望遠鏡加入EHT的資料正在處理中。我們團隊期待格陵蘭望遠鏡的加入，能夠透露出隱藏在陰影下的細節，能讓天文學們破解出黑洞陰影下的祕密。如此的結果將會大大的提升台灣天文學家在黑洞研究的地位，讓台灣獨特的貢獻受到世人的重視。

　　雖然格陵蘭望遠鏡沒趕上第一張黑洞影像的列車，但是我們團隊的工作顯現出，台灣的學界與工業界可以站在世界科學研究的第一線，與一流的科學團隊共同主導研究方向，這樣的成就仍值得自豪。我自覺非常的幸運，能夠在工作生涯中，找到一群志同道合的夥伴，參與了一段台灣非凡的創新年代，心中只有感激。

　　在1995年，我從本行凝態物理轉進天文研究的領域，開始參與台灣的天文儀器發展，見識到天文所創所先輩們從零開始的序幕，他們招兵買馬、訪賢任能，組織起一群優秀的國際團隊，到世界各地開疆闢土。隨後，我自己也成為舞台上的眾多演員之一，經歷台灣在國際之間合縱連橫，爭取最佳位置的故事。

　　在這些故事裡，我們的足跡從亞熱帶的台灣、到熱帶夏威夷火山的熔岩管（Lava Tube），然後穿越到智利安第斯山的鹽水湖，再跨越到北極因紐特人的冰原、鑽進格陵蘭的冰河。以往火裡來、冰裡去的歷練，讓我們在捕捉黑洞影像的任務中，扮演關鍵角色，更完成了格陵蘭望遠鏡這項被人稱為瘋狂的計畫。

　　在這段漫長的時空道路裡，一群由各國人士組成的科學工程團隊，因緣際會，聚集在這塊土地上，為台灣的科學界建立堅固的天文研究根基。我親身經歷過這段科學開創的驚奇旅程，深深的被這些前輩和同伴們所感動。為了讓這群為台灣科學舞台做出卓越貢獻的人物，能夠留下一點歷史的足跡，我僭越動筆寫下故事中一些個人的經歷與感想，還望這些前輩和同伴們不要見怪。

　　我寫這本書時，是以一般大眾為目標，一方面告訴台灣社會，我們很感謝各位支持台灣的科學研究，另一方面也想鼓勵那些對基礎科學研究有興趣的人，你們的耕耘總有一天會化為養分，帶動社會的進步。

　　書中的主要內容來自過去幾年我在台灣各處的科普講稿，當中參雜了許多我個人的主觀回憶與不太連貫的筆記紀錄；此外，為了提高年輕學子，或是不熟悉科學的讀者們的興趣，我在敘述上刻意避免使用艱深的科學和工程專業術語，不免使得一些科學現象的描述過於簡化，或是無意中有所偏頗。如果有爬梳不順或錯誤的地方，那實在是我個人的專業限制與學養不足，希望讀者們能不吝賜教，讓我有機會再次學習，進一步去除我個人認知的死角。

　　如果讀者對本書所講的一些有趣概念意猶未盡，那就是主動求知的時候了，這是現代人必須具備的能力。讓我們一同追求知識，拓展人類的智慧版圖，總有一天我們能從浩瀚的星空當中，找出萬物運行的真理。

※ 本文摘自《黑洞捕手：台灣參與史上第一張黑洞照片的故事》，原篇名為〈作者序 榮耀下的遺憾〉，立即前往試讀►►►