算出黑洞照片的科學家凱蒂．包曼：「儘管未知，還是要踏出第一步。」 http://bit.ly/2UARGfu 女人迷性別編輯 佳琦 4 月 10 日，人們首次看見黑洞，像宇宙裡的甜甜圈。團隊重要人物是來自麻省理工學院的研究員凱蒂·包曼（Katie Bouman）。 前年，她已在 TED 分享這個拍黑洞的故事。 她說：「宇宙裡最壯觀的事物，是肉眼看不見的。」而她的熱忱，就是讓看不見的事物被看見。 2019 年 4 月 10 日，人們第一次看見黑洞的樣子，就像宇宙裡的甜甜圈。 很多人好奇，這張照片是怎麼拍出來的。團隊中的一位重要人物，是 29 歲的電腦科學家凱蒂．包曼（Katie Bouman）。她所負責的是拍攝黑洞所需的演算法。BBC 將她喻為「黑洞影像背後的女性推手」不過，早在 2018 年初，包曼就已公開在 TED 分享團隊的經驗。在計畫進行當時，她還是博士生。[1][2] 圖片｜來源 宇宙裡最壯觀的事物，是肉眼看不見的 「我的名字叫做凱蒂．包曼，我是麻省理工的電腦科學博士生，專長是電腦視覺（computer vision），這是一門研究讓電腦透過影像，能夠看見、識別事物的科學。雖然我不是一個天文學者，但我還是想告訴你們，我如何參與了這個找到黑洞的專案。」 故事的起點，發生在六年前。那時人們對黑洞的想像，還只存在於研究室裡。 「先讓我們看看滿天星斗，沿著銀河螺旋，往前 26000 光年，你會在中心點，找到一群星星。科學家們已經研究了這群星星長達十六年。科學家們發現，它們都繞著某個又小又重、卻看不見的事物轉。」 宇宙裡最壯觀的事物，往往是肉眼看不見的。 它就是所謂的「超大質量黑洞（supermassive black hole）」。它的密度極大，也會將身旁的一切東西都吸進去，連光線也是。 圖片｜截圖 因此，當時的科學家推測黑洞所在之處，應該會有一個光環，能「照出」黑洞的輪廓。不過，包曼指出，這個黑洞離地球實在太遙遠了，從地球看過去，光環非常微小，就像我們要用肉眼辨識月球上的一顆橘子。拍攝黑洞照片是極其困難的。 因此，我們必須打造一個更巨大的望遠鏡，才能夠看清楚黑洞的模樣。經過計算，我們需要的大小，是「整個地球」那麼大（群眾笑聲）。 這是現階段任何一座電波望遠鏡都遠遠達不到的程度。怎麼辦呢？ 包曼：我們把地球變成一顆迪斯可球 包曼說，就像滾石樂團主唱 Mick Jagger 的名曲：「你不能總是得到你要的（You can't always get what you want），但如果你嘗試，你就會發現，你還是能得到你所需要的。」 圖片｜來源 於是，我們串聯了全球的電波望遠鏡。 國際組織「事件視界望遠鏡計畫」（event horizon telescope，簡稱EHT）就是於此背景下誕生。計畫內容，就是由串聯世界各地電波望遠鏡、並經由原子鐘校時，全球同步連線，打造出一個幾乎是地球大小規模的望遠鏡計畫。聽起來很壯觀，每個地點的研究團隊，都收集了數千兆字節的數據，將光線的數據收集起來。 換句話說，其實我們就是把地球變成一顆超大迪斯可舞廳球。 當世上不同地點分布了望遠鏡，隨著地球自轉，就能透過折射鏡面，收集到黑洞所在位置的不同數據。而沒有望遠鏡的地方，再透過電腦演算法，教導電腦把這些空隙補起來。如此，就能夠得到一張完整的黑洞照片。 我的工作，是讓看不見的事物被看見 圖片｜截圖 包曼的工作，其實主要在於教導電腦辨識「這是一張黑洞照片」。聽起來很簡單？不過最重要的是，整個計畫在成像時遇到了一個問題。就是符合描述的圖片會有成千上萬張。包曼說，但人們的問題是，沒人能夠教導電腦如何判斷出「這是一張黑洞的照片」。 因為即使是我們自己也沒見過黑洞。難道我們要拿《星際效應》的模擬照片來用嗎？因為我們甚至也不確定愛因斯坦的相對論在黑洞周邊是否仍成立。這樣我們得到的只會是期望的圖片，而非真相。 包曼說，她負責的工作，就是藉由導入不同類型影像的特徵，讓演算法得以重建出黑洞影像。 「也就是說，我們將許多不同照片，都拆成碎片（puzzle pieces），然後交給演算法，將它們拼湊還原。」如果越來越多的照片，拼湊結果都漸趨一致，那就表示，演算法描述的數據，與真相不會有太大差異。 更別忘了，在「事件視界望遠鏡計畫」現階段仍僅有七台望遠鏡參與。CNN 報導指出，包曼的角色其重要性幾乎等同於讓黑洞成像中原先看不見的事物，能被世人看到。[3] 「儘管像黑洞一樣未知，還是要踏出第一步啊」 圖片｜來源 《時代雜誌》報導，她的研究熱忱，在於「『想出方法』，讓我們看見那些看不見的事物。」這也讓她成為研究黑洞最適合的人選之一。這是一個任何東西都能夠被吞噬的地方。雖然專業領域與航太無關，但包曼仍然貢獻自己的專業，並將實際的計算方法，帶進黑洞的計畫中。[4] 如果沒有她與她的團隊，很可能我們對黑洞的知識，仍只是想像中的模樣，包曼回憶，當團隊拍攝到畫面時，她很興奮。 「即使我們已經嘗試了這麼多年，我實在也沒預料到我們能拍出整個黑洞環，我原本只期待拍到一小塊畫面（a bolb）就好了」 一張她坐在研究室的照片在網路上廣為流傳。她不是研究助理、不是研究員伴侶。她是計畫的成員，正在用電腦連線，觀看自己參與的研究成果，順利拍下黑洞畫面。 打開整個宇宙的秘密，就在小小研究室螢幕裡。 圖片｜包曼臉書 包曼與「事件視界望遠鏡」的合作仍在繼續，未來他們將會將衛星天線也納入整個望遠鏡網絡中，之後也會著手進行黑洞的動態影像錄製，人們將有機會能看到吞噬中的黑洞影片。與此同時，包曼並於加州理工學院（Caltech）擔任助理教授。 歷史還短，未來很長 根據《時代雜誌》報導，全世界的工程師中，目前仍只有百分之三十是女性。而在歷史上，被記載下來的女性工程師或電腦科學家，更是稀少。不過，她們真的從未對電腦科學產生貢獻嗎？極有可能，只是我們將這些女性的名字，從茫茫歷史海中消除了。（延伸閱讀：Google 引爆性別論戰：女性工程師少是天生的，不是性別歧視？ ） 1946 年，二次大戰孕育出被譽為「世界第一台電腦」的電子數值積分計算機（ENIAC），它的程式正是由女性工程師撰寫的，她的名字是簡．傑寧斯（Jean Jennings）。 1969 年，女性工程師瑪格麗特．漢密爾頓（Margaret Hamilton）替阿波羅 11 號編寫內部程式，以最大程度預防了可能發生的一切危險，確保人類史上第一個登月計畫成功。 圖片｜來源 2019 年，我們也見到麻省理工的博士生凱蒂．包曼與她的團隊，透過編寫新的電腦演算法，讓世人能夠第一次看見真實黑洞樣貌。 這份女性工程史看似很短，還有許多缺漏名字，無人去補。我們找出散佚的名字，重新說出被歷史遺忘的女性故事。而未來的那些新名字呢？我們希望越來越多女性，能在各領域寫下歷史。半世紀前，漢密爾頓幫助我們登上月球；半世紀後，包曼讓我們看見黑洞。誰說女性就是不適合科學呢。（延伸閱讀：在科學、科技領域中，男女的落差愈來愈小） 正如包曼鼓勵人們跨出第一步：「我完全不是天文背景，但還是參加了這個跨領域的專案，並做出貢獻。即使第一步可能像黑洞一樣神秘，也還是要繼續往前。」 圖片｜來源 參考資料 [1]BBC 報導原標題：Katie Bouman: The woman behind the first black hole image [2]TED 影片發佈於 2017 年 4 月 28 日。現在她已完成學位，並於加州理工學院任教。 [3]CNN 報導。另外，「事件視界望遠鏡計畫」中，台灣中研院也參與並主持其中的格陵蘭望遠鏡計畫。 [4]時代雜誌報導原文：〈認識凱蒂．包曼，幫助人們拍下史上第一張黑洞照片的女性〉 April 11, 2019 at 07:30PM 女人迷 Womany

via 女人迷 Womany http://bit.ly/2UARGfu