算出黑洞照片的科学家凯蒂．包曼：“尽管未知，还是要踏出第一步。”

2019 年 4 月 10 日，人们第一次看见黑洞的样子，就像宇宙里的甜甜圈。

很多人好奇，这张照片是怎么拍出来的。团队中的一位重要人物，是 29 岁的电脑科学家凯蒂．包曼（Katie Bouman）。她所负责的是拍摄黑洞所需的演算法。BBC 将她喻为“黑洞影像背后的女性推手”不过，早在前年，包曼就已公开在 TED 分享团队的经验。在计画进行当时，她还是博士生。[1][2]

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宇宙里最壮观的事物，是肉眼看不见的

“我的名字叫做凯蒂．包曼，我是麻省理工的电脑科学博士生，专长是电脑视觉（computer vision），这是一门研究让电脑透过影像，能够看见、识别事物的科学。虽然我不是一个天文学者，但我还是想告诉你们，我如何参与了这个找到黑洞的专案。”

故事的起点，发生在六年前。那时人们对黑洞的想像，还只存在于研究室里。

“先让我们看看满天星斗，沿着银河螺旋，往前 26000 光年，你会在中心点，找到一群星星。科学家们已经研究了这群星星长达十六年。科学家们发现，它们都绕着某个又小又重、却看不见的事物转。”

宇宙里最壮观的事物，往往是肉眼看不见的。

它就是所谓的“超大质量黑洞（supermassive black hole）”。它的密度极大，也会将身旁的一切东西都吸进去，连光线也是。

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因此，当时的科学家推测黑洞所在之处，应该会有一个光环，能“照出”黑洞的轮廓。不过，包曼指出，这个黑洞离地球实在太遥远了，从地球看过去，光环非常微小，就像我们要用肉眼辨识月球上的一颗橘子。拍摄黑洞照片是极其困难的。

因此，我们必须打造一个更巨大的望远镜，才能够看清楚黑洞的模样。经过计算，我们需要的大小，是“整个地球”那么大（群众笑声）。

这是现阶段任何一座电波望远镜都远远达不到的程度。怎么办呢？

包曼：我们把地球变成一颗迪斯可球

包曼说，就像滚石乐团主唱 Mick Jagger 的名曲：“你不能总是得到你要的（You can't always get what you want），但如果你尝试，你就会发现，你还是能得到你所需要的。”

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于是，我们串联了全球的电波望远镜。

国际组织“事件视界望远镜计画”（event horizon telescope，简称EHT）就是于此背景下诞生。计画内容，就是由串联世界各地电波望远镜、并经由原子钟校时，全球同步连线，打造出一个几乎是地球大小规模的望远镜计画。听起来很壮观，每个地点的研究团队，都收集了数千兆字节的数据，将光线的数据收集起来。

换句话说，其实我们就是把地球变成一颗超大迪斯可舞厅球。

当世上不同地点分布了望远镜，随着地球自转，就能透过折射镜面，收集到黑洞所在位置的不同数据。而没有望远镜的地方，再透过电脑演算法，教导电脑把这些空隙补起来。如此，就能够得到一张完整的黑洞照片。

我的工作，是让看不见的事物被看见

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包曼的工作，其实主要在于教导电脑辨识“这是一张黑洞照片”。听起来很简单？不过最重要的是，整个计画在成像时遇到了一个问题。就是符合描述的图片会有成千上万张。包曼说，但人们的问题是，没人能够教导电脑如何判断出“这是一张黑洞的照片”。

因为即使是我们自己也没见过黑洞。难道我们要拿《星际效应》的模拟照片来用吗？因为我们甚至也不确定爱因斯坦的相对论在黑洞周边是否仍成立。这样我们得到的只会是期望的图片，而非真相。

包曼说，她负责的工作，就是藉由导入不同类型影像的特征，让演算法得以重建出黑洞影像。

“也就是说，我们将许多不同照片，都拆成碎片（puzzle pieces），然后交给演算法，将它们拼凑还原。”如果越来越多的照片，拼凑结果都渐趋一致，那就表示，演算法描述的数据，与真相不会有太大差异。

CNN 报导指出，包曼的角色其重要性几乎等同于让黑洞成像中原先看不见的事物，能被世人看到。[3]

“尽管像黑洞一样未知，还是要踏出第一步啊”

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《时代杂志》报导，她的研究热忱，在于“‘想出方法’，让我们看见那些看不见的事物。”这也让她成为研究黑洞最适合的人选之一。这是一个任何东西都能够被吞噬的地方。虽然专业领域与航太无关，但包曼仍然贡献自己的专业，并将实际的计算方法，带进黑洞的计画中。[4]

如果没有她与她的团队，很可能我们对黑洞的知识，仍只是想像中的模样，包曼回忆，当团队拍摄到画面时，她很兴奋。

“即使我们已经尝试了这么多年，我实在也没预料到我们能得到整个黑洞环照片，我原本只期待得到一小块画面（a bolb）就好了”

一张她坐在研究室的照片在网路上广为流传。她不是研究助理、不是研究员伴侣。她是计画的成员，正在用电脑连线，观看自己参与的研究成果，顺利得出黑洞画面。

打开整个宇宙的秘密，就在小小研究室萤幕里。

图片｜包曼脸书

包曼与“事件视界望远镜”的合作仍在继续，未来他们将会将更多太空中的卫星天线也纳入望远镜网络中，之后也会着手进行黑洞的动态影像录制，人们将有机会能看到吞噬中的黑洞影片。与此同时，包曼并于加州理工学院（Caltech）担任助理教授。

历史还短，未来很长

根据《时代杂志》报导，全世界的工程师中，目前仍只有百分之三十是女性。而在历史上，被记载下来的女性工程师或电脑科学家，更是稀少。不过，她们真的从未对电脑科学产生贡献吗？事实上，极有可能只是我们将这些女性的名字从茫茫历史海中消除了。

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1946 年，二次大战孕育出被誉为“世界第一台电脑”的电子数值积分计算机（ENIAC），它的程式正是由女性工程师撰写的，她的名字是简．杰宁斯（Jean Jennings）。

1969 年，女性工程师玛格丽特．汉密尔顿（Margaret Hamilton）替阿波罗 11 号编写程式，以最大程度预防了可能发生的危险，确保人类史上第一个登月计画成功。

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2019 年，我们也见到麻省理工的博士生凯蒂．包曼与她的团队，透过编写新的电脑演算法，让世人能够第一次看见真实黑洞样貌。

这份女性工程史看似很短，还有许多缺漏名字，无人去补。我们找出散佚的名字，重新说出被历史遗忘的女性故事。而未来的那些新名字呢？我们希望越来越多女性，能在各领域写下历史。半世纪前，汉密尔顿帮助我们登上月球；半世纪后，包曼让我们看见黑洞。谁说女性就是不适合科学呢。

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正如包曼鼓励人们跨出第一步：“我完全不是天文背景，但还是参加了这个跨领域的专案，并做出贡献。即使第一步可能像黑洞一样神秘，也还是要继续往前。”

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