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蘋人誌:為黑洞搭建舞台 陳明堂長青網文章

2019年05月13日
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Submitted by 長青人 on 2019年05月13日 06:35
2019年05月13日 06:35
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港聞
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【蘋果日報】「我這幾年做的,就像個搭舞台的人。替台灣搭建一個舞台,可以讓比我更有天賦、更厲害的年輕科學家有個舞台,到國際跟人家競合,發光發亮。」大多數科學家都積極追求個人研究突破,台灣中研院(中央研究院)天文及天文物理研究所研究員陳明堂,談到自己對學術生涯的期許,卻出人意表的這麼說。他也真的說到做到。
撰文:李宗祐
攝影:莊宗達
陳明堂參與設計建造的兩座天文望遠鏡,與其他六座國際天文望遠鏡合作觀測,成功解析出科學史上第一張黑洞影像,讓在跨國研究扮演關鍵角色的台灣團隊成為國際矚目焦點!上月10日,全球超過200位天文科學家分別在歐美亞等六個城市同步召開記者會,公佈被網友喻為像極「甜甜圈」的史上首張黑洞照片,瞬間「秒洗」各大社群網站,至今仍是網路討論度最高的科學議題。 當天晚上,中研院也由院長廖俊智親自主持全球同步記者會,說明中華民國對這項舉世矚目研究成果的貢獻。現場海量的媒體焦點全集中在參與跨國觀測與資料分析的科學團隊身上,而在美國華盛頓記者會現場的陳明堂,反而成為台灣媒體漏網鏡頭。
直至隔周自美返台,過去23年長期為台灣天文學者「作嫁衣裳」的陳明堂,才在中研院「從北極看黑洞──格陵蘭觀測黑洞計劃」科普講座現身。中研院天文所副所長李景輝,以「開拓台灣參與國際天文望遠鏡研發設計及建置道路的先驅者」之名,推崇陳明堂對天文學界的貢獻,因為台灣參與國際合作建造的大型天文望遠鏡全由他打造。
然而大家很難想像,這位為台灣天文學界在國外開疆闢土的天文望遠鏡建築大師,在加入天文所之前,所研究的專長項目,跟天文科學南轅北轍,如同他所言,「到中研院之前,完全不懂天文、不懂怎麼做望遠鏡!」
陳明堂是成功大學物理系第一名畢業,1990年到美國伊利諾大學物理系攻讀碩士和博士。為了方便找工作,放棄大學主修的高能物理,轉攻固態物理,不走理論,專心投入實驗,他從沒想過有朝會以天文科學做為終身職業。「我很喜歡物理,但還是要考慮『錢』途!」陳明堂形容自己在美求學時「能屈能伸」,選擇博士題目,因為英文超級不好,被所方威脅要取消助教獎學金,只好趕快找個「有錢的老師」投靠,飢不擇食挑個冷門研究題目,「你也知道留到最後沒人選擇的題目,大概都不太好做。」
果然第一年實驗怎麼做都做不出結果;第二年還是一樣,就在考慮是否要換題目「轉行」時,意外在年底做出些眉目,他決定繼續試看看。「沒想到做完第三年,老師說我可以畢業了。」他就到美國航空暨太空總署(NASA)做博士後研究員。待了一年多,還是覺得沒前途,剛好中研院成立天文所籌備處到海外招兵買馬,他抱着姑且試試心情去應徵。「沒想到面試後,他們竟然要我!」當時中研院已決定跟美國史密松天文台合作,建造次毫米波陣列望遠鏡(SMA),卻沒有懂工程的人,「可能因我的專長是實驗物理,在台灣又找不到會做儀器的人,我或許是他們沒有選擇下的最後選擇!」陳明堂心想,「我跟天文完全不相干,你們敢請我,我就試看看!」但中研院給的職位和待遇都不理想,幾經考量還是婉拒。
大膽投入陌生領域  「動手做很在行」
也許是命中注定要跟天文科學結下不解之緣!「有天晚上賀曾樸院士打電話給我!我跟他從沒見過面。」陳明堂回想,「他說想跟我聊聊。問我為甚麼不回去啊?有甚麼想法?就這樣慢慢跟我聊。」
陳明堂說,賀曾樸院士是那種「Don't take no for answer(不接受別人說不)但又不是很強勢的人,就是一直跟討論下去,但沒有強迫我馬上做決定!」連續三天賀曾樸都打電話來,陳明堂終於被說服,1995年帶着懷孕五個月的太太回台灣,投入全然陌生的天文科學。
中研院當時講明要他負責執行跟美國合作建造SMA。問他為何大膽答應?陳明堂點頭不止地說:「是啊,我是蠻大膽的!」沉默幾秒他再緩緩地說:「我做物理實驗,動手做很在行,也覺得自己甚麼都可以做得來!」也因這難以言喻的自信,陳明堂被歷任所長指派參與四項跨國合作建造天文望遠鏡計劃,場址不是杳無人煙的沙漠,就是冰天雪地的高原峻嶺,他都使命必達。
這次參與「事件視界望遠鏡(EHT)」2017年跨國聯合觀測黑洞計劃的八座望遠鏡中,位於夏威夷毛納基峯的SMA,以及位於智利阿塔卡瑪沙漠的ALMA大型毫米及次毫米波陣列望遠鏡,就是陳明堂率領中山科學院等工程研發團隊參與的設計建造。去年加入EHT跨國聯合觀測的格陵蘭天文望遠鏡(GLT),更由他親手打造。但每次想起23年前扛起SMA成敗責任,甚麼都不懂,從頭開始學習設計研製天文望遠鏡相關儀器,總讓他不勝欷歔。
「我到美國合作夥伴那邊學一年,完全從基礎做起,鎖螺絲、釘材料、學車床,甚麼都做。老實講,感覺不是很受尊重。特別是當時天文所還是籌備階段,寂寂無聞,好像被當做小學生,從基礎開始學。」美方的態度是「你能學就學,我就看你能學會多少?」反而激發陳明堂不服輸的拼勁,「我好的也學、壞的也學,把他們的東西全部COPY學回來。當時中科院有群人跟我到美國受訓,他們其實已有工程經驗,發現有些東西好像有問題,卻又不敢問,全部抄回來照做。」後來證實美方有些設計確實有問題,反而由我方協助改善。
當年的新手學徒,如今已是獨當一面的天文望遠鏡建築大師。2009年,中研院向美國爭取把ALMA原型機,從新墨西哥州沙漠搬到北極格陵蘭島觀測黑洞時,大家都覺得「你們瘋了!為何要花這種錢?又不會成功。」但陳明堂領導工程團隊經過九年運籌帷幄,把原型機重新改造,再跨越四分之一個地球,從沙漠搬到冰原,建造完成GLT,在去年4月加入EHT,讓全球天文科學家刮目相看,直說:「台灣好厲害!」
儘管首張黑洞影像來不及加入GLT觀測資料,但科學團隊已在分析處理GLT加入聯合觀測的傳回資料,預料影像解析度可提高10倍,有助於解開黑洞更多科學謎團。
身為首次觀測分析黑洞影像的科學家之一,陳明堂至今仍難以置信。去年11月第一次看到同事給他的黑洞照片,還再三問:「確定嗎?你們有沒有搞錯?這是真的影像,還是我們模擬的影像?」經確認千真萬確後,忍不住讚嘆:「哇……真的是這樣子啊!」
穿梭沙漠與高原「就是喜歡闖蕩」
在冰天雪地的格陵蘭工作,可有不少趣聞。
格陵蘭夏季是永晝,冬季是永夜。夏天太陽不下山,整天都是白天,沒有戴手錶,根本不知道甚麼時候是晚上。睡覺要把窗簾拉起來,戴眼罩,假裝天黑了。
即使是夏天,也冷到不得了,在戶外工作要穿羽絨衣,還要戴網狀防蚊帽。因為北極圈蚊子很兇,聽說可以把小鹿給叮死,連牛仔褲都叮得過去。這幾年越來越猖狂,更奇特的是卵要冰凍過,才會孵化成孑孓。
陳明堂說,在那裏對抗蚊子的絕招,就是用超強電蚊拍把牠們電到「啪啪啪……」,聽起來很療癒,還有BBQ的味道。
因長年參與國際天文望遠鏡建造計劃,也從2002年起外派擔任天文所夏威夷基地副所長,陳明堂每年常有兩、三個月,多則半年,奔波於各望遠鏡所在的沙漠或高原峻嶺,讓另一半牽腸掛肚,最近終於忍不住問:「年紀也大了,還要繼續跑到野外嗎?」陳明堂卻回答:「我覺得這樣很好玩!叫我在同樣的工作環境重複做相同的事,我做不來,因為好無聊!我就是喜歡到新的領域闖蕩,試試看、做看看!」
出生在台南,從幼稚園到大學讀的都是台南當地學校,陳明堂投入天文研究以後,變成了在冰天雪地和酷熱荒漠之間穿梭的千里馬,人生際遇和視野迥然不同。
初中被編在普通班別的陳明堂,「傳說」曾年少輕狂。「哈哈哈……沒有啦!」他說:「就是朋友都不喜歡讀書,我住在眷村附近,本省(1945年前已定居台灣的人)跟外省小孩碰在一起,年少氣盛,總會有些磨擦嘛,就跟着帶頭大哥到眷村挑釁外省(貫籍為中國大陸、非台灣省人士)群毆,我是在那種『戰鬥環境』長大的。」念國中時又迷上桌球,還逃學到桌球室,「其實我也沒有真正變壞啦,初中成績不好倒是真的。」
高中考上第三志願以後的學校,讓他以為人生就此完蛋。沒想到高中突然變得很用功,第一年書讀得還好;第二年更好;第三年非常好。尤其是高三物理莫名的得心應手,越讀越喜歡,也就特別強。不但以全校第二名畢業,還考上國立成功大學物理系,轟動全校。「我想可能是玩桌球撞出些心得。老師教力學,我腦海自動浮現桌球撞來撞去的畫面,就甚麼都懂了。」陳明堂忽然若有所思地說:「當時我曾想當愛因斯坦,沒想到現在跟着大家,共同證明愛因斯坦廣義相對論,真是蠻奇特的機緣!」
被問到做天文研究最終目標是甚麼?陳明堂幽默地說:「每個人最終的目標都是到墳墓裏頭啦!」又哈哈笑兩聲說:「我現在走的路就是做實驗,做最先進、最好的儀器,為台灣搭個舞台,讓年輕科學家在國際發光發亮!」這話說得自在又豪邁,陳明堂充份享受「為他人作嫁衣裳」的樂趣,卻不以「年年壓金線」為苦,這就是資深科學家提攜後進的胸襟與氣度。
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