當我們看黑洞時，我們看見了什麼？ ——陳明堂博士與「事件視界」計畫
2019年4月10日，「事件視界望遠鏡（EHT）首次成果發表記者會」在全球六個城市同步召開，向全世界公開人類拍到的第一張黑洞照片（M87 黑洞）。台北與美國華盛頓、智利聖地牙哥、日本東京、丹麥哥本哈根、大陸上海同為六個直播城市。這時很多人才發現，我們的科學家對這次黑洞觀測計畫做出了重大的貢獻，9座電波望遠鏡中，有3座是由中央研究院與中山科學院參與架設運作的。
中研院天文所的陳明堂博士25年來蓋了4座望遠鏡，我們透過他和他的望遠鏡又看到了什麼呢？
If each day fallsinside each night,there exists a wellwhere clarity is imprisoned.We need to sit on the rimof the well of darknessand fish for fallen lightwith patience.
每個白晝都要落進黑沉沉的夜像有那麼一口井鎖住了光明。必須坐在黑洞洞的井口要很有耐心打撈掉落下去的光明。———Pablo Neruda巴布羅．聶魯達，Seeking Clarity / 陳光孚譯
蓋望遠鏡的人
1995年，陳明堂從美國回到台灣，當時中研院天文所才成立不久，他是第6位員工，被交付的第一個任務是架設次毫米波陣列望遠鏡（SMA）。到美國史密松中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）見習一年後，陳明堂就到夏威夷山上蓋了第一座次毫米波望遠鏡，接下來是同樣在夏威夷的李遠哲陣列望遠鏡（AMiBA）以及智利北部的阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）。SMA及ALMA都參與了2017年「事件視界望遠鏡」的黑洞觀測計畫，而最新完成的格陵蘭望遠鏡（GLT）也在2018加入。
格陵蘭望遠鏡是一個艱鉅的任務，計畫要將美國國科會提供的位在新墨西哥州的 ALMA原型機搬到北極圈的格陵蘭。
「老實說，當時甚至不知道格陵蘭長什麼樣子，也不知道會碰到什麼問題，沒有人做過這種事情，也沒有人到過格陵蘭。」
但其實問題頗大的，ALMA原型機是為智利北部沙漠環境而設計，而格陵蘭的環境相對嚴苛，必須蓋在較不穩定的冰原上，又要能在攝氏零下71度的冰天雪地中正常運作，與其說改造，不如說是幾乎重建了一座望遠鏡！
2012年夏天，陳明堂去拆原型機之前，再三跟當時的天文所所長賀曾樸院士確認：「我要拆了喔！拆下去就是不歸路囉！我們賀院士很好，很勇敢，他說拆，我就動手去拆了！」然後開始組織團隊、安排所有行程、流程，「當你做出決定，接下來的計畫都還好，你會有些問題，但那都不會是大問題，最大的問題是你在下決心的時候，那是最難的。
事實上，所有的改裝作業在2014年就已經完成，可以開始集合搬運到格陵蘭組裝，沒想到此時內部卻出現不同的聲音。美國的夥伴堅持不去格陵蘭了，要改放在美國東岸新罕布夏州（New Hampshire）以便近距離掌控。
但以事件視界計畫採取的特長基線干涉測量法（VLBI），兩座望遠鏡之間的距離愈遠，愈能取得精密的影像資料，格陵蘭無疑是較為理想的位置。
「但是那個時候每個人都質疑我們——你們做得到嗎？連我們自己所裡的人也都覺得不可能，到一個陌生的地方把一個望遠鏡組起來，不是一件太簡單的事情。」
台灣跟美國的夥伴花了一年多時間拔河，直到2015年終於確定，但時間已晚了一年。不過也由於格陵蘭望遠鏡的加入，使得觀測量度可以小到10微秒角（意思是「沖洗」出來的照片會更清晰），可見到格陵蘭確實是一個正確的決定。這個過程講起來輕鬆，但其中複雜瑣碎的作業、反覆來回溝通的辛苦，實在不足為外人道。
「關關難過，關關過」，陳明堂總是這樣說得平靜，彷彿困難走過之後便雲淡風輕。
單純的世界，繁瑣的日常
「剛開始接觸科學大概是在高中吧！那時開始會做一些實驗，我才發現到，這個世界其實都是有一點道理的。開始學牛頓定律，就發現力，你推一個東西開始往前跑，它就符合一個很簡單的方程式，把它歸納到那個方程式，就覺得世界變得滿簡單的。」
理解「物的性質」，每天生活接觸到的東西都能用物理的知識來理解，世界似乎一下子單純許多。逐漸地，陳明堂可以理解更深的理論，即使對於不可見之物，例如電磁波、波紋、干涉的現象等等，「我覺得我看得到啊！看得到我就能夠想像，能夠想像，我對於這些問題的瞭解就比較簡單一些。」然後用同樣的方法面對愈來愈難的問題，又發現可以比別人更厲害的話，就自然而然走進科學的專業領域。物性也許單純，但蓋天文望遠鏡並不是在實驗室做研究，人和事不能套用方程式去解答。
「我在做每個計畫的時候都覺得很難，因為每個計畫在當時都沒有做過。蓋第一座望遠鏡的時候，我們都是以研究員的心態、以一般研究小組的方法在做事，這種做事方法是沒辦法蓋望遠鏡的。」蓋望遠鏡是一個工程，不是做研發，就跟工廠製造生產一樣，要有執行計畫、進度、deadline，每天都必須做抉擇。
「那是一件沒有人做過的事。當時你問我做得出來嗎？不知道吔！你不能看太遠，只能試看看。把一件事情可以想像得到的步驟拆解開來，安排時間，按部就班來做，走一步算一步。好像也不錯，到最後還是做出來了！」
一條少有人走過的路
沒有選擇研發，而是像建築師一樣蓋起望遠鏡，陳明堂認為自己走的是那條少有人走過的路。
「我在2000年會繼續堅持把次毫米波（SMA）做出來，應該是覺得計畫滿有趣的。我會感興趣的是，我怎麼在台灣、運用台灣的資源和人力把望遠鏡做出來，事實上這跟研究沒有太大的關係，因為完全是在做儀器。我們做實驗一開始要先做儀器，做儀器的過程事實上是沒辦法寫什麼太偉大的論文，所處理都是一些每天進進出出、跟人相處的瑣事，計畫、時程、誰抱怨誰、誰又如何如何的問題。但這些本來就是過程，以整個大方向來看的話，這是一條沒有人走過的路，我覺得滿有趣的。
「我們這種工作沒辦法說去拯救眾生，只是剛好走到科學的路，我回頭去看，好像一路走來所做的計畫，到了最後就只是在蓋望遠鏡。特別在這個領域做了二十多年，我總是覺得說，我到底貢獻了什麼？」
你幫助全世界的人看到了黑洞啊！那個以往只是風聞、未曾親見的東西。「還好有這個東西！」陳明堂笑說，他指的是終於「沖洗」出來的黑洞照片，一個讓世人注目的成果。
「黑洞不是想像的，實際上已經有理論推導過了。一般做科學，最早的時候是想像，然後開始為想像建立模型，意思是說我應該用什麼樣的物理原理來描述它？例如現在你知道有相對論之後，就可以嘗試用相對論的方程式來表述。」但在真正看到影像之前，它仍然只是一個有模型的想像，如今真的看到黑洞實際的樣子，對這個二十幾年來都在蓋望遠鏡的科學家來說，有什麼感想？「哦，終於看到了！還真的跟想像是一樣的，滿感人的！世界跟我們想像的並沒有差太遠。
孤單的路，同行的人
在台灣從事科學工作是一條孤單的路。雖然在學校總是會有幾個學生用崇拜的眼光看著你，想要到你的實驗室學習，可能每年繼續跟國科會、科技部申請經費來做計畫，然後寫些論文報告。你很可能就是只在自己的領域做自己的事。「尤其從事天文研究，比如研究一個很特殊的星星在百萬光年之遙發生的事情，跟我們這邊好像不太有相干，感覺起來全世界懂你的就大概五個人而已……或許你做得下去，但走那樣的路就太孤單了！」
所幸一路走來，陳明堂有一群很有趣的夥伴。像是最近的格陵蘭計畫，有好幾位同事都是從九０年代一直共事到現在，新進的同事也是從2000年年初就加入團隊。「如果這整個經驗只有在我身上，我覺得沒有意思，就是要在這種過程和經歷之中大家一起奮鬥，記憶才會珍貴。這種記憶若是沒有烙印到每個記憶體的話，是留不下來的，也不會有流傳價值。特別是到格陵蘭計畫，我們的工作開始產生感動人家的力量，才是真正無價的。
更高的願景
1995年陳明堂會決定回來台灣，主要還是因為父母親在這裡。但對於即將要面對的新工作、新環境不免有些擔憂，加上孩子都還小，在台北無親無故，怎麼捱過去？延攬陳明堂回台的賀院士（當時中研院天文所諮詢委員）跟他說：「你擔心什麼呢？不論發生什麼事，我都不會把你放棄掉！」後來賀院士也堅守他
的承諾，回來台灣擔任天文所所長，一直陪伴他們至今。
「賀院士提供給我們的是願景。他是一個非常有 vision 的人。因為我們的工作面對的是比較開放性的未來，需要一個可以看到願景的人來帶我們往前走。
這一、二十年來，中研院天文所一直與台大電機系教授合作，一起做過計畫的碩博士班學生前後大約有50位。電機系用一些模擬軟體去做設計，通常會畫成三張投影片，上面有幾條線路，最後在工廠做出來的頂多就是一個小小的chip（晶片）。有一次他們到夏威夷開會，跑到山上天文臺來看望遠鏡，陳明堂跟學生說，你們做的東西就放在某一個儀器裡頭，每個人都很感動，沒想到自己做的東西是真的可以擺在這樣奇妙的地方，自己真的在做科學！對年輕學子而言又是另外一種啟發。
我們代表的是這塊土地上的人民共同的智慧、共同的努力，去跟全世界的科學家一起站在最前面來探索這些宇宙奧秘，我們只是一個代表而已。
陳明堂來說，「看見黑洞」只是一個開始而已，一個新的現象，這個新的現象之中還有很多未知的謎題，需要再往裡面鑽研，然後不知道還會在其中發現多少新的東西，這是天文科學家未來要做的事情。而未來他的工作還是專注在電波望遠鏡儀器上，「將來能夠培養出一群人來是最好的！」如今，陳明堂也要做那個提供願景的人。
--《REVE Magazine享夢誌》No. 32, New Issue #02, 2019/7
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黑洞 black hole
是指宇宙中存在的大質量或超大質量的天體和星體。因為質量十分巨大，產生極強的重力場，任何東西靠近都會被吸入，連光線也無法逃逸。以這次公布影像的室女A星系M87核心的超大質量黑洞來說，大約是相當於65億顆太陽的質量。
光年 light-year
天文學用來度量長距離的單位，是指光在真空中行進一年的距離，大約是9.46×10 12公里（9.46兆公里）。M87黑洞距地球約5500萬光年，也就是以光速跑 5500萬年的距離（9.46×10 12公里X5500萬），是無法想像的遙遠。
事件視界 event horizon
是指黑洞周圍的臨界點，邊界。也就是說，任何物體一旦進入事件視界就會被吸入黑洞之中，再也無法逃離。
事件視界望遠鏡 Event Horizon Telescope（EHT）
是一個以特長基線干涉測量法（VLBI）來觀測星系核心超大質量黑洞的國際合作計畫。2017、18年觀測M87黑洞總共結合了9個電波望遠鏡，構成一個大約相當於地球口徑的虛擬望遠鏡一同進行。
由於連光都會被吸入黑洞，因此用光學望遠鏡是無法拍攝黑洞的。但是物質在接近事件視界時，黑洞周圍的重力場會產生大量的電磁輻射，可以利用電波望遠鏡來捕捉，藉此來描繪出黑洞的邊緣，也就是我們現在看到的黑洞影像。
計畫主持人必須要去跟每一個天文臺聯絡，把時間訂好，在同一個時間一起觀測。雖然說EHT計畫從2012、13年開始每年都有觀測，但是缺乏大天文站，所以一直都沒有好的結果。直到2015年智利的ALMA以及墨西哥大型毫米波望遠鏡（LMT）就緒才進入狀況，然而2016年的觀測結果依然不佳。
很幸運地，2017年全球適合觀測的那幾天，每個天文台天候都很好，彼此連線觀測得到令人滿意的數據。2018年格陵蘭望遠鏡加入，使得EHT解析度提高10倍。
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