社評

社評:國際攜手揭黑洞面紗 中國「觀天」有喜亦有憂

【明報社評】多國科學家攜手合作,公開歷來首張黑洞照片,標誌天文學觀測一次重要突破。今次研究揭開黑洞神秘面紗,兩岸科研人員均有出力,全球7個城市同步發布觀察成果,上海和台北榜上有名。天文學是典型的基礎科學,對經濟生產建設貢獻並不明顯,然而卻反映了一個地方的科研水平以至軟實力。過去10多年,中國在天文、物理等基礎科學領域急起直追,至今漸見成績,然而要與歐美頂尖科研機構並駕齊驅,仍需投入更多人力物力、積極推動跨國科研項目合作。

史上首張黑洞照片

兩岸科學家有貢獻

黑洞是愛因斯坦廣義相對論推斷存在的一種天體,由巨型恒星坍縮形成,由於重力場太強,連光線也無法從它的勢力範圍,即所謂「事件視界」( event horizon )逃脫。過去天文學家只能通過各種間接證據,印證黑洞的存在,公眾印象中的「黑洞」畫面,也只是電影或藝術家虛擬,黑洞真正模樣,從來沒人拍到。今次世界各地逾200名科學家,集合全球頂尖望遠鏡之力,花兩年時間「冲曬」出史上首張黑洞照片,既為黑洞研究帶來重大突破,亦是對愛因斯坦廣義相對論的一次重要驗證。

從揭開宇宙之謎到促進國際天文學界合作,這次研究都具有劃時代意義。本世紀初,天文學提出,黑洞本體雖然看不到,然而如果有一個「口徑如同一個地球般大的望遠鏡」,便有方法拍到黑洞外圍的「事件視界」。2012年,世界各地天文學家雲集美國亞利桑那州開會,提出簡稱EHT的「事件視界望遠鏡」計劃,將分佈於智利、美國、南極、西班牙和墨西哥的8座頂尖射電望遠鏡組成陣列,構建一個口徑尺寸相當於地球直徑的虛擬望遠鏡,以之觀察黑洞,得出今次成果。

現今的頂尖基礎科學研究,實際已很難單靠一國之力完成,由本世紀初的人類基因圖譜研究,到大型強子對撞機尋找「上帝粒子」,以至「事件視界望遠鏡」計劃,全是國際合作成果。今次EHT計劃,海峽兩岸科學家都有參與其中。由台灣中研院天文所與美國天文科研機構負責的格陵蘭望遠鏡,去年參與了EHT計劃,台北亦因此成為全球七大直播城市之一。大陸方面,多間著名學府與機構也有參與今次研究,上海天馬望遠鏡與日韓射電望遠鏡合組的東亞望遠鏡觀察網絡,亦有從旁配合。

兩岸科研人員得以為這次黑洞觀察計劃出力,當然是對兩地科學水平的重要肯定,然而無可否認的是,美國在研究中扮演了領銜牽頭角色。某程度上,這亦側寫了中美兩國基礎科學實力仍然存在一定差距。以天文學發展為例,上世紀中國雖然偶有出色人才和研究,然而整體水平仍然相當落後。過去20多年來,內地開始急起直追,一邊加緊培育人才,一邊興建大型科研設備。天馬望遠鏡是亞洲最大的全方位可動射電望遠鏡,綜合性能在同類型望遠鏡中位列全球第三,在嫦娥探月工程軌道測道等方面發揮重要作用;設於貴州的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST),更是目前世界最大單口徑射電望遠鏡,大幅提升國家射電天文觀測能力。

歐美主導基礎科研

中國追趕阻力不小

不少人眼中,天文學是相當「離地」的科學研究,投資耗費巨大,實用價值不高,然而天文科學水平對於提升一國的軟實力,作用不容忽視。美國太空總署的國際太空合作計劃,本身就是很重要的外交政策工具,有利向全球投射美國軟實力和正面形象。兩年前太空總署便警告,數年後美國主導的國際太空站退役,中國有可能乘勢而起,動搖美國在天文和太空領域的軟實力優勢。

近年內地天文學家不時在《自然》等權威雜誌發表重要科學成果,反映中國天文學整體水平逐步提升,可是國際天文學發展同樣一日千里,很多國際大型天文觀測項目,諸如目下的黑洞研究,實際仍由歐美主導。10年前,中科院院士、內地天文學家陳建生指出,中國天文學要真正追上國際水平並不容易,這不僅是資源投入問題,還是國際合作格局問題——當今最尖端的基礎科研項目,其規模之大投入之高,往往需要多國合作,問題是中國在歐美主導的國際合作項目中,很難躋身核心位置,國際科研機構直接參加中國主導的大型天文觀測項目也甚少,結果中國要以一個發展中國家的國力,去和歐美競爭,自然甚為吃力。

過去10年,中國基礎科研發展一直致力走國際化道路,爭取多與其他國家合作,中日韓「東亞望遠鏡觀察網絡」即屬一例,然而當年陳建生所提的國際合作格局問題,至今並未有根本改變。近年中國提出耗費千億元,興建自家的大型強子對撞機,盼與歐美分庭抗禮,引發成本代價爭議,折射的正是這一問題。發展基礎科研,不能好大喜功,惟亦必須增加人力物力投入,中國要爭取成為先進科技強國,需要好好拿揑分寸。

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