
2018 年 9 月,我在夏威夷希洛的研究室工作。隔壁的同事傑夫某天走過來,問我有沒有看到「那個影像」。傑夫是中研院天文所的學者,也是「事件視界望遠鏡」(EHT)團隊的科學委員會召集人,長年研究銀河中心的黑洞。他突然的問題,讓我愣了一下。
「什麼影像?」
「M87 黑洞啊!」
回過神來,我知道他指的是什麼了。我跟著他走進研究室,看他在電腦上登錄 EHT 網站,敲進幾個鍵。螢幕上出現幾張簡單的圖片:黑色的背景上,一抹金黃色的光芒,像一支沾著金墨的大筆,在黑色宣紙上畫出半個圓。

史上第二張黑洞照片:銀河系中心黑洞人馬座A星。(圖片來源 / 中研院天文及天文物理研究所)
我說我已經看過這些模擬的黑洞圖樣,問他:「有什麼特別的嗎?之前的模擬影像不就是長這樣?」
傑夫回答:「這些不是模擬結果,而是真實觀測。M87 的黑洞,2017 年的資料。」那一刻,是畢生難忘的悸動。
大概是高中時第一次聽到「黑洞」這個名詞。直覺而神祕——一個具有巨大吸引力的黑色空間,隱約透露著無窮的意念。大學修近代物理、相對論、量子物理,更加深了它的神祕:奇異點、有去無回的界線、永遠無法抵達的終點。
竟然,它的陰影真的被我們「抓到」了。這個象徵著地獄入口,或通往天堂門扉的影像。那種感覺,不只是個人的震動,而是一種長時間尺度的回聲。EHT 團隊三百多位成員中,許多人畢生圍繞這個題目。我們的工作,比起黑洞百年的理論史,更像是一場跨越世代的科學長跑,而我們恰好接下最後一棒。
如同《萬物之隙》所敘述,從愛因斯坦的相對論,到史瓦西解,錢德拉塞卡上限,中子星的發現,克爾黑洞的自旋解,重力波的偵測,銀河中心恆星軌道的測量,再到黑洞影像的誕生——這是一條跨越一世紀的軌跡。同時,它也映照出科技文明的進步:沒有過去百年的工程與計算能力,不可能真正「看見」黑洞。
黑洞的理論,在物理史上最初並不是天體,而是一個令人困惑的數學結果。即使在今天的物理訓練中,我們仍被教導要避開奇異點,視之為「非物理」——一個數學上的裂縫,與真實世界似乎無關。
你可以想像,史瓦西在戰地醫院的病床上,面對愛因斯坦創造出的時空方程式,近乎著魔般地求出它的精確解答。他從優雅的數學演繹中,看見廣義相對論所涵蓋的極限。奇點不是某種物體,而是理論結構的邊界,一道裂縫,一座深淵。這種發現的震撼,也彷彿映照著他的人生——從柏林天文台台長的崇高地位,到戰地醫院裡奄奄一息的身影。
19歲的錢德拉塞卡在擁擠的船艙裡計算恆星質量極限,從邏輯乾淨的數學推導出令人不安的結論:當質量超過某個範圍,沒有已知機制可以阻止坍縮,引力將稱王,奇異點似乎無可避免。理論自相一致,邏輯嚴密,卻打破了既有常態。
作者把這段歷史置於戰爭與病痛的背景中,使裂縫成為多層次的象徵:數學中的奇異點、物理理論的極限、生而為猶太人的無奈,以及帝國視野下難以掩飾的優越與偏見。萬物皆有縫隙。
左:德國天文學家、物理學家卡爾·史瓦西(Karl Schwarzschild, 1873-1916),預測黑洞存在的「史瓦西解」以他的名字命名。
右:錢德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar, 1910-1995),印度裔美國天體物理學家,於1930年計算出恆星質量的極限。(圖片來源 / wiki)
回顧科學史,真正改變典範的時刻,往往來自革命性的突破。不論理論或實驗,突破總是從縫隙開始。裂縫出現,意味著穩態不再平衡。量子與相對論,幾乎同時打破牛頓力學的穩態。廣義相對論在大尺度上完美,卻在奇點處崩潰;量子理論在微觀世界成功,卻無法整合引力。兩套理論在極端條件下彼此排斥,卻同時驅動著後續的科學發展。
隨著觀測證據逐漸累積,科學家不得不正視黑洞存在的可能。黑洞從數學怪想,變成星系核心的關鍵;這個轉變看似戲劇化,其實是科學生態的再平衡:當證據足夠強大,原先的穩態便自然調整。黑洞從邊緣怪咖,成為星系結構的核心。
然而裂縫並未消失。奇點仍然存在,答案本身延伸更多的問題,量子引力仍在尋找形式。原來一個理論真正的生命力,不在完美和諧時,而在不可忽視的矛盾。黑洞不是終點,奇點也不是答案,裂縫不是錯誤,反而是新規範的入口。
這正是本書前半段最吸引人的地方,它邀請讀者進入裂縫之中,與作者一同面對理論的極限。全書多採直譯式語氣,而在後半段,這種語氣帶來了不同的閱讀感受。
前半段是人物與思想的敘事。有主角,有衝突,有清晰的問題核心。讀者可以跟著故事骨幹前行,也能看見人情世故如何影響頂尖科學家的選擇與命運。這部分尤其適合一般大眾閱讀與思考。後半段則轉向技術與工程的敘事。談到 EHT 與黑洞影像時,重心轉為大型工程與全球協作。專有名詞密度增加,天文與工程術語變多,主角不再是個人,而是一整套系統。故事成為網絡敘事。
如果說前半段是理論的裂縫,後半段則像是現代工程如何照亮裂縫。
閱讀這些章節時,或許不必執著於每一個術語。你可以嘗試抓住幾個核心問題。譬如:科學家試圖突破的瓶頸是什麼?為何需要跨洲同步的望遠鏡?還有,第一張黑洞影像真正證明了什麼?若是心裡留著這幾個問題,大致便能理解這段歷史的重要性,不會對技術細節感到窒息。
從我自己的經驗來看,那些工程細節背後是漫長的等待與協調:高山上的天氣、全球的時差、數據的傳輸與相關處理。當金黃影像出現的瞬間,並非奇蹟,而是無數次校準與耐心的總和,讓科學家們第一次真正的凝視宇宙的縫隙。
陳明堂, 2026.2
作者簡介
中研院黑洞團隊發起人之一。2010年,中研院黑洞團隊開啟格陵蘭望遠鏡計畫,正式加入以拍攝黑洞為目標的事件視界望遠鏡(EHT)國際團隊。2019年,因事件視界望遠鏡成功獲取史上首張黑洞影像,榮獲有「科學界奧斯卡獎」之稱的「基礎物理突破獎」,與其他成員共享300萬美元獎金。
著有《黑洞捕手:台灣參與史上第一張黑洞照片的故事》。
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