【人物專訪】由公屋小子到黑洞照片功臣-香港科學家陳志均

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你也許不知道,拍攝人類史上第一張黑洞照片的科學團隊中,有一個香港科學家,他是亞利桑那大學的陳志均。

陳志均是今次拍攝黑洞首照團隊的功臣之一,負責數據處理和運算 。這張黑洞照片對科學的貢獻,是再次印證愛因斯坦的相對論是正確的。有趣的是,陳志均說:「其實科學家很想證明愛因斯坦是錯的,可是他又對了!」

《Business Digest》記者在訪問陳志均之前,知道他在哈佛讀博士後(post-doc),天真地猜想他可能是海外中產華僑的後代。但是,沒想到陳志均的回答是:「我細個係香港嘅草根階層,住公屋。阿爸小學冇畢業,做廠。阿媽廿幾歲晌大陸出嚟,阿媽冇機會讀書。佢地都唔期望我搵大錢,但阿媽就好鍾意我讀書,無論我讀碩士博士,佢都好支持。

陳志均的出身十分「貼地」。除了幼時家境清貧,他的成績也不是大家愛追捧的10A狀元。陳志均說:「中學成績普通,晌香港升大學選擇唔多。雖然公開試有強項,數學唔需要擔心,但最擔心就係英文。會考果陣已經諗定,晌香港讀大學機會幾細。」不過,因為陳志均十分熱愛科學,所以一直尋找出國讀書的機會。幸好有位阿姨在德州大學讀博士,聽過她的意見,嘗試報讀亞利桑那大學,結果得到取錄。不過,中間亦考過幾次TOEFL才成功。而且,陳志均從小就要做兼職。本科時,也需要在學校同時做兩份兼職幫補生計,包括同時做grader和學校圖書館凌晨的id checker,凌晨時無人入圖書館,他便可以偷偷改卷完成grader的工作了。

用演算法「沖哂」黑洞照片

陳志均的出身平凡,但他今天的成就足以躋身科學史。陳志均是今次成功拍攝黑洞照片的EHT團隊中,數據處理和運算的負責人。讀者要知道,這一張黑洞照片,和一般的拍攝過程截然不同。由於拍攝對象「M87 星系中心黑洞」距離遙遠(5500 萬光年),它要聯合全球多地的8組天文望遠鏡,構建一個口徑等同於地球直徑的虛擬望遠鏡,並且需要做到極高的同步率才能成功拍攝。而且,拍攝到的是海量的數據,所以「沖哂」這張照片就花費了兩年的時間,亦即把收集到的海量數據,做影像重構(image reconstruction)。

陳志均的貢獻,是開發了新的演算法來研究黑洞周圍混亂的電漿、運用機器學習算法加速和自動化處理數據、帶領團隊使用GPU來加速黑洞圖像建模、開發雲計算技術去處理海量數據 。所以,他除了是物理學家外,還是現在灸手可熱的數據科學專家,運用這些技術大大加速了影像的重構。

當你很熱愛科學這件事

陳志均由基層出身到捕捉黑洞,中間到底經歷了什麼?「我細細細個去圖書館就鍾意揀自然科學嘅書嚟睇,我好鍾意自然科學,但我同其他因為科技而鍾意科學嘅人唔同,我對科技反而冇咩興趣。」陳志均自覺他的經歷很平淡,就是因為天生的很熱愛科學,所以就踏上了科研這條路。也許,正是這種純粹的對喜歡事物的passion,驅使他一直走到今天。

陳志均在博士以來的全部研究都與黑洞有關,曾經在不同的地方讀過博士後(post-doc),包括在哈佛、北歐、阿里桑那等地方,寫過不少有關黑洞的重要論文。這些背景使他順理成章地成為EHT團隊的一員。EHT在拍攝過程中也有不少趣事,團隊在 2017 年 4 月對 M87黑洞進行無線電的同步觀測後, 記錄了數 PB 的數據,單是存儲的硬碟便達半噸重。其中一個鏡頭在南極,當時的南極是冬天,單是運送硬碟的工程就十分浩大。

最令陳志均雀躍的,就是重構數據的過程了。由於數PB的數據極為繁多,需要用到十分前沿的演算法、硬件和軟件才能重構,包括用到GPU和雲計算等。在此之前,從來沒有一種類似的實驗。而image reconstruction通常也會有bias,為了避免有bias,所以團隊分成了四個小組,各自獨立進行重構。結果,出來的影像是彼此相同的,顯示我們現在看到的影像具有客觀性。

在拍攝黑洞照片之前,陳志均的研究通常都一個人完成的,比如是做理論、做simulation,大部分時間都是一個人,很少這樣跟一個團隊合作。不過年青時參與童軍的經驗,令他跟別人合作也沒有困難。

寄語熱愛科學的年輕人:不要潔癖

問到陳志均有甚麼建議可以寄語對科研有興趣的年輕人,他說:「年青時好有『潔癖』,淨係鍾意相對論、string theory。雖然流體力學都算係物理,但就唔夠fundamental,所以唔鍾意。其實咁樣會stuck咗喺自己想做嘅嘢上面。以黑洞為例子,電腦技術好重要,我亦都係邊做邊學,電腦嘢愈學愈多。你需要好廣嘅知識層面,唔可以只係識一樣嘢。就算一個學生,只係想做黑洞,都要學吓電腦、統計學,雖然就咁睇落係冇咩關係。」

另一點就是,單是熱愛是遠遠不夠的。「細個嘅時候覺得讀附加數唔洗操,但後來跟唔上,唯有去補習。每日操兩三個鐘頭。鍾意唔夠,要操。」「當時英文好差,唔想寫論文,淨係想計數。但做post doc,冇辦法避,寫文章都要寫得好。」

陳志均談到其中一個未來的有趣目標,就是繼續做EHT,去拍攝銀河中心的黑洞。它比M87的黑洞更有趣,因為它的影像很混亂,體積比較細,難度大更多。記者在這裡衷心祝他成功捕捉另一個黑洞。

文:Business Digest Editorial

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