分類彙整:香港文章

[草根.行動.媒體]致臉書公開信:促請臉書(facebook)增進透明度及修正 尊重無權勢者的言論自由

[草根.行動.媒體]是由一群關心基層草根的自主可能性的朋友,以全義務、無金主、非商業化的形式經營的民間網上媒體。雖然無法經常派出記者採訪,但透過不斷建立連結,還是能從多方獲得不同團體的訊息,從而刊登關注草根的訊息。[草根.行動.媒體]是一個站在草根自強的立場,而同時重視客觀和真確性的媒體。站在讓草根互相看見、互相連結的立場上,我們希望至少能發展成為一個可以檔存基層團體與弱勢群體訊息的平台,讓邊緣的聲音有機會被看見、聽見。

日前,[草根.行動.媒體]發現有兩宗與本媒體相關的貼文/活動,在毫無原因的情況下,被指在臉書上「違反社群守則」故已刪除該貼文。我們也不知道,到底是因為臉書的審查內容系統出了問題?針對某些團體?還是有人/團體濫用臉書的舉報機制,去打壓異見?如果是濫用的話,到底臉書有何策略去面對濫用舉報機制的問題?由於本媒體認為臉書只便於傳播而不便於檔存資訊,故本媒體一向都是先把訊息張貼於本媒體的wordpress頁上,再在臉書上用便於抄傳的短LINK (short URL)來張貼。因此,即使在臉書遭刪除,我們仍有 http://grassmediaction.wordpress.com 的紀錄。無奈由於現今人們使用互聯網的習慣,如果不用臉書,便難以傳播。

可見,其實臉書已掌握了巨大的媒體壟斷效果,並因此而獲得鉅利。在擁有如此巨大的權力下,到底是否真正尊重和保障言論自由(猶其是無錢賣廣告,亦無錢僱用網軍、五毛的小市民的言論自由),則是臉書難以逃避,並必須承擔的責任。

被臉書移走的基層訊息一:《市建局收購後當「無良業主」? 基層重建租客爭保障

被移走的一篇報導,名為《市建局收購後當「無良業主」? 基層重建租客爭保障》的報導。其主要內容,是關係到土瓜灣一名被市區重建局重建的租戶,由於其業主已將物業賣給市區重建局,市建局已成為她的業主。在這情況下,市建局不願意修理在租約中列明存在的冷氣,更說出「租約有寫冷氣機,但不代表包冷氣」這樣的話。協助居民的團體舊區街坊自主促進組則表示,市建局不應做無良業主,盼應與租戶訂立平等標準租約。整段新聞,有看當日街坊面見市建局的全程錄影,亦有訪問街坊,實為一篇平實的草根新聞。

以上這篇報導,刊出於[草根.行動.媒體]臉書專頁24小時都不夠,忽然整篇報導消失於空中,而當編輯嘗試再行張貼該短LINK (short URL),臉書就指這篇報導違反社群守則,問我們是否上訴。我們亦看到不同網友的訊息,指他們轉傳本專頁的訊息亦被刪,同樣被指違反社群守則,大家都不知所以然。

一眾網友研究後,發現若張貼長LINK,就可以成功張貼。那麼,到底是否臉書正在無差別審查短LINK (short URL)?我們又發現不是,因為張貼其他內容的短LINK是暫時無問題。

(以上報導的長LINK:https://grassmediaction.wordpress.com/2019/04/17/%e5%b8%82%e5%bb%ba%e5%b1%80%e6%94%b6%e8%b3%bc%e5%be%8c%e7%95%b6%e3%80%8c%e7%84%a1%e8%89%af%e6%a5%ad%e4%b8%bb%e3%80%8d%e3%80%80%e5%9f%ba%e5%b1%a4%e9%87%8d%e5%bb%ba%e7%a7%9f%e5%ae%a2%e7%88%ad%e4%bf%9d/

短LINK: https://wp.me/p2HdPx-4of

被臉書移走的基層訊息之二:女工口述史(影像+文字)工作坊

這是一個由香港婦女勞工協會(下稱[女工會])主辦的工作坊,就是想招請對香港勞工史有興趣朋友參加,協助紀錄許多女工心目中的香港史。幸好,這則訊息,我們是先貼上[草根.行動.媒體]的worpdress,然後再去臉書分享,而不是直接分享女工會臉書專頁中的活動,因而當臉書直接將整個相關的活動頁刪去後,在[草根.行動.媒體]臉書專頁的同內容訊息並未被刪除。

隨後,我們從女工會得知,不單整個口述史工作坊活動頁被消失,有一則女工會招聘社區組織幹事的貼文(內裡只有幾行字,連超連結也沒有,見女工會臉主頁:https://www.facebook.com/hkwwa/),也無法被分享,同樣被指「違反社群守則」!

請問如何「違反社群守則」?

我們查看了臉書提供的《社群守則》,自問這篇報導的內容,不可能有暴力、色情、犯罪、引起公眾安全問題、散播不實仇恨言論,也應該不會令人感到不安(雖然,報導中被監察的公營機構可能覺得不安也說不定)。同時全篇報導都是本媒體的特約記者所寫,沒有知識產權問題。至於真實性,我們是看著錄影寫的,而且,在臉書上比我們更不具真實性而四處傳播的訊息也不少。

無論如何,相信所有讀者都能看到,根本沒有任何理由,可以讓臉書要不問情由地(因為有人舉報?)就將我們新聞下架。

舉報容易反駁申訴難 無權勢者=無言論自由?

發生此事後,無論是本媒體、眾網友、相關的資源短缺的基層團體,都發現申訴被胡亂刪文的途徑很少而且困難。這對於無錢賣廣告,亦無錢僱用網軍、五毛的小市民的言論自由,無疑有強烈的打壓效果!

本媒體及與我們聯絡的網友都發現,在被刪後,只被通知「違反社群守則」,無被提供具體原因。通知內的確有一連結為《社群守則》,當按入去,卻只能輕易看到在什麼情況下會被刪,及輕易地找到如何舉報的途徑。然而,如何認為自己無辜,在這一系列資訊中要申訴反駁的途徑,則是難度倍增。同時,如果貼文者沒有嘗試重貼的話,就不會看到臉書在你重貼一條被禁制的連結時,所彈出的反駁申訴對話匣。甚至,有網友表示,即使在該反駁申訴的對話匣填入了反對原因,卻也無法傳送!

先不說我們認為以上兩則訊息,全無可能違反臉書所謂的《社群守則》,就算是其他有爭議的項目,舉報機制和反駁申訴機制,兩者應具同等的可達性(accessibility),才算是保障了雙方的言論自由,都可獲得其中一個起碼的保障。

第二,臉書在接獲投訴後,是否不問青紅皂白,直接就先行封鎖?還是該按嚴重性有不同的處理方法?臉書是單靠系統接受舉報和封鎖訊息?還是有把關團隊在把關?如果有把關團隊,請問是用何種準則決定下令上述提及的帖子被刪?如果只是靠系統的話,又如何保障一些無權勢者,令其免於受到有權勢者僱用網軍、五毛,利用臉書舉報機制發起的攻擊?又或是意見不同的極端人士純粹因不喜歡對方而作出舉報?

真正提高透明度 尊重及保障言論自由

在臉書的《社群守則》簡介裡,有這樣的一段:
「尊重發言權: 我們的使命重點在於接納各方意見。對於內容,與其一昧禁止,我們寧可選擇允許,即使有人持反對意見也一樣,除非移除這類內容可以防止特定傷害發生。此外,有時候基於新聞報導、重大或重要的公眾利益考慮,即便是違反守則的內容,我們也會允許發佈。不過,這樣做的前提是衡量內容相較於在現實生活中造成傷害的風險,可以產生多大的公共利益。」

我們希望臉書,能修正以上我們提出的問題,並要求臉書:

1) 馬上解除對以上兩則訊息在不同專頁的任何禁制;
2) 馬上將「舉報」與「反駁申訴」兩個機制透明化及將兩者平等化,讓許多生活極受臉書影響的人們,能監察每天在影響自己的訊息平台,善盡企業責任;
3) 為免有財有勢者可以僱用網軍或五毛人士,利用臉書的舉報機制對無權勢者的訊息施以打壓,臉書應該按舉報內容的嚴重程度設置不同程度的處理方法,比如設置有「先警告後移除」的可能性,及向被投訴者解釋為何將會/已經被移除,並提供簡單直接的途徑讓被投訴者可作出上訴;
4) 馬上公開交代刪除以上兩則訊息的原因何在。

呼喚公民媒體運動 勿過度依賴社交媒體
最後,[草根.行動.媒體]要感謝關注事件的各網友及相關團體,因為大家已自發發揮守望相助的精神,拎起了公民媒體的責任,各自在自己臉書頁上分享了這些原刊於wordpress上的訊息的長link,令上述兩則事件/活動獲得傳播。讀者自發反思社會權力關係,據此而在朋友圈以外尋找和傳播互聯絡訊息,才是媒體民主化的必要一步。本媒體亦在此呼籲,雖然現代都市人的生活都已離不開社交媒體,但是我們當對社交媒體重度依賴,亦在同時形成了一個文化和訊息的霸權可能性--試想:如果一則訊息,無法在商業主導的主流媒體、臉書、IG被看見,那麼,即使它還在互聯網上,但它還有多少被看見的可能?

草根.行動.媒體
2019.4.19

前世是戲精

有時候我真的覺得自己很倒楣,跟歷任男朋友都無法開花結果,而他們總是於跟我分手之後就決定定下來。我有想過自己是不是自己的性格有問題?總是要幫別人教老公。到後來我一個個前男友問:「為何你跟我分手之後就突然變好?是我不夠好嗎?」,他們說不是,就那一刻覺得自己要改變了,要定下來了。

從理論、懷疑到相信——人類探尋黑洞的漫漫長路(下)

廣義相對論與黑洞的愛恨情仇

人們常說,廣義相對論「預測」了黑洞。這句話只說對了一半──根據相對論,巨大的恆星最終無可避免變成黑洞,但是相對論的黑洞存在著問題。

1965 至 70 年之間,潘羅斯和霍金(Stephen Hawking)證明,廣義相對論預示黑洞裡存在一個密度無限大、時空曲率無限大的奇異點。在這裡,二十世紀新物理的兩大體系──相對論與量子力學並不合!

微觀的世界會發生許多量子力學的效應,相對論卻是巨觀的,並沒有關心到微觀的問題。在黑洞奇異點這個無窮小的極端狀況下,相對論無可避免地要接受量子力學的挑戰。有些物理學家試圖整合兩大體系,提出「量子重力」理論。

史蒂芬·霍金。圖/NASA

黑洞的奇異點,可能是個量子重力主導的世界。相對論預測的黑洞,所有東西掉進去就出不來,不可能有輻射。然而量子力學用機率的觀點描述世界,不再有絕對的零,承認「無中生有」的起伏,真空並不是真的空。量子重力理論,則認為重力也會有量子起伏。考慮了量子現象之後,澤爾多維奇(Yakov Zeldovich)、貝肯斯坦(Jacob Bekenstein)和霍金發展出一套新理論,說明黑洞不是真的那麼「黑」,事件視界會有「霍金輻射(Hawking radiation)」。

相對論的黑洞,更不可理解的是「裸奇異點」,也就是沒有被包藏在事件視界裡面、觀察者有可能與它接觸的奇異點。相對論「容許」裸奇異點出現,但是裸奇異點的存在會引發思想危機,尤其是決定論的哲學觀點。難道,它會混亂無章地,突然把遠古時代的一個事件吐出來嗎?世界上的因果關係是否會被動搖?

面對這項危機,潘羅斯提出了一個耐人尋味的方案:「宇宙審查猜想(Cosmic censorship conjecture)」。也許大自然早已設計了另一個機制,讓裸奇異點不能存在,來阻止這種奇怪的事情發生。這個猜想,物理學家至今議論紛紛。到底是我們的世界觀還無法接受這樣的挑戰,抑或是宇宙真有這樣巧妙的機制?

在現實世界尋找黑洞

我們回到現實的宇宙,該如何尋找黑洞呢?一般的恆星不會發出強烈的 X射線,但是中子星、黑洞可以,於是 X射線是尋找黑洞的線索。不過因為 X射線天文觀測必須飛離大氣層的干擾,因此發展得很晚。1971 年,新的 X射線望遠鏡觀測到一個可疑的天體──天鵝座 X-1 雙星系統。這個系統中,一顆星發出 X射線而幾無可見光,另一顆星正好相反。

錢德拉 X射線望遠鏡拍攝的天鵝座 X-1 雙星系統。圖/NASA/CXC/SAO

1974 年,索恩與霍金打賭天鵝座 X-1 是黑洞,索恩賭「是」,霍金賭「不是」。這個問題是可以得到答案的,假如發出 X射線的星體質量超過 3倍太陽質量,根據歐本海默的理論,它就無法以中子星的形式作,只能變成黑洞。

到了 1990 年,霍金趁索恩去莫斯科做研究的時候,闖入索恩在加州理工大學的辦公室,把當年的「契約」找出來,壓指印認輸。於是索恩贏得了賭注──一年份的情色雜誌。這搞到索恩的太太相當驚慌!

M87星系中央,藍色是在X射線所見到的熱氣,橘色是在電波所見到的相對論性噴流。圖/X-ray: NASA/CXC/KIPAC/N. Werner et al Radio: NSF/NRAO/AUI/W. Cotton

從 1963 年發現類星體之後,隨著了解越來越多,天文學家發現它的本質其實是「活躍星系核」,能量的供應來源,顯然是超大質量黑洞吸積物質的過程。有些活躍星系核甚至有相對論性噴流(註:「相對論性」指速度非常快,快到接近光速,必須用相對論描述)。例如 EHT 的觀測目標 M87 星系,不但有活躍星系核,還有高速而筆直的噴流。這些證據一再指出,中間有個巨大的黑洞在作怪。

我們的銀河系雖然不是活躍星系核,中央仍然有個黑洞,位在銀河系中央的人馬座A* 無線電波源。天文學家長期追蹤銀河系中央一些星體的運動軌跡,證實中央需要有個黑洞,其質量高達太陽的4百萬倍。

  • 影片說明:凱克望遠鏡長年追蹤銀河系中心的星體運動軌跡,據此計算出超大質量黑洞的性質。

2015 年 9 月,當廣義相對論百週年紀念活動如火如荼進行時,雷射干涉重力波天文台(LIGO)史上第一次接收到重力波。訊號經過分析,得知是雙黑洞合併事件,兩個分別為 36 和 29 倍太陽質量的黑洞撞在一起,最後合而為一。

經過數十年的觀測,許多天文現象,都必須用黑洞來解釋。在第一張黑洞影像出現之前,黑洞作為現實宇宙中的天體,多數天文學家沒有疑問了。

第一張黑洞的直接影像

想要看到黑洞的事件視界非常困難,因為黑洞太小了。如果有個和地球一樣重的黑洞,它的史瓦西半徑只有不到一公分。M87星系的超大質量黑洞,當然大多了,但是我們如果要從地球上看見,就必須達到驚人的解析度,差不多是要在台北看清楚蒙古草原上的一根羊毛!

在 2017 年 4 月,EHT 終於拍到史上第一張黑洞的直接影像。這是利用特長基線干涉技術,加上全球戮力合作,聚集最強大的望遠鏡組合,才有可能辦到。接著由中研院天文所等全球好幾組人馬,處理龐大的資料,分別反覆確認之後,終於在 2019 年 4 月 10 日將這個了不起的成果公諸於世。

EHT拍攝到的M87黑洞,是人類史上第一張黑洞影像。圖/EHT Collaboration

拍到黑洞照片,又能告訴我們什麼?

霍金早就向索恩認輸了,天文學家也幾乎都相信黑洞是宇宙中的天體,那為何還要大費周章拍攝一張看起來像甜甜圈的黑洞照片呢?為了證明愛因斯坦的天才嗎?

科學哲學家孔恩(Thomas Kuhn)認為,常態科學家並不是在挑戰目前的「典範(paradigm)」,而是在典範之下從事解謎活動,基本上是在處理三種問題——確定事實、將事實與理論對應、使理論連貫。

許多天文學家關注的並非「廣義相對論是否正確」,而是在此理論架構下,我們可以確定更多關於黑洞的事實。星系如何誕生、如何演化還是一個謎團,而星系中央的超大質量黑洞與此息息相關。是黑洞吃飽了才長出星系,還是星系夠大才有能力長出黑洞?還是雞生蛋、蛋生雞的問題?我們的銀河系中央也有一個大黑洞,它是否可以幫助解答銀河系的誕生,進而解答我們為什麼在這裡?

另一方面,黑洞事件視界的觀測,也是事實與理論的對應。廣義相對論不僅承認黑洞「存在」,也描述了黑洞「該長什麼樣子」。我們需要實際觀測,看黑洞是否真的長這樣。

過去我們所知的都是黑洞的間接證據,從強烈的 X射線、周邊星體的運行軌道,得知它與相對論推衍出的黑洞一致。好比說,我們在森林裡面,看到某種動物的腳印、糞便,知道牠顯然存在於附近。但是誰知道大自然不會給我們意外呢?看到牠的身影,我們更確定是我們預想的那種動物。

天文觀測不停地向黑洞本身推進,從黑洞在周圍留下的腳印,追到了黑洞的蹤影。我們無法真正看到黑洞「本身」,因為光線沒辦法從黑洞出來,但是看到黑洞的「剪影」,看見事件視界的輪廓,也確認中間真的有個不發光的洞,使我們更接近黑洞一步。

對於現實世界觀察或實驗的範疇,總會有個邊界,而科學家不斷嘗試擴展邊界。廣義相對論設下了一個能夠觀測的極限邊界,那就是事件視界,裡頭的光出不來,無法看見。如今,天文觀測終於開始觸及到理論劃下的邊界,這個開疆拓土的知識探求,令人相當興奮!

愛因斯坦本人都還沒走到這一步。他不相信黑洞存在,因為黑洞違反生活經驗。但是人類的「經驗」是不斷重新劃界的,人們的相信與懷疑經常都很短暫。科學的過程,則在理論與觀測不斷的辯證之中,挑戰知識的邊界。黑洞原來是完全超越現實經驗的,科學家先由理論洞察出黑洞的存在,如今更將其轉為可直接觀測的東西。觀測的邊界擴大,也開闊了人類的心智。原來我們生活的世界這麼有意思!

  • 影片說明:廣義相對論磁流體力學模擬,得到黑洞剪影的預期模樣(Credit:Hotaka Shiokawa)。

不斷擴大觀察的邊界,越多事實可以與理論對應。這次拍到的黑洞影像,科學家將它和廣義相對論克爾解比較,並且初步發現是一致的。利用「廣義相對論磁流體力學」的電腦模擬,得到理論預測黑洞周圍的光線分布,比較之下,確認觀測結果符合一個順時鐘旋轉的克爾黑洞。

這代表說,過去幾十年理論家的預測,至少是相當成功的。克爾找到旋轉黑洞的解,潘羅斯和霍金證明穩定的黑洞都是是克爾解,如今真正看到的黑洞,的確與此一致。

解釋黑洞,一定是用廣義相對論嗎?

我們需要留意,這張黑洞影像是與廣義相對論的預測「一致」,但不確定是否只有廣義相對論能夠解釋。EHT發表的論文說明,這次拍到的影像與與克爾黑洞一致,並且檢驗了其他幾個替代方案(包括相對論及非相對論的其他黑洞假說)。這張照片確實殺掉了幾種假說,不過還有一些理論是不被排除的,而目前仍無法分辨。

科學家不斷尋求在各種情境下測試相對論,黑洞觀測即是強重力場下的測試。黑洞是相對論可解釋的邊緣地帶,現在相對論暫時通過了測試,但是繼續測試過程中,也許會發現更多問題。

因此,觀測到事件視界並不是終點,廣義相對論與量子力學的戰場於茲揭幕。這次EHT發表的一系列論文中,第一篇第一段就談到,「在史瓦西之後超過一個世紀,在廣義相對論與量子力學統合上,黑洞仍處於基本問題的心臟地帶。」未來有更高解析度的黑洞影像,科學家將有機會測試不同重力理論的預測,而後可以繼續詢問:一定是廣義相對論嗎?

我還可以從另一個角度切入思考,一定是廣義相對論嗎?前文說過,牛頓力學也可以描述某種「黑洞」(黑星)現象,而且還與相對論預測的黑洞有幾分相似。假想一個情境,在相對論出現之前,人類就看到黑洞,說不定也會認為這是牛頓力學的成功預測?我們發覺,牛頓力學也有能力粗糙地描摹或預測黑洞,只不過歷史發展沒有給牛頓這樣的表現機會。

這意味著,不同理論可能都有能力在某些程度上成功掌握著黑洞樣貌。是誰暫時取勝,則牽涉到科學史的複雜背景。人類尋找黑洞的過程,主要是以相對論作為重力理論的典範(註:孔恩的術語),於是當科學家發覺相對論真的預測黑洞,其中包括一些牛頓力學無法說明的現象,這時就會說,相對論取得一定的成功。相對論目前成功了,但不是絕對的勝利,黑洞不見得是專屬於相對論的東西。

我們看到,理論都有成功之處,也都有侷限。在黑洞的解釋上,牛頓力學不如想像那麼失敗,而相對論與量子力學在黑洞的不合,則顯現了相對論的侷限。今天看到黑洞與相對論的預測一致,也許只是暫時的一致。量子重力或未來的其他理論,可能將更成功地解釋黑洞的觀測現象,甚至促成新的科學革命。

我們不用過度迷信愛因斯坦。不過話說回來,仍然無庸置疑的是,廣義相對論在這一百年來取得了重大的成功。當我們了解到科學理論的侷限,反而更懂得欣賞廣義相對論革命性的意義。在廣義相對論典範之下的黑洞探尋,經歷多年的相信與懷疑,終於在理論與觀測的辯證之中,把人類的心智推進到一個從未能以現實經驗想像的領域。

參考資料:

  • Bartusiak, Black Hole: How an Idea Abandoned by Newtonians Hated by Einstein and Gambled on by Hawking Became Loved. New Haven: Yale University Press, 2015.
  • Begelman, Mitchell C., and Martin J. Rees. Gravity’s Fatal Attraction : Black Holes in the Universe. Cambridge: Cambridge University Press,
  • Curiel, “Singularities and Black Holes." Stanford Encyclopedia of Philosophy. February 27, 2019. Accessed April 15, 2019. https://plato.stanford.edu/entries/spacetime-singularities/.
  • “Event Horizon Telescope." Event Horizon Telescope. Accessed April 15, https://eventhorizontelescope.org/.
  • Event Horizon Telescope Collaboration, et al. 2019, ApJL, 875, L1, L4, L5, L6
  • Kuhn, Thomas S. The Structure of Scientific Revolutions. Chicago, IL: University of Chicago Press,
  • Melia, Cracking the Einstein Code: Relativity and the Birth of Black Hole Physics. Chicago: University of Chicago Press, 2009.
  • Thorne, Kip S. Black Holes and Time Warps: Einsteins Outrageous Legacy. New York: W.W. Norton,
  • Will, Clifford M. Was Einstein Right? : Putting General Relativity to the Test. 2nd ed. Oxford, UK: Oxford University Press,
  • 史蒂芬霍金著,郭兆林、周念縈譯,《圖解時間簡史》,台北:大塊,2014。

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從理論、懷疑到相信——人類探尋黑洞的漫漫長路(上)

2019 年 4 月 10 日,由中研院天文所等全球 13 個機構主導的事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope,簡稱 EHT),公布了人類史上第一張黑洞影像。

2019 年 4 月 10 日中研院的記者會,廖俊智院長與天文所王翔宇副所長接受媒體採訪。圖/作者提供

人類探尋科幻一般的黑洞,過程十分曲折,今天這張影像才顯得珍貴。為什麼黑洞如此耐人尋味?一張「甜甜圈」照片帶給我們什麼?愛因斯坦再度勝利了嗎?讓我們來一起思索這段相信與懷疑的路程吧!

牛頓力學中,其實有預測出「黑洞」

雖然「黑洞」這個詞在 1960 年代才出現,光線進入某個星體而無法逃脫的猜想,早在 18 世紀末就已提出。如果以為這樣的提議只是科幻想像,或者亂猜,那就錯了。

早在 1783 年,英國自然哲學家米歇爾(John Michell)的論文中,就提出一種「看不見的星球」。不久之後,法國數學家、天文學家拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)也提出類似的想法。他們的學說有憑有據,都是從牛頓力學推出。

牛頓力學可以很簡單地產生一種黑洞,原理是這樣的:

每個人都知道,我們在地表往上跳躍,會掉回地面而不是飛到外太空。除非跳得夠快,快到像火箭一樣高速衝上天,否則我們無法「逃脫」地球重力。

設想「光」也是一顆顆粒子,光粒子若從某顆星球表面往上跳躍,假如星球質量非常大,重力強到光的速度也不足以逃脫,連光就只能墜回星球上,永遠不會傳遞到星球之外,我們也就看不到這顆星球了。

1783 年米歇爾的論文提出看不見的星球。圖/英國皇家學會《自然科學會報》

牛頓力學預測黑洞,其實還不差。利用萬有引力定律的逃逸速度,可以得到一個臨界半徑,在此之內的光子無法脫離。這個臨界半徑,竟然等同於「史瓦西半徑」。廣義相對論的黑洞有個「事件視界(event horizon)」,也就是光逃不出來的界線,而第一個相對論的黑洞解——史瓦西(Karl Schwarzschild)在 1916 年找到的解,事件視界的大小就稱為「史瓦西半徑」。這與米歇爾、拉普拉斯的「黑洞」,大小是完全一樣的。

以後見之明來看,米歇爾的構想有個關鍵的問題。現在我們知道,真空中的光速是永遠恆定的,不會因為星球重力而「降速」掉回去。事實上,「光速恆定」這件事情的發現,就是十九世紀末物理學危機的一大原因。愛因斯坦為了拯救「光速恆定」的前提,最終決定放棄牛頓的世界觀,創造出新理論。儘管科學史上不是因為黑洞而發覺牛頓力學出問題了,但是牛頓力學和愛因斯坦相對論分別預測的這兩種黑洞,其中關鍵的差別,同樣在於光速恆定的問題。

雖然原理不同,但是對於遙遠的觀察者而言,兩種黑洞的特性「乍看之下」沒什麼不同,都是一顆光線出不來的星。只有當觀察者跑到黑洞表面附近,才有差別。牛頓力學的黑洞,光會往上拋再掉回來,所以表面附近有機會收到光。

我們暫不考慮抵達黑洞旁邊的情況。既然牛頓力學的黑洞,「乍看之下」與相對論的黑洞並無二致,那為什麼人們特別強調廣義相對論預測黑洞?甚至可設想,在史瓦西解出現之前,由於牛頓力學並不遵守光速恆定,愛因斯坦相對論卻得遵守光速恆定,反而牛頓才輕易地允許黑洞出現。如此,科學家不是該在牛頓被愛因斯坦推翻的同時,推翻掉黑洞的假說嗎?科學史的演變,遠比這樣的推理更為複雜。

黑洞的存在,曾經連愛因斯坦都不相信

人們容易設想,科學是個艱難但筆直的道路,不斷向前發現新事物、開拓新知。然而科學史上,人們經常迂迴地走回原處,從「見山是山」到「見山不是山」,才能來到「見山還是山」的境界。牛頓力學的黑洞,奠基在光是粒子的假說上,後來光的波動性證據不斷出現,人們暫時放棄了光粒子說,黑洞也就不成立了。二十世紀初物理學革命性的進展,量子力學重新承認光作為粒子,而廣義相對論則在另一條道路上,重新暗示著黑洞可能存在。

注意,這只是暗示著,承認黑洞存在是個更長遠迂迴的道路。愛因斯坦 1915 年提出的廣義相對論儘管隱藏著黑洞的解,且史瓦西在 1916 年就得到第一種解,卻不容易令人相信。史瓦西的黑洞性質相當詭異,所有物質、光線都會掉進一個奇異點(singularity)。

史瓦西黑洞的構造。圖/修改自維基百科(原圖由Sandstorm de創作)

廣義相對論挑戰了牛頓的世界觀,把絕對的時間、空間推翻了。如果你看過《星際效應》這部電影,也許你記得主角來到黑洞旁邊時,時間過得緩慢,主角過了一小時,地球上竟然已經過了七年。這種現象會使得親人重新見面時,女兒變得比父親還老,威脅到人類原來的倫理觀念。

巨大的星球附近時間變慢,對於愛因斯坦是可以接受的,但是史瓦西解是個極端情況。一旦有個東西墜往史瓦西的黑洞,到達事件視界的時候,對於外界觀察者而言,會看到這個東西無限期凍結在那裡。你可以想像,發生的事件會永遠停滯在這個界線,而界線內的事件無法被外面看到,所以我們把這個地方稱作「事件視界」。這樣的情況是我們現實經驗不可能容許的。而黑洞的奇異點,似乎更令人難以接受。

史瓦西用愛因斯坦方程式解出黑洞,愛因斯坦卻不相信這種東西存在於現實中。1939 年,愛因斯坦發表一篇論文,提出粒子防止塌縮到臨界半徑的機制。現在看來,愛因斯坦忽略了一件顯而易見的事情──接近臨界半徑時,其他作用力根本無法與重力抗衡。

愛因斯坦為何犯下這個「錯誤」呢?長年研究黑洞的 2017 年諾貝爾獎得主基普·索恩(Kip Throne)說,如果我們問說愛因斯坦怎麼那麼笨,那是反映了我們並不了解「1920 到 1930 年代幾乎所有人的思維方式」。

廣義相對論雖然「容許」史瓦西解存在,但是導致的結果違反人類生活經驗。怎麼可能時間慢到無限久?怎麼可能所有物質墜入一個點?如果這些事情成立,嚴重挑戰人們的世界觀,可能動搖許多哲學。

黑洞實在太顛覆想像?飽受質疑的恆星塌縮理論

恆星的研究為史瓦西解開啟了一條新路,不過仍然備受質疑。1931 年,當時還年輕的錢德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar),根據量子力學的計算,發覺白矮星質量有個上限,超過此質量則無法支撐重力。沒想到,受到當時最大牌的天文學家愛丁頓(Arthur Eddington)極力攻擊。

超過「錢德拉塞卡極限」的星體就會塌縮成黑洞嗎?另一個可能出現了。1932 年查兌克發現中子,那幾年茲威基(Fritz Zwicky)等人也根據觀測提出了超新星的說法。於是茲威基就想,超新星爆炸之後,是否可能成為一顆由中子構成的星?他的見解是對的。1937 年,藍道(Lev Davidovich Landau)發表中子核心的理論,證明中子星可以撐得住重力而存在於宇宙中。

下一個問題來了,中子星這個機制是否阻止了宇宙中產生黑洞?1939 年,歐本海默(Julius Robert Oppenheimer)提出這個問題:中子星是否也如同白矮星,會有質量上限?經過計算發現,超過某個質量之後,中子星的形式也不再能支撐一顆星球!這稱為「歐本海默極限」。

愛因斯坦與歐本海默。圖/維基百科

不久之後,歐本海默與他的學生史奈德(Hartland Snyder),運用簡化的模型找到廣義相對論的解,說明中子星超過質量上限之後,必定走向塌縮。這個說法,質疑聲音很多。許多人認為他們的模型太過理想化,也有人考量到廣義相對論沒有經過強重力的驗證,只有在太陽系內通過檢驗。過了二十多年後,這種窘境才改變。

背後的原因,除了廣義相對論本身研究的停滯之外,還是在於黑洞完全顛覆了現實經驗,超越時人對宇宙的直覺想像。維納·以斯列(Werner Israel)寫給索恩的信談到,十八世紀的黑星(黑洞)「並無威脅到我們鍾愛的物質永恆與穩定的信念。」相對地,「二十世紀的黑洞是這種信念的重大威脅。」

科學發展的過程,其實有很多非理性的因素影響。以斯列又將黑洞與大陸漂移學說比較,說明兩者的證據都在 1916 年出現,卻「由非理性的劃界阻擋,在半路上停止了半個世紀。」兩者都到了 1960 年代才復甦,以斯列認為不但是受益於戰後科技發展,也因為蘇聯衛星發射,挑戰了西方科學的地位,也似乎告訴人們,還有很多西方科學沒想過的事。

黑洞研究的黃金時期:1963-1975

廣義相對論的研究,經過幾十年的沈悶,到了 1950 年代中期才開始復甦。運用微分幾何的數學方法,廣義相對論的理論重新整頓。而且在 1959 年,重力紅移實驗的成功,使得廣義相對論更被人們信任。

到了 1967 年,「黑洞」這個詞才由惠勒(John Wheeler)正式採用。惠勒原來也不相信黑洞,對於歐本海默的說法抱持懷疑,直到芬克爾斯坦(David Finkelstein)在數學上找到了一個新的坐標系來解釋奇點,並且惠勒成功用電腦模擬出黑洞之後,他才轉而相信。

黑洞在 1960 年代重出江湖,有一個重要的背景,是和實際天文觀測扯上了關係。索恩說,如果在 1962 年,誰說宇宙中有巨大的黑洞,一定會被天文學家嘲笑。不過,一切都要改觀了。

類星體 3C273 的無線電波影像,可見高速噴流構造。圖/MERLIN

1963 年,拜電波天文學的技術進步所賜,天文學家施密特(Maarten Schmit)找到了一種特異的天體,像是星星,卻會發出無線電波。更奇怪的是,光譜顯示它有很高的紅移,表示它離我們非常遠(3C273 離我們 20 億光年遠)。這種未知的天體,當時就姑且稱作「類星體」。

這麼遠的天體怎麼還看起來這麼亮?顯然有極其巨大的能量供給。天文學家發覺,他們首度需要用到廣義相對論,來解釋觀察到的現象。

1963 年 12 月,在美國德州開了一場「相對論天文物理」會議,探討類星體的問題。紐西蘭數學家克爾(Roy Kerr)在會議上,報告了愛因斯坦方程式的一個解,當下聽眾並沒有特別注意。而當著名的相對論物理學家帕帕佩特鲁(Achilles Papapetrou)聽到他的成果,立刻站起來,興奮地說明,克爾成功了!這就是他找了三十年的答案!

克爾找到的是旋轉黑洞的解。史瓦西解是個理想化的情況,因為現實中的星體並非靜止,而是在旋轉的。反對黑洞的人常想,旋轉有可能阻止黑洞產生。如今,克爾成功證明,即使星球在旋轉,也不能避免黑洞產生。

電影《星際效應》的黑洞。圖/維基百科

旋轉黑洞有個有趣的特性,是會拖曳周圍時空。正因為如此,我們看到《星際效應》裡面電腦模擬的黑洞,光線會繞著黑洞轉。而一個要墜入旋轉黑洞的東西,對於外在觀察者而言,是永遠繞著事件視界打轉。

1969 年,潘羅斯(Roger Penrose)發現,旋轉黑洞的事件視界周圍,有一個區域儲存了旋轉能量,後來這稱為「動圈(ergosphere)」。掉進動圈的東西有機會逃出來,且如果成功逃出來,還可以帶走不少黑洞的旋轉能量。所以有人說,黑洞可以作為超高效率的發電機。

1970-73 年,在霍金、卡特(Brandon Carter)、羅賓森(David Robinson)的努力之下,終於證明:任何塌縮而形成黑洞的旋轉物體,最終靜止狀態都能用克爾解表示。或者說,若有穩定態的旋轉黑洞,那都是克爾解。如此一來,克爾解就是可以在現實宇宙中出現的黑洞形式。

1963-1975 年,經過一代理論家與觀測家的努力,不僅黑洞理論有長足的進展,且黑洞不再只是不切實際的理論推算,開始能夠與物理的世界發生聯繫。

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未來商務展 2019:商店不再強調「無人」,VR 依舊熱門

INSIDE

從近 2 年的未來商務展,可以觀察到台灣對於商務科技應用想像的變遷,從 2017 年各種聊天機器人、硬體的服務型機器人試圖補足客服的角色,到 2018 年用機械手臂、行動支付販賣機、視覺辨識或自助取物櫃等無人商店的延伸概念,這些抱持著想要「替代部分店員人力」的夢想。不過, 2019 年的未來商務展雖還少不了自動化技術展示,但不難發現技術方向已經從完全取代店員的「無人」轉變成了輔助角色的「免排隊」。當然不是說這些技術或模式都消失了,但可以看出無人技術漸漸褪去新奇色彩,轉變成普及大眾的應用。

隨著行動支付普及,支付 app 本身也不再是推廣目標,像台新銀行展會攤位不再一味衝刺觀眾下載、註冊行動支付 app,而是提出整合既有支付服務的店家系統,並且延伸應用,或者靈活應用 LINE 好友帳號推廣產品。

數量上,今年也不若 2018 展場每個轉角都一家無人商店。不過說到取代人力,雖然你可能很難喝到大師親自手沖的咖啡,但募資爆品 iDrip 咖啡機今年終於現身會場。主打模擬專家沖咖啡的水溫、流速、旋轉範圍,以及悶蒸的過程。

iDrip
▲iDrip 手沖咖啡機

主打品味的 iDrip 不僅外型高貴,露出發亮的運轉齒輪搭配 6 色亮面烤漆,官網上已經結束募資的機台加上一盒專用咖啡包更要價 23800 台幣(最低方案),一包咖啡包則是約 150 元台幣。機器靠著感應咖啡包上的條碼,搭配相應的大師手沖模式。

獵豹
▲豹小秘

另外,獵豹移動也在現場展出了小豹音箱的智慧家庭應用範例,以及在台首度亮相的豹小秘接待型服務機器人,語音操控起來對答類似小豹音箱,但是它臉上有螢幕可以顯示資訊,上方還有一排感應器,可以偵測距離、辨識臉部,搭配底下的輪子可以時時面對客人,並且跟著客人或帶路。應用情境為商場、醫院、機場等需要室內導覽的場合,可以提供使用者輔助資訊。

VR Double tap
▲ 對戰 VR 射擊遊戲 Double Tap

VR、AR 娛樂性高,依舊是觀展排隊熱門攤位。現場射擊遊戲的攤位和 AR 魔法屠龍(需預約)的遊戲都吸引不少人圍觀。

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▲SYM 的電動摺疊腳踏車

現場也有一些智慧交通的展示,除了 SYM 的電動摺疊自行車這種硬體,還有台灣代駕、共享機車等新興商業模式。

台灣代駕:代理駕駛出租

台灣代駕其實已經不是第一次參加智慧城市展,最近因為國軍長官倡導酒後不開車而主動強制要求士兵下載,意外掃到搜到颱風尾,被遷怒評價一星。不過台灣代駕的模式頗有新意,提供職業駕駛幫使用者開車,就解決酒後叫計程車還要事後回頭牽車的痛點。而一般消費者顧慮的價格面,收費方式為 3 公里內全時段 350 元、10 公里內一般時段 450 元、午夜到凌晨 550 元,並不比計程車貴上多少。(詳細方案請自行查看台灣代駕官網)。

加上客戶有代理駕駛而不必擔心酒駕或牽車麻煩,就會放心增加飲酒消費,因此台灣代駕透露店家其實相當樂意協助推廣 app。目前 app 下載數約 10 萬,使用者每月成長 10% 左右,近期因軍中事件儘管評價受波及,但使用者增長還是因此上升至 20%-30%。

Lokist motorcycle sharing
▲Lokist 共享機車服務的智慧大鎖

另外 Lokists 則是另一種「機車共享」的新服務。和偏向租賃調度模式、車輛由公司提供的 Wemo 不同,Lokists 則是要讓機車車主自行上架出租,並即時媒合的平台,主要以可連網的智慧大鎖做管控,大鎖內部機關也把機車鑰匙一併放在鎖頭處。不過目前服務還未上線,現場也僅有 demo 裝置,對於服務細節尚無法了解。

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▲角落的 B 區也值得探索

雖然 B 區攤位被舞台切成一半,有點難找,但走到離門口遠處的角落也很適合挖寶,像其實 ARM 旗下 MarTech 團隊 Treasure Data 也參加了這次的未來商務展,這次主要是想接觸更多對數據行銷、客戶管理有需求的企業。而且雖然攤位上沒寫,但這次母集團軟銀(SoftBank)隨著在台業務擴張,也派出三位代表出席,不時在攤位出沒,有興趣了解合作的業者不妨直接到現場碰碰運氣。

核稿編輯:Chris

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