2017年4月,Ted的演講臺上迎來一位年輕的女性,她穿着正裝聲音卻很稚嫩。演講的主題是“如何給黑洞拍照片”。

  可能是因爲不習慣面對如此多的觀衆,她說話的聲音一直有些顫抖。

  她向觀衆們自我介紹“我叫Katie Bouman,麻省理工的PHD,雖然我不是宇航員,但我研究計算機科學,我可以向你們解釋如何爲黑洞拍照。”

  也許當時的觀衆們還有些不解,這個20出頭緊張到有些結巴的姑娘是誰,她講的東西有什麼意義?

  2年後,同樣是4月,一切都有了答案。

  北京時間4月10日,人類歷史上拍攝的第一張黑洞照片發佈。

  一切有關於它的猜測和理論在這天有了前所未有的真實感,人們激動地討論着有關那個有着橘紅色光環的模糊圖像的一切。

  同時,網友們驚喜的發現,一張被稱爲“黑洞照片背後的女人”的照片也在隨黑洞在網絡上瘋傳。照片中的女孩盯着屏幕中那張黑洞照片,手捂着嘴,卻掩飾不住激動和欣喜。

  這個女孩就是Katie Bouman,照片中是她第一次見到黑洞成像的樣子,和我們如出一轍。

  “不敢相信”這是Katie對於那張照片的描述。

  與我們不同的是,Katie的反應中應該還有些自豪和如釋重負。

  因爲她就是親手“拼”出了黑洞的人,潛心研究3年,這個女孩領導着自己的科研團隊開發了一種成像算法,該算法最終幫助人類捕獲了黑洞的魅影。

  人們瘋狂的尋找她的資料和故事,感激她的貢獻,讚歎她的成績。一時間網絡上每個人都在問:這個女孩是誰?Katie Bouman是誰?

  Katie Bouman,黑洞背後的女人。

  英雄出少年

  Katie在印第安納州的西拉斐特長大。很多人不知道的是,早在高中時期,她就已經開始了自己的科學之旅。

  科學課上她一直是一絲不苟,課堂筆記和實驗記錄的嚴謹程度讓高中老師現在還記憶猶新。

  更厲害的是,才十幾歲的她就申請加入了家鄉普渡大學的計算機成像研究,跑前跑後追着教授問那些她滿腦子的疑惑。

  高中最後一年,她從教授口中聽來了地平線望遠鏡計劃,也就是Event Horizon Telescope(EHT),那張黑洞照片就是這個計劃的成果。

  抱着對計算機成像的興趣和對黑洞的好奇,Katie考入了密歇根大學安娜堡分校學習電氣工程。以優異的成績畢業後,她拿着美國國家科學基金會的獎學金讀研深造。

  她的碩士和博士都在麻省理工(MIT)完成,學校期間她一邊在麻省的天文臺實習,一邊研究專業。

  最終以電氣工程和計算機科學博士的身份加入了她早就夢寐以求的Event Horizon Telescope計劃。

  她的科研理想是:找出測量或呈現人類還“看不到”的東西的方法。

  黑洞背後的女人

  拍攝黑洞不是容易的事。黑洞距離我們很遠,而且並沒有我們想象中的大。從地球拍攝黑洞的照片,就像在地球上拍攝月亮上的一顆橘子一樣困難。

  要看到更遠更小的東西,天文望遠鏡就必須做的更大。若要用一臺天文望遠鏡“捕獲”黑洞,那它的直徑至少要有10000千米。

  不少科學家認爲這也太不切實際了,畢竟地球的直徑纔不到13,000千米。

  Katie的演講ppt

  當一部分科學家致力於研發更好的天文望遠鏡時,人們想到了別的方法。

  假設各個國家裏,每架天文望遠鏡都可能拍攝到黑洞的一部分,隨着地球的自轉和公轉,他們就能捕獲數萬數億張黑洞的“殘影”。

  而計算機科學可以做的事就是將這些碎片像拼圖一樣的連接在一起,利用算法將無數個小像素拼湊成了黑洞的第一張照片,而Katie要當的就是這個拼拼圖的人。

  說起來很簡單,但這個過程花了EHT團隊200多名科學家數十幾年,全世界幾十所大學、科研機構、天文觀測中心的辛苦付出。

  也花了Katie和她的團隊3年多的時間去。3年裏,Katie爲了開發最精確的算法,用掉了整整一桌的電腦硬盤。

  Katie在計劃中使用過的硬盤

  這很容易讓人想到50年前,爲阿波羅登月計劃編寫程序的女性計算機科學家Margaret Hamilton那張著名的照片。

  Margaret Hamilton的代碼書

  50年前,一位女性用代碼送人類看月亮,50年後又一位女性用代碼帶人類見了黑洞。

  科技會進步,厚重的演算紙會變成一個個金屬的小盒子,不變的是求真的信念,也是女性科學家從未放棄的進取。

  世界上只有30%的研究人員是女性,但人數少不代表女性做不到,不代表女性沒有科研的能力。

  Katie(中)領導的團隊

  50年過去,Katie仍然是龐大研究團隊中的個位數女性之一,面對人們的極高讚譽,她卻不太希望人們太過重視她的性別:

  “不要因爲我是女人做了科研,就覺得我很厲害,比其他同事更值得掌聲。讓我們用科學證明一切。”

  拼圖完成的那一刻

  很長一段時間裏,Katie和團隊都在哈佛大學的一間小教室裏辦公。沒有人們想象中的高級實驗室,黑科技設備,甚至連沙發都沒有。

  選在這裏辦公,是爲了保密起見,誰能想到一間教室正在書寫着人類探尋宇宙的新歷史呢?

  Katie每天的工作幾乎就做坐在椅子前對着電腦敲代碼。

  小組的幾個人擠在屋子裏盯着屏幕不出聲,然後有誰突然在白板上寫下一行東西,幾個人爭論一番,又繼續回到電腦前思考。

  這就是Katie的日常,領導編寫程序第3年,只要不是出外勤,春夏秋冬都是如此。

  Katie和小組的同事

  掀起小房間一陣波瀾的是去年6月,夏天的哈佛很熱,小房間的空調不是很好。Katie和3個同事焦急的盯着屏幕,那天是各大天文臺上傳拍攝數據的日子。

  就像等着快遞員送來新買的拼圖的孩子,Katie坐立難安。今天他們不用糾結代碼,程序已經在幾天前寫好了。

  經過了幾次測試後,唯一缺的就是真實的天文臺監測數據。

  圖中是參與計劃的部分地區天文臺

  有了這些數據後,才能完成黑洞成像的真實“預演”。

  Katie才能知道大家3年來的努力究竟是不是空想,下一步怎麼走,怎麼改進,人類真的能將看不到的東西影像化嗎?

  全都看這次的結果。

  終於,正午時分Katie和團隊收到了數據。她把數據導入程序,拼圖被倒出了盒子,那麼看看能拼出什麼吧...

  四個人交換了眼神,Katie點了點頭,計算機前的研究員光標在程序“go”的按鈕上輕輕一點。程序運轉了。

  幾乎就是在喘息平復激動心情的時間,屏幕上跳出了最終成像——一個小小的,橘黃色的圓環。

  是黑洞!是黑洞!

  “我們就這麼看着那些圖像出現在電腦上,但是大家都不敢相信,我們就這麼容易的看到了它!”

  在第一次照片生成後,Katie和團隊又寫了不同的腳本進行對比和改進,先是要經過多次的測試,鑑定他們拍到的究竟是不是黑洞;然後是在多張生成的照片中選擇最清晰,最完整的一張。

  2019年4月,團隊最終確定這是的確是來自M87星系中心的黑洞照片。星期一晚上,Katie在初次使用的程序中重新生成了黑洞的照片。回到家時,嘴角還是控制不住的微笑着。

  爸爸問她“什麼事這麼好笑?”,憋了祕密3年的Katie還是捂了捂嘴,然後俏皮的回答道:

  “有張照片很有趣。”

  參與計劃的一部分科學家在照片前合照,

  Katie是右側紅衣服的女士

  週三,地平線望遠鏡計劃舉行全球直播的新聞發佈會,向全世界展示了這張“有趣的照片”。全世界都看到了這個小小的圓環。

  直到這一刻,Katie才把自己3年多的經歷告訴家人,在此之前連爸媽都以爲她只是在學校當老師。

  在這之前Katie Bouman不知道努力會不會有回報,不知道自己會不會像無數作出巨大貢獻卻沒有得到社會認可的女科學家一樣,要等到去世多年後才被人想起。

  但她也不那麼在意功名,轉身回到學校,Katie已經開始了自己的新課題:“我想設計能將算法和傳感器緊密結合在一起的系統”

  說起這個偉大的成就,她也是非常認真的回答到:“雖然她很開心能成爲激勵年女性的人,但黑洞照片的成就,要歸功於團隊努力”。

  這是每一名EHT科學家,每一名世界各地研究機構的人們的心血。這也是最令她激動的地方:全世界的科研工作者都在爲了一個目標努力, 一起建造巨大的天文望遠鏡,一起成就黑洞的第一次亮相。

  和同事們一樣,這些默默工作的科學家們的名字在發佈會和鋪天蓋地的媒體討論中,極少被提及。很多人更是不知道黑洞背後有着這麼一位了不起的女性。

  但網友們卻主動站出來在社交媒體上爲她轉發點贊。因爲他們值得。

  “讓我們記住她的名字”“歷史上的女科學家很少得到與自己成就相符的認可 ”的聲音在互聯網上傳播着。

  人類的視野在拓展,意識也在變化。也許從Katie開始,一切都會不一樣。

  從Katie Bouman開始,我們可以給更多科學家,當然還有更多女性科學家應有的尊重和關注,向所有爲人類進步做出貢獻的人們致敬。

  一部分做出傑出貢獻的女性科學家照片

  她讓世界認識了黑洞的樣子,而我們也可以通過網絡讓世界認識她,記住她,記住每個了不起的科學工作者。

  這是我們能做的最重要的小事...

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