【人物專訪26】一個少年的夢想:因黑洞啟程的天文探索之旅──專訪台灣物理學會傑出年輕物理學者胡欽評教授

  • 2024-08-30
  • 周良駿

【人物專訪26】一個少年的夢想:因黑洞啟程的天文探索之旅──專訪台灣物理學會傑出年輕物理學者胡欽評教授

發表者 Kuan-Hua Lu 493 觀看次數

採訪.撰稿 / 鄭凱菱(科學推展中心特約編輯)

說起天文太空,宇宙、黑洞和外星人永遠是眾人最好奇的問題榜首,年少的胡欽評教授也不例外。自高中起就立志要朝天文學領域發展,追根究頂全因黑洞太迷人。地球上迷戀黑洞的人不在少數,胡教授卻是少見行動力十足的那種,他深入研究緻密天體,研究成果甚至榮登世界頂尖的學術期刊《自然》,被譽為台灣之光!他是如何踏入天文領域,又是怎麼走到今天?

 

青春不徬徨,一心飛向宇宙

當多數高中生仍迷惘於大學該就讀的科系時,胡欽評教授卻是很早就下定決心──未來一定要更靠近這片宇宙;他的意志並非空想,而是務實且接地。從社團選擇天文社開始,他結識目前任職於中研院天文所的王為豪研究員,因為為豪學長的分享,他才知道若想朝著天文學領域發展,大學必須選讀物理系。

是什麼原因,讓當年還是高中生的教授,能這麼篤定地選擇一個並非熱門的領域?難道不擔心自己做不到嗎?「黑洞」二字,如同夜空中最亮的星,引領著少年。「我覺得我一步一步在接近它。」在胡教授的眼裡,千萬光年之外的宇宙星系彷彿並不遙遠,而是始於足下,他也的確這麼身體力行著。

早年自行閱讀書籍,高中加入天文社、參與台南市天文協會的觀測活動;大學順利就讀物理系後,在許瑞榮與蘇漢宗老師所開設的天文學課程與天文實驗室中學習。並在大學期間認識了當時為成大博士後的陳炳志研究員,胡教授得以在進入研究所之前,就接觸到專業天文學家的工作。從這些經歷中不難看出:他至今的成果絕非偶然,而是經由努力,一點一點積累而成。

 

密集觀測磁星,突破未解之謎

於是2023年,一切如瓜熟蒂落般理應發生,整個天文學界迎來值得慶祝的好消息:胡教授與團隊在緻密天體的研究成果取得突破以往的新發現──他們觀測到「磁星」與「快速電波爆」之間的關聯性,該研究結果甚至登上世界頂尖的《自然》雜誌,胡欽評教授因此被譽為。

胡教授與團隊透過X射線望遠鏡密集觀測磁星,透過仔細分析大量的數據發現:「產生快速電波爆發的前後九小時內,該磁星本身發生了兩次自轉速率增加的現象。」由於快速電波爆發的持續時間僅約一毫秒,且來源遠至銀河系之外,觀測的難度相當高,因此這類無線電脈衝現象的發生原理與機制,至今仍未有清楚的解釋,屬於天文學界的未解之謎。這顆銀河系內的磁星提供了理解快速電波爆的重要線索。

胡欽評教授的觀測結論可說是太空汪洋中的一盞探照燈,他成了帶大家更靠近「磁星如何引發快速電波」的引路人。不過,他們最初的觀測目標並不是這個,而是想掌握快速電波爆發時,磁星X射線的輻射是什麼樣子。沒想到原本預期的收穫並未發生,倒是陰錯陽差取得另一種結果。雖然該結果並不能全面解釋快速電波(FRB)的出現,卻的確幫助了眾多天文學家,足以在未知的宇宙中多前進一哩。

 

演算法、AI都能研究天文學

胡教授近年大量使用數學演算法進行緻密天體的研究,機緣始於2010年左右。時任中央大學數據分析方法研究中心的主任是黃鍔,他早在1998年就發明了一套名為Hilbert-Huang transform(希爾伯特-黃轉換)的演算法,可以處理非穩態與非線性訊號。黃主任自美返台後,開設了一系列相關課程,胡教授便是在當時有緣分接觸到這套演算法。

胡教授在碩博士班期間的指導教授周翊,也時常與黃鍔主任進行研究討論,多虧兩位貴人的指點,他才能把Hilbert-Huang transform做為天文學的分析工具。此後,數學演算法成為他博士班論文及後續研究的重要核心。2020、2023年申請的國科會計畫同樣以此為題,旨在藉由先進的演算法探索宇宙中的瞬變及準週期現象。

作為10多年前就開始把各種演算法應用於天文學研究的先驅之一,胡欽評教授面對目前新興的AI工具樂見其成。但他也看見隱憂:「如果不知道AI做出的分析背後是基於什麼原理,貿然使用可能會得到錯誤的結果。」如同天文學家在探索宇宙的過程中必須保有冒險精神,但莫忘基礎,目前胡教授對於把AI當工具也持相同態度──將 AI 視為輔助,其結果需要多方驗證,並回歸探討物理的本質。

 

面對挫折不卡關,先跳出去再回來

看似順遂的研究之路,難道都沒有任何挫折嗎?這或許和胡教授面對困難的態度有關:「發現卡住的時候,就趕快跳出來做另外一件事情。」他反倒不急著在當下克服挫折,而是不慌不忙地表示:「有些事情是可以慢慢做的。」因為研究不一定要執著於走單一直線。

「找到一個題目,專注把他做到底。」這當然是一種選擇,但選擇可以不只有這一個。若此路不通,試著探索旁邊的岔路,或許會得到不同的靈感,幫助自己突破本來的關卡。他山之石,可以攻玉,不只可以用來比喻「以人為鏡」,也可視為將不同的研究主題互為輔助。保持彈性,才能看見更多的可能性。

另一方面他則笑說:最大的關卡是「找工作」。因為不像做研究,這方向不通還能先處理其他項目;找工作,有沒有錄取是一翻兩瞪眼的事。理想的單位落空,就只能繼續申請、繼續加強自身能力。

 

成為人師,培育天文幼苗

會來到彰師大物理系,胡教授感覺也有幾分運氣成分使然,在他任職前,這裡從未有過天文專業的老師,過去就讀於彰師大物理系的學生,較難往天文學的研究領域發展。因此即使教學工作多少會延遲自身的研究進度,但胡教授仍是希望陪伴對於天文學有興趣的學生,教導他們如何透過做研究、如何看待手中資料及研究題目,更重要的是「如何開始。」

「人類都是恆星的產物」,彷彿正遙望星空,胡欽評教授給了「存在」一個浪漫的詮釋;若從這個角度來看,研究天文學的人,其實是最不忘本的人。如同他在訪談中用心提及每一位前輩的姓名,那個對黑洞好奇的少年,沒有忘記,自己是站在一個又一個學術巨人的肩膀上,才拉近了與天體的距離。而如今,他也走入巨人的行列中,撐起下一代、再下一代人的年少。