格雷厄姆的經驗:

會當凌絕頂,一覽眾山小

余創豪


攀升三千米

高達一萬英尺(三千三百米)的格雷厄姆山( Mount Graham)位於美國亞利桑那州東部,通往頂峰的山道非常彎曲,兼且狹窄和崎嶇,不消說,去那裡的過程相當難受,我和內子從鳳凰城到格雷厄姆山,只是單程已經花了四個半小時在車中,既然如此難受,又是什麼驅使我們忍受這樣一個漫長的旅程呢?

格雷厄姆山是天文學聖地,在山頂上有三個著名的天文台,其中之一是梵蒂岡先進技術望遠鏡(Vatican Advanced Technology Telescope,簡稱VATT),顧名思義,VATT是天主教會的天文台,鑑於其優異的光學素質,VATT攝取的太空圖片遠遠優於其他大得多的望遠鏡。另一個格雷厄姆山的天文設施是亞毫米望遠鏡(Sub-millimeter telescope,簡稱SMT),它的功能是收集來自外太空的無線電信號,SMT是世界上最準確的同類型望遠鏡。第三個設施是大型雙筒望遠鏡(Large Binocular Telescope,簡稱LBT),LBT是迄今為止世界上最強的天文望遠鏡,它所拍攝的影像比哈勃太空望遠鏡的清晰十倍以上。在隨後的段落中,我將集中談論LBT。讀者諸君,請不要擔心,這篇文章不會是一篇枯燥無味的科學論文,我會盡量簡短去介紹LBT。

變形金剛

我猜想你的第一個問題是:「位於地面的望遠鏡怎可能優勝於身在太空而不受雲層阻礙的哈勃望遠鏡?」秘密是:LBT使用來自亞利桑那大學的「適應光學技術」,LBT好像變形金剛( Transformer),其中央是超薄和能夠快速變形的鏡子,鏡面可以在每秒鐘變形一千次,以補償光線的失真。

LBT的靈活性就像一艘戰艦上的砲塔,在戰鬥中砲塔必須能夠旋轉到任何角度,以對付來自任何方向的敵人。同樣道理,地球不斷移動,因此望遠鏡必須可以旋轉到任何角度去跟踪星星。承載LBT的平台浮在一層薄薄的油上面,故此只消幾個二十四匹馬力的機械便可轉動平台。望遠鏡也可以在每個軸上移動,而推動旋轉的四個引擎只有三匹馬力。

我驚訝於宇宙無限,但我也讚嘆有限的人類竟然具有無窮的創意。LBT的設施有十七層樓的高度,但整個龐大的結構卻可以用三至二十四匹馬力移動而變形!如果您想了解「效率」是什麼意思,請到LBT一遊。

當天的導遊是LBT的機械工程師,當我們跟隨他進入樓內時,我看到了一些奇怪的東西在牆壁上,在一側有一紅色的條紋往上走,在另一側有一藍色的條紋向下去。導遊解釋說:「由於該平台不斷旋轉,每次你進入大樓時,你不會在相同的位置,因此,你必須遵循條紋,才可以去你想要去的地方。」

Adaptive Optics

Red and Blue Stripes for orientation

LBT和豐田凌志

如前所述,LBT提供比哈勃望遠鏡清晰十倍的圖像,建設、發射、修理哈勃的費用約為六十億美元,但LBT成本只需約一億美元。電腦技術的持續更新,令數碼產品的價格不斷下降,但相對於天文學科技而言,這算是微不足道。

有趣的是,參觀LBT時,我們只看到幾名工作人員。導遊說:「在過去,這樣規模宏大的天文台需要一百人去運作,但在這裡我們只需要八個技術人員和三位科學家。」聽後我不禁瞪目結舌。

【紐約時報】記者弗里德曼在一九九二年參觀了日本的豐田凌志工廠,他驚訝於豐田只需數十人便能夠操作這大型工廠,其效率是基於採用了自動化機器人,這經驗啟發他發表了一九九九年的暢銷書【凌志和橄欖樹】。自二十世紀八零和九零年代起,美國人試圖模仿日本人的效率,然而,美國汽車產業失敗了,因為直到今天,通用汽車和福特汽車還不像日本車廠般有效率。雖然LBT是美國、德國、意大利的科學家和工程師合作的結果,但適應光學是美國人的發明,而LBT是由美國人管理。 從某種意義上說,LBT完成了美國汽車工業未能實現的目標。我再次強調,如果你想知道效率的真正含義,請造訪格雷厄姆山。

Technicians in LBT

千載難逢的機會

遊覽格雷厄姆山無疑是一個很有教育意義的經驗,可惜,很少人能有這樣的機會。建設格雷厄姆山天文觀測站曾經惹起爭議,美洲土著聲稱格雷厄姆山是神聖之地,不容外人打擾。環保主義者爭辯說,建設天文台會導致瀕危的紅松鼠消亡。今年一些土著部落拒絕簽發旅遊許可證,結果只允許在九月和十月可以有四個旅遊團。我和內子參加了今年的第一團,但十月的所有遊覽團已經爆滿,而每團的名額只有十八人,換言之,在整整一年中只有約七十名遊客可以參觀格雷厄姆山!這是一個非常難得的機會,這就是為什麼我不介意忍受前後九個小時的車程。我真希望格雷厄姆山擴大對外的開放。

當我到達格雷厄姆山的頂尖而向下俯瞰之際,我不禁想起唐朝詩人杜甫所說的「會當凌絕頂,一覽眾山小。」當你看到LBT時,你也覺得天下眾山之小。

SMT

 

2011.9.25

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