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台裔馬中珮 愛拉小提琴的物理學家

鄭重聲明
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4月底,馬中珮當選美國最古老學術團體之一、擁有240年歷史的美國藝術與科學院院士。(取自柏加大官網) 4月底,馬中珮當選美國最古老學術團體之一、擁有240年歷史的美國藝術與科學院院士。(取自柏加大官網)

小時候,她就夢想著做物理學家和太空人;在台灣讀到高二,決定出國留學;在麻省理工學院攻讀天文物理及宇宙學,去加州理工學院做博士後研究,之後來到灣區定居,成為天文物理研究中的頂尖學者。

她,就是柏克萊加大天文和物理學系自然科學教授馬中珮。

4月底,馬中珮當選美國最古老學術團體之一、擁有240年歷史的美國藝術與科學院(American Academy of Arts and Sciences)院士。科學院今年增加276名院士,柏克萊加大9人入選,馬中珮為僅有的亞裔。

不僅研究做得好,馬中珮還喜歡藉學術交流時四處遊覽,特別酷愛徒步探險。科羅拉多州的艾斯本(Aspen)、南非的國家公園Kruger Park、澳大利亞的藍山(Blue Mountains),都留下了她的足跡,甚至在南非國家公園近距離看野生動物,和陌生遊人聊天,並從獲得論文寫作靈感。

馬中珮也是小提琴高手,17歲獲得全台小提琴冠軍。她笑談,在音樂方面的最大夢想是,「把貝多芬的16首弦樂四重奏,都練習到演奏的程度。」

●夏州望遠鏡 開心沒有錯失它

身為宇宙學家和天體物理學家的馬中珮,研究暗物質與暗能量、銀河形成和演變。父親是資深新聞學者馬驥伸,母親是曾任監委的前中華日報社長黃肇珩,馬中珮自小喜愛天文學,卻非來自家傳。

之前,因為新冠疫情肆虐,夏威夷的凱克天文台一度關閉,馬中珮差點不能遙控使用該台的望遠鏡,她有些遺憾。

原來,凱克望遠鏡是世界最大的天文望遠鏡之一,直徑10米,敏感度頗高,可捕捉遙遠星系的少量光子,對黑洞研究有幫助。黑洞是宇宙空間內存在的一種超高密度天體,即使光也無法逃脫它的引力束縛,儀器和肉眼都沒辦法直接觀測。

如果有黑洞,受萬有引力的影響,附近星球轉速加快。根據萬有引力定律,就能測算黑洞質量。望遠鏡敏感度越高,越能捕捉到遙遠星系的光子。從而計算星球轉速,再推算黑洞質量,有助於研究宇宙的演變和發展。馬中珮曾在2016年發現宇宙中最大的黑洞。

為何使用凱克望遠鏡重要?因為這部望遠鏡巨大,能捕捉10億光年之外的光子,意味著可以研究10億年前的光子。「人類考古學能看到幾千年、幾萬年前的東西,但天文學家觀測到10億年前的現象,看到這麼久遠的東西,特別有意思,算是天文考古學。」

讓馬中珮開心的是,天文台後來決定開放,她在21、22日完成觀測。

●有否外星人?她仍在深刻探究

不少人都關心,宇宙中是否有外星人或智慧生命存在?

馬中珮表示,她的想法反反覆覆。有時會幻想,宇宙的體積無限大,每個星系,有百億個星球,智慧生命存在的幾率不會是零。

但有時又想,普通元素或質量只占宇宙質量總數的4%,其他都是暗物質或暗能量。大部分的物質都不是由可測量的碳或氧構成,人類不知其構成。「從這個意義看,人類特別而奇妙。能夠找到類似人類的智慧生物,幾率很小。」

加州居家避疫,柏克萊加大一度停課,只能遠程教學,連畢業典禮都只能在遊戲中舉行。但馬中珮最擔心的,是疫情結束、大學重開後的教育問題。「有些課程可能要上網課,但這取代不了面對面授課的優點。柏加大不少人才來自亞洲國家,如果有亞洲的學生因為擔心疫情不來學校上學,對學校是一種損失。」

●行萬里路 擦撞出論文火花

讀萬卷書、行萬里路。因為到各處學術交流的原因,馬中珮藉機遊覽世界各地。她喜歡徒步旅行,在當地美景中探險。科羅拉多州的艾斯本(Aspen)、南非的國家公園 Kruger Park、澳大利亞的藍山(Blue Mountains),她都去過。

開會交流、探索世界的過程,會帶來意想不到的靈感。大概三年前,她和一些科學家在南非的Kruger Park觀看野生動物。該公園是非洲最大的自然保護區之一,她也是第一次乘坐開放式、沒有門的吉普車,在保護區內到處轉悠,尋找並近距離觀察獅子、豹子等凶猛動物。

窗外是野生動物和一望無際的公園,車內是一些志同道合的科學家。馬中珮和一個之前有過數面之緣的科學家聊天,有點「酒逢知己千杯少」的感覺。而就在閒聊中,她忽然對心中的問題茅塞頓開,之後和這位朋友合寫了一篇論文,討論黑洞在銀河系中相互作用的分析數據。

「在吉普車這種輕鬆的環境中,志同道合的人,可以相互催發靈感。因為每個人的方向都不同,兩三個小時,兩人談話的機會很多,效果意想不到。」

馬中珮記得,20年前也有類似無心插柳柳成蔭的經歷。當時她在芝加哥開會,聽某個演講過程中,情緒有些煩躁,就中途走出去伸展身體、呼吸新鮮空氣,又碰到另外一個科學家。

沒想到,兩人的探討擦出火花,合寫了論文,利用比較理論宇宙學的一個新理論,來解釋銀河中的暗物質在空間中怎麼排列,和超級電腦計算的結果相似。之後兩人的合作一發不可收拾,共合寫了四篇論文。

●5歲學琴 邂逅許多第一次

馬中珮對古典音樂十分投入,喜歡拉小提琴和室內樂。

她在五歲就開始學小提琴。8歲到18歲,一直在台灣的世紀交響樂團學習。8歲到14歲期間,她曾三次跟團到歐美演奏,邂逅了人生中多個第一次。

第一次走出台灣,第一次看到維也納,到美國的第一站就是舊金山。異國他鄉的演奏之旅,給她留下深刻烙印。人生就是這麼奇妙,後來留學留美,兜兜轉轉,最後還是在舊金山灣區定居。

高中時,馬中珮在美國唸書,一直沒有放棄小提琴。就讀麻省理工學院(MIT),她還在新英格蘭音樂學院學習小提琴演奏課。當時,教授和學生們還合作演出。

到了灣區柏克萊加大,馬中珮仍不時拉拉小提琴,喜歡四重奏。舊金山交響樂團的社區活動她也愛參加,可以到專業的舞台演奏,增長經驗。

12歲的兒子向上海音樂學院的名師方蕾學習小提琴,馬中珮在一旁照看,也學到很多有用技巧。

在小提琴方面,她希望將貝多芬的16首弦樂四重奏,都練習到可以表演的程度。

「很多物理學家都喜歡音樂,愛因斯坦愛拉小提琴。小提琴的音樂讓我陶醉其中。學琴的過程很像從事科學工作,需要持之以恆,提煉技巧很困難。前面幾年學小提琴,聲音像殺雞一樣難聽。這種學習需要長時間有耐心,進步緩慢,不是一夜中大獎的感覺。投資很久,才有長遠收穫。」

台裔物理學家馬中珮,喜歡徒步探險。(取自柏加大官網) 台裔物理學家馬中珮,喜歡徒步探險。(取自柏加大官網)
兒子向上海音樂學院的名師學習小提琴,馬中珮在一旁照看,也學到很多有用技巧。(取自柏加大官網) 兒子向上海音樂學院的名師學習小提琴,馬中珮在一旁照看,也學到很多有用技巧。(取自柏加大官網)
馬中珮5歲時就喜歡拉小提琴,她希望將貝多芬的16首弦樂四重奏,都練習到可以演出的程度。(馬中珮供圖) 馬中珮5歲時就喜歡拉小提琴,她希望將貝多芬的16首弦樂四重奏,都練習到可以演出的程度。(馬中珮供圖)
4月底,馬中珮當選美國最古老學術團體之一、擁有240年歷史的美國藝術與科學院院士。(取自柏加大官網) 4月底,馬中珮當選美國最古老學術團體之一、擁有240年歷史的美國藝術與科學院院士。(取自柏加大官網)
馬中珮此前在夏威夷的凱克天文台控制室從事研究。(馬中珮供圖) 馬中珮此前在夏威夷的凱克天文台控制室從事研究。(馬中珮供圖)
4月底,馬中珮當選美國最古老學術團體之一、擁有240年歷史的美國藝術與科學院院士。(馬中珮供圖) 4月底,馬中珮當選美國最古老學術團體之一、擁有240年歷史的美國藝術與科學院院士。(馬中珮供圖)



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