本文来自微信民众号：量子位（ID：QbitAI），作者：黑洞栗、郭一璞

人类第一次看到黑洞照片以后，一位小姐姐的照片也随着刷了屏。

她激动得十指交织，身旁的电脑屏幕上，黑洞的样子容貌隐约显现出来，一行行代码在旁边转动。

在Facebook上发出这张照片时，小姐姐说：

“看着我做的第一张黑洞照片一点点“洗”出来，真是难以想象。”

“我做的第一张黑洞照片”？

对，全人类看到的第一张黑洞照片，就是她“做”的。

这位小姐姐名叫Katie Bouman（凯蒂 · 布曼），往年29岁。她率领算法团队“洗”出了这张照片，也成了第一批“看到”黑洞的人类之一。

人类“拍”到的第一张黑洞照片，并非像我们拿手机照相那样点下屏幕就好，而是须要散布在环球各地的很多天文千里镜在同一时刻“按下快门”，纪录无线电数据。

然后，再依托机械进修算法，把数据拼到一同，重修出图象。而这个“洗照片”的义务，就是凯蒂在MIT读博时做的项目。

搞定半吨硬盘

六年前，凯蒂最先了她在MIT CSAIL的博士生涯，想要研讨“怎样瞥见或许丈量肉眼看不见的器械”，黑洞简直是再适宜不外的研讨工具了。因而，她加入了EHT（事宜视界千里镜）团队。

凯蒂的本科读的是密歇根大学的电气工程，硕士读的是MIT的电气工程和计算机科学专业，能够说，关于天文方面，她事先一无所知。

就如许，她最先研讨“把多台天文千里镜取得的数据分解一张黑洞照片”的算法。

一搞就是三年的隐秘事情。在2016年之前，这个项目一直是不泄露的，小姐姐研讨这么激动人心的项目，却憋着不能说，连本身的家人都没通知。

并且直到2017年6月，凯蒂的算法才终究能够最先实战。她收到了一堆装着黑洞观察数据的硬盘：

这些硬盘足有半吨，从天下各地用飞机运来。数目之大，以至让人联想到1969年玛格丽特·汉密尔顿为阿波罗11号登月而预备的代码——它们被打印在纸上。

这些硬盘中的数据，来自智利、夏威夷、南极洲、亚利桑那、西班牙、墨西哥六个处所的一共八台天文千里镜。

天文千里镜猎取的数据量非常大，一晚上就可以收集到2PB（约2000TB）。云云重大的数据难以用收集传输，必需装到硬盘里，空运到MIT。

并且，这半吨硬盘里的数据不仅仅是黑洞，还包罗天空中的种种庞杂、缭乱的数据，凯蒂要靠这些数据，拼出一张完全的黑洞写真。

正本，依据射电千里镜数据复原天体图象，须要人类天文学家介入。他们以本身的专业知识，将成像算法指引到他们以为正确的偏向。

但是面临PB级希罕、喧闹的数据，想靠人力从中找出图象太难了。因而，他们使用了机械进修方法。

虽然这支团队已花了好几年的时刻构建算法，在分解数据上试验，但直到有了这些硬盘，他们能力真正晓得他们的算法是否是真的能捕捉到弗成见的黑洞。

这项义务究竟是什么样的？就比如，你把一颗鹅卵石扔进水池，却还想看到它的样子容貌。

一石激起的荡漾

入水的霎时，石子会激起一圈一圈的荡漾。

只需这些荡漾，就算石子沉到水下，也依旧能够经由过程算法重现它的样子容貌。

黑洞，就像是这颗已看不见的鹅卵石。

分歧的千里镜收到的两股无线电波相遇，就起了荡漾，学名叫做“过问”。

而凯蒂提出的CHIRP算法，就是依托“过问”来重修黑洞图象的。

具体来说，从银河中间传来的无线电信号，抵达两台千里镜的时刻是不一样的，“过问”也是如许发作的。

以是说，重修黑洞照片，最主要的就是时刻差。

但是，地球有厚重的大气层保护着，无线电波穿过大气层的时刻，速率会变慢，时刻的测定也就不敷正确了。

以是，小姐姐想出了一种机灵的方法来处置惩罚这个题目：若是每一个丈量值，都是三台千里镜（不是两台）相乘的效果，大气带来的偏差就可以互相抵消了。

如许一来，算法有了，团队便最先“冲刷”黑洞的照片了。

一洗就是两年

半吨硬盘的数据量处置惩罚起来，工程量照样太大了。

洗照片的过程当中，一度有四个团队同时事情，每一个团队卖力剖析一部分数据。

底本估计一年洗好的照片，花了两年时刻才让天下看到。

除耗时以外，小姐姐也说过，团队就是“一口大锅”，内里有天文学家、物理学家、数学家、工程师……若是不是如许，也弗成能完成这个困难的义务。

而她的事情，是在照片终究分解胜利并宣布以后，能够通知环球分解第一张黑洞照片的意义：

“这是我们相识黑洞的一个窗口，从这里最先，我们考证了我们的物理纪律。虽然我们已靠理论推断出黑洞的样子容貌，但只要亲眼所见能力考证。因而，看到黑洞图象也是伟大的科学提高。”

如今，凯蒂早已博士结业，继承在MIT的EHT项目做了一段时刻的博士后以后，行将成为加州理工大学的助理传授。

重大的团队

除凯蒂以外，全部团队另有很多人，他们来自林林总总的范畴。

凯蒂在2017年的TED演讲中分享了团队的中心成员名单，包孕：

• Sheperd Doeleman 哈佛大学黑洞设计观察助理主任

• Andrew Chael 哈佛大学黑洞设计研讨生

• Lindy Blackburn 哈佛大学黑洞设计射电天文学家

• Michael Johnson 哈佛-史密森尼天体物理中间研讨员

• Katherine Rosenfeld 哈佛-史密森尼天体物理中间研讨员

• Hotaka Shiokawa 哈佛-史密森尼天体物理中间博士后

• William T. Freeman MIT计算机科学与人工智能试验室传授

• Vincent FishMIT Haystack天文台研讨科学家

• Kazumori Akiyama MIT Haystack天文台博士后

• Daniel Zoran DeepMind研讨科学家

末了，若是你对他们所用的算法感兴趣，能够读一下这篇论文：Computational Imaging for VLBI Image Reconstruction

*文章为作者自力看法，不代表虎嗅网态度

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