• 文／李傑信│美籍華裔科學家，美國航空暨太空總署（NASA）太空任務科學家

引力波訊號 GW150914，「看不見」的黑洞相撞

2015 年 9 月 14 號，臺北時間 15 時 50 分 45 秒，美國兩個雷射干涉引力波觀測站，前後收到了引力波（重力波）的訊息。東南方的路易斯安那州比西北方的華盛頓州的訊號早到了 0.0069 秒，即 6.9 ms。引力波的振幅約為 10 的負 18 公尺（10⁻¹⁸ m），收到的訊號前後總共約 0.5 秒不到。

以北京清華大學發展出的電腦軟件分析，找出這個引力波是由兩個巨大的「自旋」（spinning）黑洞互繞、相撞、衰蕩（ringdown）、合併後產生， 其中一個黑洞為 29 個太陽質量，另一個為 36 個太陽質量，在相撞前 10 億年即尋獲彼此並互繞了 10 億年，最後以近光速 60% 的速度相撞後二合為一， 衰蕩形成一個 62 個太陽質量的單一黑洞，3 個不見了的太陽質量（29 + 36 − 62 = 3），經由愛氏（編按：本文簡稱愛因斯坦）的 E = mc2，完全轉變成引力波能量，在愛氏四維黎曼流形堅硬美麗的時空纖維中，以光速傳播了約13 億年，最後給了我們約 0.5 秒不到的引力波訊號。這個引力波被命名為 GW150914。

如果這 3 個不見的太陽質量完全轉換成電磁能量，它是整個宇宙可接收到的電磁能量的 50 倍，但我們在電磁波段，竟然沒看到一點火花。愛氏的引力波孤獨營生，和電磁波世界是陰陽兩界、生死不相往來。

這個引力波由南邊的觀測站先收到，所以訊號來自南方星空「大麥哲倫星雲」（Large Megellanic Clouds，LMC）方向（圖27）。雙黑洞相撞地點，距地球約 13 億光年。

由引力波的資料一窺黑洞合併的故事

儘管引力波和電磁波是陰陽兩界，天文學家還是正在密集搜索這塊宇宙地盤，企圖尋找這個雙黑洞合併的暴烈事件前，在電磁波光譜上留下的蛛絲馬跡，如雙黑洞相撞前周圍帶電星塵異常的X 光光譜變化和伽瑪射線閃爆等，但目前尚無斬獲。

有的專家認為兩個黑洞相撞合併的同時，也應會產生大量的微中子（neutrinos）。但在 GW150914 抵達地球的前後各 500 秒時段內，以南極洲的 IceCube 和地中海底的 ANTARES 微中子探測器檢查，竟然毫無與 GW150914 同方向來的微中子跡象。偵測不到微中子，原因可能是這兩個探測器的靈敏度還不夠嗎？還是有其他與暗物質（微中子是已知的暗物質）有關的更深層物理原因？

如果把兩個觀測站分別獨立接收的訊號，在時間軸上移動約0.007 秒，兩處的引力波訊號，有如同卵雙胞胎般完美重疊，證明它們是同一個訊號（上圖）。

GW150914 在合併前後的衰蕩期，即圖中右邊最後的0.025 秒，包含了大量寶貴的雙黑洞物理資料，可直接驗證愛氏四維時空黎曼流形「度量」尺標的正確性。衰蕩期的引力波振幅及相位訊息，破天荒第一次接收到，也可用電腦來計算愛氏「強」場方程左右兩邊的未知函數。這些從 GW150914 引力波取得的數據，為愛氏場方程注入了最鮮猛的生命力。

當然，這兩個黑洞在合併前的互繞期間，尤其是最後以接近光速 60% 相撞前，所輻射出來的引力波，要比泰勒和胡爾塞脈衝雙子星系統的幅度強度高出甚多，也是印證愛氏「強」場方程的重要數據庫（圖 29）。

GW150914  出身於暴烈的自旋雙黑洞相撞合併事件。它誕生地的四維時空黎曼流形的「度量」尺標，彎曲的程度難以想像。而這個「度量」尺標因兩個巨大黑洞合併，產生了瞬時劇烈的變化，引力潮有如滔天的海嘯，能將宇宙所有的物質結構揉得粉碎，引力波也以海嘯幅度即刻以光速散播出去。引力波上路後，波幅就以和原生地距離的平方成反比衰減，於 13 億多光年的旅程後抵達地球，引力波的振幅衰減到只剩下 100 億億分之一公尺，帶給人類的只是宇宙一個微弱的顫抖。

但這個微弱的 GW150914 出身豪門，以愛氏的「強」場方程追本溯源，讓人類看清楚了這場在宇宙中發生過的驚心動魄往事。

在黑洞橫屍遍野的宇宙，偵測更多引力波

經過五個月的數據分析，人類第一次直接偵測到的引力波GW150914 的驚世發現，以「雙黑洞合併的引力波觀測」[22] 論文發表，列出包括「引力波三傑」索恩、維思和追沃等作者共1,860名，與 136 所大學和研究機構，北京和臺灣的清華大學和作者也都上榜。論文中強調 GW150914 的數據正確的置信度（confidence level，CL）為 5.1σ（標準誤差），即約 99.99996%，也是每約五百萬次才出一次錯，以嚴格的高能粒子發現的黃金標準衡量， 只能算夠上了薩根（Carl Sagan，1934-1996）較次等級的「驚世聲明需要驚世數據」（Extraordinary claims require extraordinary evidence）的規格。論文換另一個角度看數據置信度問題，宣稱宇宙送出 GW150914 類數據的「虛驚」率，每 203,000 年一次。以地球年齡 46 億年估計，宇宙已送出類似 GW150914 的「虛驚」訊號 22,660 次，兩萬多筆可不是個小數目，所以這個置信度尚未達到五星級標準。

等全部六個引力波觀測站聯網作業後，只要六站同時接收到有如圖 28 同卵六胞胎的引力波訊號，置信度可能會超過 7σ，訊號的置信度比現在會高上十萬倍，甚至超過希格斯波色子 7σ 拍板定案的標準。

2015 年 12 月 26 日，美國的兩座 LIGO 站又觀測到第二起引力波事件，也是由雙黑洞互繞、相撞、衰蕩和合併引起，距地球約 14 億光年，黑洞大小為 14.2 和 7.5 太陽質量，其中至少一個黑洞有自旋現象，合併後為 20.8 太陽質量，0.9 太陽質量轉變成引力波能量。

東南站比西北站早 1.1 ms 收到訊號，表示引力波大約由西南方向而來，在圖 27 中以左上角小紫色區域圈出 90% 置信度範圍。沿用 GW150914 已建立起的傳統，這個引力波被命名為 GW151226。

人類追尋了五十餘年引頸以盼的引力波，在短短的三個多月內，連續兩次以雙黑洞合併劇碼登場，給愛氏的場方程提供了最厲害的「強」引力場檢驗，也直接證明了愛氏的黎曼流形中四維時空的纖維結構更加美麗堅固的存在。

2017 年 6 月 1 日，美國的兩座 LIGO 站再接再厲地宣布成功偵測到第三起引力波  GW170104。這次的兩個黑洞分別為 31.2 和 19.4 太陽質量，相撞合併後為 48.7 太陽質量，1.9 太陽質量轉變成引力波能量，經過 30 億年的傳播，抵達地球。

在 LIGO 的網站上並可尋得尚有另外六個引力波事件正在分析確認中。目前的跡象已很明顯，雙黑洞相撞合併後激發的引力波事件在宇宙中可能層出不窮，已達欲罷不能的地步。（第四起引力波 GW170814 已被確認。第五起的引力波 GW170817 也被確認了是第一起雙中子星引力波， 並偵測到同時發生的伽瑪閃爆電磁波訊號。）

引力波頻頻以活躍的雙黑洞合併後剩餘能量出現，就表示我們目前的宇宙已可能黑洞橫屍遍野，正在快速甚或加速地朝老化方向演化。但從正面角度去看，雙黑洞合併頻率高，就能常常激發出引力波在宇宙中蕩漾。未來只要 LIGO 的靈敏度持續改進，偵測引力波可能會成為稀鬆平常事件。

人類未來的挑戰：暗物質、暗能量與宇宙「暴脹」的引力波

二十一世紀的人類，面臨嚴峻的智慧挑戰，一定要弄懂暗物質和暗能量的物理規律（圖 30）。引力波的出現為人類打開了一扇巨大嶄新的天文窗口，電磁波無法照亮的宇宙黑暗角落，引力波可通行無阻，和暗能量、暗物質親密互動，探清它們的底細。

但宇宙中還有另一類的引力波，也在愛氏相對論管轄範圍之內。這類引力波起源於宇宙「暴脹」（inflation）前後的極高能量混沌初開時期，它可能像電磁背景微波一樣，仍然在宇宙中蕩漾。宇宙凝聚後的雙黑洞合併引力波，如 GW150914 和 GW151226， 由於捕捉訊號的窗口狹窄，時機稍縱即逝。但宇宙混沌初開時的原初（primodial）引力波永遠在那蕩漾，等待人類的發掘，只是它更遙遠、更微弱、更低頻。

人類得投入比 LIGO 昂貴 10 倍以上的經費，再花個 10 年、20 年時間，在地球繞日軌道籌建一座「雷射干涉太空天線」（Laser Interferometer Space Atenna，LISA）， 如圖 31， 三道雷射束通道距離 500 萬公里， 靈敏度高於 LIGO 上千倍，覆蓋的宇宙空間體積大於 LIGO 上億倍（LISA 目前因NASA 方面經費情況膠著，由 ESA 以 eLISA 繼續發展。）

愛氏的場方程，波濤壯闊，歷久彌新，它將帶領二十一世紀的人類，解讀宇宙暗能量與暗物質的奧祕。

• 直接偵測到引力波的發現，獲 2017 年諾貝爾物理獎。引力波三傑之一的追沃（Donald Drever, 1931-2017）不幸於2017 年 3 月 7 日逝世，令人扼腕。維思、巴利許（Barry Barish，1936-）和索恩（Kip Thorne, 1940-）獲頒 2017 年諾貝爾物理獎。

本文摘自《宇宙的顫抖：談愛因斯坦的相對論和引力波》，台大出版中心出版。

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「他們沒有問我性別，認為寫走私的就是男性吧，在論文刊出首頁用『His Mailing address…』來標註我的聯絡方式。」

如同這樣的性別刻板印象，投入邊境研究也是一個不斷突破刻板印象的歷程。

孤軍以外消聲的生命故事

1992 年，張雯勤隻身在泰北旅行，偶然到了泰緬邊境的一個村子，那裡正是臺灣媒體經常報導的泰北難民村之一。

這段歷史得追溯到 1950 年初。當時，一批一千多人的國軍殘餘部隊，在雲南節節敗退後進入緬甸撣邦，抵達與泰國為鄰的大其力。經過集結、招兵買馬，1951 年這批重整的軍隊在撣邦勐撒成立了「雲南反共救國軍」。其後的故事即是一般人所熟知的「異域孤軍」戰史——經歷兩次撤台，部分軍隊落腳泰北邊境，當地人稱作「國民黨村」。

然而，在被歌泣的男性化、黨國化歷史背後，隱藏著邊區遊移政治與無數難民的生活史。

最初，張雯勤帶著既定印象從孤軍將領訪談，研究這些「雲南移民」。但在村子住了大半年，她發現日常接觸的並不是將官，反倒都是大爹、大媽、大嬸、大叔這樣的平常百姓。「臺灣報導裡全是忠貞愛國、異域求生的孤軍，這些普通人完全沒聲音，但他們的生命故事非常豐富。」

於是，張雯勤用了兩年，走訪二十四個邊境村落，此後又一路延展到緬甸，展開二十多年以平民為視角的邊境研究。

越界流動，是歷史上的邊境常態

自古以來，從雲南、緬甸至泰北即常有大批人口來來回回遷移，多元族群交織著不同政治勢力，在這塊廣衾的土地上脈動著爭戰、交易營生、多元文化的習作與交流。1949 年因國共內戰及往後二十多年中國政治運動，造成大規模跨境遷徙。

在 1961 年「二撤」之前，留在緬甸的國民黨軍隊主要有五支，其中三軍和五軍最終沒有撤回臺灣，集結於泰北。1970、80年代，他們協助泰國政府剿滅泰共，爾後取得泰國國籍定居當地。

然而在這些「國民黨村」裡，軍人只是一部分，大部分其實是跟著軍隊逃難的眷屬及一般難民。邊境村落或周遭，包含有雲南漢人、雲南穆斯林、阿卡族、佤族、儸黑、傈僳人等各式族群，彼此用不同語言交流。「我很佩服這些大媽，買賣東西的時候，遇到阿卡人，就講阿卡話，遇到百夷人，就講百夷話。」張雯勤說。

平民耕地、做小生意謀生，撤退至緬泰的國民黨軍隊也亦商亦軍，軍隊找商隊馱運物資，商人仰賴武裝保護。對於難民來說，同樣如此，軍隊既保護也剝削他們。於此同時，帶兵的軍官也利用騾馬往返泰緬馱運「黑金」——大煙（生鴉片）。

刀片上是老闆的，刀片下是我們自己的

從我們社會的眼光來看，毒品似乎萬惡不赦，但回歸到當地生活脈絡，這只是平民百姓的一種生計。許多人歷經顛沛流離，沒有身分、沒有錢，最重要的目標皆為了「努力活下來」。毒品、走私因而成為邊境的生存日常。

「他們的童年記憶裡，從小就生活在大片大片的罌粟花田。爺爺躺在蚊帳裡抽煙，但不是每個人都能抽大煙，只有老人家有權利，年輕人頂多是工作累了，抽個幾口。」

現實中備嘗艱辛的生活，經過記憶轉化後的敘事卻呈現出一種近乎迷人的日常：罌粟花很美，年輕人為雇主做工「刮煙」，一邊刮一邊唱歌。罌粟一顆一顆，用刀子劃下去，汁液才會跑出來。劃也不是亂劃，有一定技巧。劃完以後，白色的汁液流出，不能馬上去刮，隔天凝結成暗褐色，才能用一把彎彎的刀刮下來，在刀片上慢慢累積，就成了生鴉片。

「他們說，刀片上是老闆的，刀片下就是我們自己的。」因為汁液大部分留在刀片上，少量落在刀片下，一點點攢起來可以賣錢，這也是一種酬勞的給付方式。

毒品議題龐大而複雜，牽涉跨國政治、經濟與利益集團的輸送角力，甚至不乏國家政府涉入其中；但從底層百姓的角度，罌粟田是人們熟悉的生活記憶，採大煙是從小到大的日常勞作。

對張雯勤來說，這也正是邊境研究的重要關懷，在傳統國家中心的分析視角外，看見每個真實的個別生命。她擅於採用敘事書寫方式，爬梳自 1949 年以後，雲南移民從中國西南逃難到緬甸，部份移民又從緬甸遷居他國的歷史，以及他們從事的耕作和跨境商貿。

這些人的生命和動亂時代交織在一起，相對邊緣不被看見，他們怎麼面對生命處境，掙扎、奮鬥、存活下來？我要做的，就是用說故事的方式書寫出來。

民間「影子經濟」：馬幫到摩托車車隊

除了戰事逃難，經濟營生也讓跨境成為邊界常態。雲南多高山，長途經濟活動必須依靠騾馬。由於在山上形單影隻不安全，容易遇到強盜劫匪，商人便集結起來形成了馬幫，這是自古中國西南獨特的商隊組織。

張雯勤提到，1962 年尼溫軍政府上台，隨後實行國有化經濟體制，嚴厲禁止人民自由行動與私有交易，造成緬甸經濟迅速崩解，大量民生用品必須仰賴泰國走私；而進行地下貿易的主要族群，即為定居兩地的雲南移民。

「雲南移民在泰緬邊區的馬幫貿易，雖然奠基於大漢中心主義『走夷方』的文化傳統心態，然而實踐過程呈現不同社群間互助、衝突與協商，突顯邊區特有的地理政治、經濟與文化主體性，以及這個經濟活動內涵的複雜規範和知識。」張雯勤分析。

時代改變，跨境貿易的方式也在改變。

1980 年代，汽車運輸漸漸取代原有馬幫，往來中緬與泰緬邊區，2000 年到 2014 年更出現「摩托車車隊」，穿梭於上緬甸與雲南邊城瑞麗。過去，馬幫由頭人帶領，策劃路線與行走時間，在特定地點向叛軍或官方上稅；交通工具改變了，當代商隊同樣繼承這些「地下貿易規則」。

以緬北摩托車車隊來說，一個車隊約五至二十人，大家先坐車到雲南瑞麗，到認識的摩托車商店買車。通常一個騎士騎一輛、帶兩輛（拆解成零件），厲害的能帶上四輛！

回緬甸不能走正規大路，要趁夜翻山越嶺，路況好的時候，六小時就能抵達緬北臘戌，一路上過村則需要付費給警察。清晨五、六點，臘戌的摩托車市集擠滿了人。除了賣車的，還有販賣偽造車牌的攤位，貴一點用鐵片做，便宜陽春版則是塑膠材質製成。

「我的摩托車車隊研究主軸，一方面引用地下經濟與日常政治理論，分析這個走私行業的運作規則與組織網絡。另一方面，我將它與過去中國西南與高地東南亞之間的長程馬幫貿易，進行比較對照，兩者在結構運作上高度相似，都是根基於地方知識與社會網絡的助因。」張雯勤談到。

她進一步分析：「我因此主張，當今中緬摩托車走私並非隨意運作，而是延續了歷史上長途馬幫貿易的組織精神；但不同的是，當代摩托車走私打破了馬幫貿易的性別專斷（只有男性從事），同時吸納兩性。」

中緬泰的邊境貿易存在已久，民間百姓經常跨境往返。雖然 1950 到 1980 年代中緬邊界關閉，但私下邊境貿易仍然存在，交易的物資包括許多日常用品：農產、醃豬肉、野生動物、熱水瓶、藥材、豬油、鹽巴、被單、枕頭套、膠鞋、布料、熱水瓶、腳踏車，以及貴重的玉石、紅寶、柚木等。

一位玉石商人曾如此形容緬甸：「賣米不合法，賣鹽不合法，賣什麼都不合法，那還可以做什麼？只能走私啊。」這些國家法律不認可的交易，一般被稱為「非法走私」；然而張雯勤認為，用「影子經濟」（shadow economy）或「非正式經濟」（informal economy），更能理解在國家治理視角之外，邊民們為了生存，遊走穿梭邊境的自主貿易。

無論國界是否封鎖、政治角力如何劇烈，平民百姓手無寸鐵，唯能在檯面下運用常民強韌的生存力量，對抗突破國家政體的限制。

大起大落的血淚玉石夢

在跨境貿易經濟鏈裡，普通人民、不同的叛軍武裝團體、政府官員、軍隊等，都共同參與這個地下商業活動。執法者也是違法者，合法與非法關係錯綜交織。

緬甸最著名的玉石貿易，亦是如此。緬甸玉石開挖已有數百年，過去挖玉石叫「挖洞子」。依照傳統，找到未被開採之處，插個樹枝示意為有主之地，就能以簡單的器具挖掘。

玉石產於克欽邦，是叛軍的勢力範圍，在尼溫主政的社會主義時期（1962-1988），雖然政府禁止私人開採，人民依舊冒險盜採。但緬軍和叛軍經常開打，挖掘玉石非常危險。到了 1990 年代初，緬軍和叛軍和談後，由政府接手管轄玉石場，商人必須向政府標地開挖，挖到玉石後上稅，再經過公盤買賣。不過，地下交易走私仍未消失。

窮人沒錢參與標案，常常聚在玉石場，一等商家把廢棄石頭倒出便蜂擁而上，幸運的或許就能找到被錯過的玉石。但採石如同賭命，由石頭堆起的「山」極不穩固，經常崩塌，傷亡慘重。張雯勤回憶看過的「山崩」影片，滿心不忍地感嘆：「在那麼不安全的社會，你得要用生命去營生。」

在玉石貿易網絡研究上，張雯勤打破既有華人關係研究的迷思，這些迷思強調華商成功源於人際關係的信任、忠誠、和諧。但她切入日常政治與法律層面，指出商貿網絡中組織性層次及規範，並藉由這個研究，提出跨越國家疆界、法律，從地區特性、歷史情境去追踪民間跨境能動性。

沉默卻堅韌的邊境女人們

性別關係是張雯勤的另一主要課題。「女性移民經常被忽略，尤其是具有軍事背景的雲南移民團體，多數報導、研究只集中在軍事與走私活動，婦女如何在不斷遷移的過程中，扮演日常生活實際供養者與文化意義延續者，卻被視而不見。」

論文中，張雯勤以一位段大嬸的生命故事，爬梳冷戰時期在紛亂的泰緬邊區，女性如何因應複雜的政治軍事生態。她們一方面穩定了家中的經濟，又成功支助男性出外打仗或跑馬幫過程所需的定點補充。論文處理了馬店與雜貨店的經營──這是雲南移民婦女在長程馬幫貿易上，不被看見的經濟角色。

2010 年，張雯勤到泰北邊境的村子田調，剛巧就住進了段大嬸媳婦開的民宿。幾日的停留，張雯勤與段大嬸一起剝著大蒜，聽著她的生命故事。

段大嬸是雲南漢人，少時與家人隨國民黨軍隊輾轉逃往緬甸、泰國。她結過兩次婚，都是部隊軍人，也都早早離世，留她一人流離遷徙，獨力撫養孩子。沒了丈夫，一個女人在邊境村落要靠自己謀生立足，艱辛可想而知。還好段大嬸很有生意頭腦，她買騾馬馱運貨物到少數民族村販賣，後來又開起了馬店和雜貨店，接待往返泰緬的馬幫商隊。

但邊境的生活永遠充滿挑戰，一遇戰事，門來不及鎖就得逃命。有一次戰事又突然爆發，當時下著傾盆大雨，段大嬸抓了雨衣就逃，沿路頭上是盤旋的飛機，身旁是落下的子彈。幾天後，當她再返家才發現鋪子裡的東西全被軍人拿走了。但別說財物，在那樣混亂的時代裡，平民百姓只能在縫隙裡拚命求生，活下來已是大幸。

邊境村子如同段大嬸這樣的女人很多。男人無論做了什麼、數年未歸，只要回家，女人還是必須接納他們。傳統性別的限制與突破，就如同邊境日常的曖昧與多重性。

因為環境險惡，性別限制得以被打破，女性在輾轉遷徙中獲得更多自由與賦權空間，但並不代表她們能完全擺脫傳統框架。

投入田野近三十年，張雯勤以人類學為根基，結合歷史學的深度，進行跨國界多點的田野研究。她從邊境百姓的遷徙著手，透過「非正式」的邊境貿易，梳理跨境流動的曖昧與多重性。

她的研究瓦解了「合法」與「非法」之間的界限，突破由國家法律先行的刻板印象，並提出「跨境民間」的概念，來理解這個區域不曾中斷的民間跨界與流動。

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