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什麼是重力波?又該如何觀測與計算呢?——《科學月刊》

科學月刊_96
・2016/02/11 ・5887字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 592 ・九年級

林俊鈺/國研院高速網路與計算中心副研究員,協助推廣產學界的高速計算應用。研究興趣為平行計算與天文物理。

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Source: shutterstock

重力,是生活中最熟悉的基本作用力,也是科學革命的起源之一。自16 世紀以來,科學家如哥白尼、布拉赫、伽利略、克卜勒等人,從天體軌道的觀測歸納出行星運動的規律與太陽系的樣貌,並且在牛頓的《自然哲學的數學原理》中精簡成三大運動定律與萬有引力定律,影響了往後約兩百年的科學思想。

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《自然哲學的數學原理》Source: Wiki

1915 年,愛因斯坦的廣義相對論,對強重力下的牛頓理論做了修正,並成功解釋水星軌道偏移(進動)(參考動畫)與牛頓理論所預測的差異。這每一世紀僅僅43 角秒的微小偏移,代表兩個理論對時空本質截然不同的解釋。重力被重新詮釋成質量彎曲時空的結果,所造成的現象如時間延遲、光線偏折或是重力造成的頻率偏移等,已在過去一個世紀中太陽系內的各種精密實驗得到證實。我們日常生活中所依賴的全球定位系統,也利用廣義相對論進行修正,以抵銷高度約兩萬公里的衛星與地面的時間差。

何謂重力波?

廣義相對論發表的隔年,愛因斯坦發現弱重力場近似下的場方程式具有波動特性:就如同電荷的加速會輻射出電磁波,質量的加速也會輻射出重力波,並以光速傳遞重力場的能量、動量與角動量。

所謂的重力波,即是「時空曲率」以波的形式向外傳播的擾動。時空曲率是引力的來源,當光線經過質量較大的星球時,會造成光線路徑的彎曲。質量越大,所造成的曲率也越大。時空曲率也會影響長度或角度等幾何性質的變化,而長度變化比率正比於重力波的振幅。任何非對稱的質量分布變化(精確地說,是質量的四極矩變化:以橄欖球為例,沿著長軸轉動並不會產生重力波,但沿著其他軸轉動則會)都會產生重力波,例如旋轉的中子星、或其他緻密星體如黑洞的互繞與碰撞、超新星爆炸、甚至是宇宙誕生的大爆炸,都會產生如漣漪般的時空曲率波動,並傳遞至地球造成微小的長度變化。

重力效應無法藉由單顆粒子的運動來測量,因為我們無法區分局部重力與加速下的慣性力兩者間的差別,如:電梯上升瞬間的加速度,就像重力一般會使人感覺變重(即等效原理)。真正可觀測的效應是潮汐力,即物體因重力,而感受到垂直兩方向的收縮及擴張,就好像地表海水受月球影響在不同處形成的漲潮與退潮。

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假設有一平面重力波穿出紙面以z 軸傳遞,潮汐力會使下圖環形排列的測試質量分別在垂直與水平方向擴張與壓縮,兩個偏振方向差別45 度。但它的效應實際上十分微弱,比如在室女座星系團的雙中子星碰撞產生的重力波,經過四千五百萬光年傳遞到地球的振幅──僅10-20 量級,也就是每公里的長度改變只有原子核尺度的百分之一。而人為造成的重力波更小了,愛因斯坦方程式的非線性性質也讓近距離的重力波定義不那麼明確。

環形排列的測試質量受不同偏振方向之重力波下的影響。 (Wm. Robert Johnston)
環形排列的測試質量受不同偏振方向之重力波下的影響。 (Wm. Robert Johnston)

如何觀測重力波?

重力波是否只是單純的座標變換假象?愛因斯坦也曾懷疑重力波是否可能被觀測到。重力波存在的間接證據,在80 年代以後才逐漸明朗,並於脈衝雙星軌道週期的觀測中被證實。不過早在60 年代起,馬里蘭大學的韋伯(Joseph Weber)就開始嘗試觀測重力波。他所製作的探測器是一個兩公尺長,直徑一公尺的鋁製圓柱,共振頻率約在1660 Hz,表面的壓電材料會因重力波通過而形變並產生電流。韋伯準備了兩個相距約一千公里的相同偵測器以排除局部區域的雜訊,並宣稱觀測到來自銀河系中心的重力波。然而,此實驗引起相當多爭議,現今也認為當時的靈敏度並不足以觀測到訊號,但韋伯啟發了後來的重力波探測。韋伯的共振型探測器的頻寬較窄為其致命傷。所以自60 年代開始,包含韋伯本人的科學家,開始思考利用麥克遜干涉儀來測量重力波所造成的潮汐力。

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雷射干涉儀重力波探測器示意圖。 Source: Yinweichen

干涉儀利用雷射光的相位干涉來測量微小距離變化:如上圖,穩定的雷射光經由分束器分為兩束,並分別在兩測試質量(反射鏡)間所形成的光學共振腔(光儲存臂)中來回數百次後,沿原路回到分束器合併,並產生干涉條紋。共振腔可使光程增加數百倍並提高靈敏度。當重力波經過時,干涉儀兩臂的長度改變就會造成干涉條紋變化。大型雷射干涉儀的規模遠比共振圓柱探測器宏大,無論建置或運作都涉及龐大團隊,所以在70 年代末期,科學家開始從數十公尺的小型干涉儀測試所需的技術。90 年代起,開始規劃公里等級的地面大型重力波雷射干涉儀。

目前運作中的第一代重力波干涉儀網路包括美國華盛頓與路易西安那的兩座偵測器LIGO、義大利的Virgo、德國的GEO600、日本的TAMA300。由於宇宙中的重力波波源及波長通常遠大於公里尺度的干涉儀,因此單座干涉儀的方位解析度很低,干涉儀網路除了能消除局部區域雜訊以增加信號可信度外,也強化了定位能力。第一代干涉儀網路可定位波源方向約十幾度的解析度;相比之下,電磁波的觀測動輒能達到角秒以下的解析度。

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美國華盛頓重力波偵測器:LIGO。 Source: 左(Keenan Pepper)、中(Dmitry Alexeenko)、右(DmitryAlexeenko)

預計2015 年底後,第二代重力波干涉儀將陸續運作,以觀測十到十萬赫茲範圍的重力波。除了第一代成員的升級,印度的IndIGO 也將加入,方位解析度也可提高。它們的靈敏度與觀測半徑約是第一代的十倍,也就是一千倍的觀測範圍與機率,可偵測十億光年內的雙中子星碰撞,或更遠的黑洞碰撞,遠遠超過我們所處的超星系團。歐洲太空總署也預計在十年內,將三艘太空船組成的大型雷射干涉儀eLISA 送入地球公轉軌道,以探索更低頻的重力波,約是地面干涉儀頻段的萬分之一。

自21 世紀初以來,雖然尚未直接觀測到重力波,但技術上確實可在各種內外的震動、熱擾動、以及雷射光的量子擾動下,測量遠小於原子核尺度的長度變化。目前的結果也提供了重力波的相關訊息:例如,脈衝星的自旋減慢速度、黑洞或中子星雙星系統的發生機率、重力波背景輻射(來自於早期宇宙的原始重力波、或是銀河系內許多鄰近白矮星碰撞所造成的重力波總和)的強度上限。

重力波計算

為了實際將重力波應用到未來的天文學上,針對緻密雙星如黑洞或中子星的互繞與碰撞所產生的連續重力波訊號,科學家必須先建立不同波源及參數的波形,作為匹配濾波(matched filtering)的模板,與觀測信號逐一比對,以擷取出波源質量、自旋、自轉周期、軌道面及方位等訊息。就像指紋比對或是潛艇利用聲紋資料庫比對來判斷敵艦。

黑洞可說是廣義相對論中最神祕的部分,卻是個沒有內部結構的單純物體,只需要質量、角動量與電荷三個參數即可描述,而且它們的動力學僅牽涉時空的演化。實際的黑洞周遭多半會圍繞著星際電漿等物質,並且伴隨吸積過程產生各種電磁輻射,增加了建立數學模型的困難。相比於牛頓雙體運動的圓錐曲線解析解,雙黑洞演化——最簡單的廣義相對論雙體運動,也倚賴愛因斯坦方程式的數值計算,特別是中段的融合波形,直到2005 年才首度被計算出來。

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雙黑洞與吸積盤的演化模擬。從上到下顯示雙黑洞從開始脫離吸積盤後旋入到融合的過程,可以清楚觀察各別的黑洞磁場集中至兩極形成噴流並合併成一條。  Source: Roman Gold et al. in arXiv:1312.0600 and arXiv:1410.1543

雙黑洞演化會以近乎圓形軌道互繞旋入(Inspiral)、碰撞融合(merger)、最後趨於穩定(Ringdown),過程中的重力波頻率逐漸上升,每互繞一圈並產生出兩個周期的重力波。當雙黑洞距離夠遠時,互繞的速度遠小於光速,軌道半徑因微弱的重力輻射逐漸縮小;到了臨界距離,約為事件視界(event horizon,可視為黑洞的邊界,任何訊息,包括光,一旦進入就無法逃出,完全獨立於視界外的觀察者)半徑的八倍時,黑洞接近光速,強大潮汐力使雙黑洞傾刻間撕裂崩潰並碰撞融合成單一黑洞,產生最強的重力波;最後,融合後的黑洞震盪並逐漸靜默成為靜態黑洞,此時的頻率約為反比於質量的自然振動頻率。整個過程大約損失10%以下的質量轉變成重力波輻射。一個十倍太陽質量的黑洞雙星臨界距離約為兩百公里,融合過程只需數百毫秒。

數值相對論

模擬非線性愛因斯坦方程式衍生出一門新興學科:數值相對論。計算上的首要問題是,如何在形式上為四維的愛因斯坦方程式中,解讀出空間與時間概念?畢竟自1905 年的狹義相對論後,物理定律都可用四維張量(可以想像成具有多個方向的向量)表示,使得慣性座標下的物理定律都具有一樣的形式:物理現象雖看似不同,但在各個平移、轉動及等速座標系間皆有確定的(羅倫茲)轉換關係(就好像在非相對論的日常經驗下,我們用向量來描述物體運動並熟悉它的轉換,因此在雨中奔跑時,預期垂直下落的雨滴會迎面而來一般)。更遑論廣義相對論下,每一點都可以有不同的慣性座標,使得時間與空間的概念更糾纏不清。

經過了近半個世紀後,形式上四維的愛因斯坦方程式終於被拆解成較明確的三維空間的演化方程。在分解表示下,四維時空可被任意地「切」成三維空間的堆砌,不同的切法是由四個參數來描述,分別代表相鄰切片的時間與空間平移。一旦知道某初始切片的三維內稟曲率(只依賴於切片上的幾何性質,例如三角形的內角和,而不依賴於它如何鑲嵌在四維時空)以及「速度」(也就是三維切片的外賦曲率,描述該曲面如何鑲嵌在四維內。例如,將一張紙捲曲成圓柱狀,即使在三維空間看起來,二維紙面的法向量呈現發散狀──外賦曲率增加,但對於紙面上的螞蟻而言,它們所畫出的三角形內角和為180 度,內稟曲率仍為零),並設定相鄰切片的四個參數,愛因斯坦方程式就能決定接下來的演化結果。無論怎麼切,拼湊起來都可重建成相同的四維時空。這也意味著座標只是一種標記,不會影響到原本的幾何性質。以一條白吐司的三維空間為例,可以選擇漂亮地切成每一片寬度相同的二維片,也可以切得歪七扭八,但拼湊起來都會重建成相同幾何性質的三維白吐司。

在過去,即使是最簡單的單黑洞計算模擬也非常不穩定,對於十倍太陽質量的單一靜態黑洞系統的預測尚不及半秒鐘,就好像只能預測下一秒鐘的氣象預報是沒有意義的。人們逐漸了解這並不是數值方法的問題,而是演化方程式本身的不穩定,使得在有限位數的電腦計算中,微小誤差迅速地以指數成長並破壞計算結果。

1995 年後,日本與美國的物理學家分別以數學上等價的演化方程式解決了不穩定的問題,搭配上適當的時空切片,之後的發展豁然開朗。第一個完整的雙黑洞旋入碰撞融合波形在2005 年分別由加州理工學院、美國太空總署與德州大學三個研究群發表。現在的科學家已有能力以數百台電腦進行長時間的黑洞或中子星模擬。目前的趨勢是考慮更實際的相對論電磁流體問題,如吸積盤與噴流、中子星黑洞演化、超新星爆炸過程等。

數值相對論在重力波觀測上扮演獨特的角色,因為它是唯一可計算出複雜天體過程及其完整重力波的工具。未來,這些精確波形將作為波形模板,與重力波干涉儀的觀測做交叉比對以獲取波源性質。隨著觀測靈敏度增加,就需要更準確的模擬波形。數量也是挑戰之一,例如雙黑洞波形就至少包含七個參數,如質量比、自旋等,即使每個維度只取十個代表點,波形模板數量也很驚人,因此除了資料的降維技術等其它近似方法,龐大計算量不可避免,模板數量需求甚至可達百萬數量級。如果考慮更複雜的中子星系統,包含電磁場、微中子傳輸方程、輻射傳輸等熱效應,參數空間更大。

模擬與觀測

從2006 年起,模擬與資料分析團隊逐漸建立起共同語言,並在2009 年後,開始正視理論或數值波形在重力波干涉儀觀測中扮演的角色,此時全球的重力波干涉儀觀測已進行一段時間了,並且LIGO 正起動第六次的運行。在這一次運作中,觀測團隊祕密地將一個模擬重力波訊號「注入」到干涉儀網路中,人為製造反射鏡的移動以產生假信號,來測試資料分析團隊是否可將該信號找出來。結果不負眾望,他們獨立地發現了這個模擬的雙黑洞碰撞訊號,並且通知合作的天文台關注該天區接下來的發展。未來的模擬將朝向最極端天文現象的分析。以「伽瑪射線爆」為例,吸積物質、磁場與重力的交互作用會產生高能量光子與可觀測的電磁訊號,例如電子加速形成的同步輻射,或是光子與原子碰撞產生逆康普敦散射而獲得的能量。

最近2011 年的模擬中,科學家首次計算出兩個直徑約十幾公里的中子星碰撞融合成黑洞,並產生噴流的過程。在融合後的瞬間,磁場從一團混亂的炙熱物質中逐漸增加至地球磁場的一千兆倍,並且向兩極形成類似漏斗的狹窄通道,形成高能量噴流。在雙黑洞模擬中也出現類似的噴流。這些噴流或電磁輻射與重力波形成的時間及強度關係,都是理解未知天文過程以及增加重力波觀測的機會。

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耗時將近兩個月的中子星碰撞模擬。在這個歷時不到30 毫秒的炫麗過程,顯示中子星融合並形成黑洞後的瞬間,以白色線條表示的磁場迅速增強自並從兩極延伸出去。 Source: M. Koppitz and L. Rezzolla from NASA/AEI/ZIB

高能天文物理現象,往往伴隨著物質與強重力場的相互作用,因此仰賴廣義相對論扮演探索未知宇宙的嚮導;另一方面,深空的觀測也同時檢驗著這些基本理論。未來的天文學將結合重力波觀測以及近來的宇宙線或微中子觀測,開啟探索宇宙的另一扇窗,讓我們一窺宇宙深處,帶來新的驚奇。近一個世紀的重力波理論,在經歷近半個世紀的觀測實驗後,也將有希望在下階段的大型觀測中獲得直接證實。

延伸閱讀:

  1. Kip S. T., Black Holes and Time Warps: Einstein’s Outrageous Legacy, 1995.
  2. Sathyaprakash, B. S., Schutz, B. F., Physics, Astrophysics and Cosmology with Gravitational Waves, 2009.
  3. Centrella, J. M. et al., Black-hole binaries, gravitational waves, and numerical relativity, Rev. Mod. Phys., Vol. 82:3069, 2010.

1234〈本文選自《科學月刊》2015年8月號〉

延伸閱讀:
愛因斯坦與廣義相對論的誕生
時間起源與量子重力

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血玉石、罌粟花與地下走私——這是「中緬泰」邊境百姓的日常

研之有物│中央研究院_96
・2021/09/13 ・6266字 ・閱讀時間約 13 分鐘

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 採訪撰文|姜雯
  • 美術設計|林洵安

孤軍以外的邊境研究

1949 年,一群國民黨軍隊從雲南撤退至緬甸、泰北,成為英勇反共的「孤軍」。但在異域孤軍的故事外,有更多平凡百姓為求謀生,穿梭遊走在雲南、緬甸、泰國的邊境國界,他們的聲音鮮少被聽見。「研之有物」專訪中研院人文社會科學研究中心張雯勤研究員,多年來她循著這些「雲南移民」的足跡穿梭中泰緬城鎮,探究邊境人們獨特的生命故事與面對困境的能動性。

邊境百姓的日常:玉石、毒品與地下走私

在網路上幾乎找不到張雯勤的照片,她的研究也多以英文書寫。「用英文可以讓國際看見這些故事,另一個因素是保護我自己。」

何以需要這樣的保護?

張雯勤做的是「邊境研究」,她長年從事的人類學田野場域,北起中國雲南,向下延伸至緬北,再一路至泰北──這是一片廣闊、複雜且危機重重的邊境地域。

這裡有 1949 年以後從雲南撤退至此的國民黨孤軍村落,也有隨著政治情勢、經濟生計頻繁遷徙的平民百姓,盤根錯節的武裝叛軍勢力,數百年往返滇緬的馬幫貿易,玉石、毒品、物資的地下走私。

張雯勤踏入田野至今已有 27 年。她的研究從泰北孤軍,延伸到雲南移民的遷徙、跨境貿易,以及對於人類學更重要的主題——邊境百姓的日常生活。過去,學界焦點集中在邊區的國家政治治理,但作為人類學家,「日常」有其獨特深刻的意義。

邊境研究在社會學科裡相對冷門,張雯勤透露,剛開始投稿國際期刊,編輯曾誤以為她是男性。

「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。

右上圖,瑞麗、洋人街、臘戌等是中緬邊境城鎮,跨境貿易和移動頻繁。右下圖,1950 年初國民黨部隊從雲南敗退後,進入緬甸撣邦、抵達大其力,後來在撣邦勐撒成立了「雲南反共救國軍」。1992 年,張雯勤從清邁偶然到了泰北的 Tha Ton,自此展開她的邊境田野研究。圖/研之有物

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。

盛開的罌粟花田,景色至美。罌粟是鎮靜劑的原料,提煉後可製成鴉片、海洛因、嗎啡,泰國、緬甸、寮國過去為產地,曾被稱為金三角地帶。圖/張雯勤

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。

雲南、緬北多高山,自古商隊便常以騾馬進行長程跨境貿易。在歷史上,雲南人一直往來高地東南亞一帶。這個區域在太平時期提供長程貿易的機會,家鄉動亂之際,更成為避難處所。因緣於他們的流動性,幾個世紀以來,雲南人在高地東南亞已建立許多移民社群與跨境網絡。圖/張雯勤
過往馬幫商隊騾馬身上的騾鈴。圖/研之有物

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。」

臘戌的摩托車市集。市集裡除了販賣走私摩托車,還有販賣偽造車牌的攤位。圖/張雯勤
緬甸市集販售的「自製車牌」。圖/研之有物

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。

緬甸翡翠玉石聞名世界,貴重的翡翠藏在石頭內,剖開石頭前,都懷有一絲發財夢。但玉石礦場不時傳出崩塌新聞,無數人魂斷礦區,導演趙德胤拍攝的電影《挖玉石的人》、《翡翠之城》,便真實呈現當地人冒險挖石的血淚情境。圖/張雯勤

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。

張雯勤指著地圖,說明段大嬸的流離遷徙路線,她解釋:「段大嬸的故事呈現了雲南移民婦女過去不被看見的經濟能動性,尤其是在泰緬邊區長程貿易中的重要角色,這是以往在馬幫經濟文化研究從來沒有被討論的。」圖/研之有物

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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研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook
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