是的,這部影片的內容跟海報一樣,就是這三位黑人女性的故事。這部電影的主軸,就是以人類第一次環繞地球的太空壯舉為背景,敘述三位NASA黑人數學家的心路歷程。

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人類執著地追求永恆,熱情驅使我們奔向星空。然而,人類卻被地球的引力深深禁錮。希臘神話時代的伊卡魯斯,或是東方唐朝盛世的李白,都有「欲上青天攬明月」的情懷。西元1687年,牛頓發表了科學史上最霸氣的著作《自然哲學的數學原理》,從此奠定了物理學基礎,人類知道了天體運動的原理,但是能夠離開地球表面,卻是三百年後的事情。

火箭淵源

火箭,最早的紀錄出現在中國宋代,顧名思義,是利用火藥當做推進動力的箭矢,在宋代主要當作娛樂,例如煙火。真正具有軍事用途的火箭出現在元朝,火藥也隨著蒙古西征,傳入歐洲大陸。20世紀初,因為科幻小說的流行,間接推動了火箭推進技術的研究。1920年代開始,世界各國開始出現火箭相關的研究團體。西元1926年美國科學家羅勃.戈達德成功發射人類史上第一個液態火箭,雖然當時的火箭只能離地將近三公里,比當時的飛機還遜色,卻開啟人類探索宇宙的大門。戈達德終其一生都無法研製出真正能夠離開地球大氣層的火箭,但是相關研究卻在其他國家有意外的發展。為了紀念他開創性的研究,美國太空總署成立之後,第一個研究中心就是以他的名字命名。

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一次世界大戰結束,由於凡爾賽條約火炮禁令,限制了德國的長程武器,促使德國政府開始有計劃地資助火箭研究,其中最成功的也最聲名狼藉的成果,就是大名鼎鼎的V-1和V-2火箭。字母V就是德文Vergeltungswaffe的縮寫,意思是「復仇武器」。顧名思義,就是要報德國在一次大戰之仇。在二戰末期,德國總共對同盟國發射了一萬八千多枚火箭,造成了重大的傷亡。雖然無法扭轉戰局,但是美國和蘇聯在戰後卻繼承了德國的火箭研究,在V-2火箭的基礎上,開展了軍備競賽。無論是美國還是蘇聯,將太空人送上太空的火箭,都是根基於德國V-2火箭的開發經驗。

太空競賽

根據牛頓定律,一個太空船要成功繞行地球,運動速率必須介於每秒7.9公里和每秒11.2公里之間。如果沒辦法達到,太空船到達一定高度之後,就會落回地球表面。如果超過,太空船就會離開地球的引力範圍,在太陽系永遠漂流。當時蘇聯和美國,已經成功地將人造衛星送入地球軌道。美蘇兩國的火箭科技大多來自德國,所以發展的步調幾乎相同。1960年12月9日,美國第一個載人太空船自由七號已經待命升空,但是因為後續準備工作的延誤。讓蘇聯領先美國,首先在1961年4月,把加加林送入太空環繞地球一週。同年5月,美國太空人雪帕德成為史上第二名太空人。但是,載人太空任務真正的挑戰是能夠進入太空,環繞地球,並且在正確的時機返回地球,這才是真正高難度的太空探索,這就是美國「水星計畫」的目標。(延伸閱讀▶美太空先驅葛倫辭世,享耆壽95歲

為了達成這個看似不可能的任務,美國集結了最頂尖的人才,一心一意要在太空競賽中領先。當時美國用來進行水星計畫的兩種主要載具「紅石載運火箭」和「擎天神火箭」都不是專門為了太空探索用而開發的火箭,「紅石載運火箭」改良自紅石飛彈,主要以V-2火箭作為技術核心。「擎天神火箭」則是來自於美國第一個洲際彈道飛彈,這就是為什麼電影中太空人對載人太空任務心存懷疑,講實在一點,太空人是要坐在飛彈改裝的火箭裡面上太空呢!另外,擎天神火箭美國的太空事業中扮演很重要的角色,我們現在熟知的「全球定位系統GPS」衛星,是由擎天神火箭發射升空,而2015年飛越冥王星的新視野號,就是2005年由擎天神5號火箭發射升空。(延伸閱讀▶新視野號發回最清晰冥王星照片

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為了把太空人送進太空,然後精確地在預定的位置返航,軌道的計算必須正確無誤,當時電腦還不普及,一切必須依賴人腦的運算,但是這些訓練有素的數學家們也不是只有紙跟筆,他們還可以利用計算尺、厚厚的函數表和笨重的機械式計算機。另一方面,1960年代正好是電腦世代的初期,當時的電腦不僅需要很大的空間,計算能力也相當有限,當時眾人對電腦計算結果的不確定感,就像現在人們對於人工智慧的看法一樣,既期待又怕受傷害。為了要駕馭電腦,當時的工程人員必須學習程式語言,而人類歷史上第一個高階程式語言「福傳FORTRAN」就是為了滿足當時的計算需求而開發出來,FORTRAN取自Formula Tranlation,意指「公式轉換」。今天我們手上拿的行動電話,計算能力和樣貌都已經遠遠超過當時的電腦,而當時發展出來的程式語言卻變化不大,從1957年問世至今,已經六十個年頭,福傳語言仍然是從事科學計算的重要工具。這個程式語言,就是電影主角桃樂絲積極學習的新技能。

非裔女科學家崛起

這部影片最重要的啟示,當然是女性,尤其是少數族裔的女性在職場的弱勢和旁人的歧視。整部影片利用「太空探索」這個主題,點出這幾位女性面對不利環境的奮鬥,尤其是種族歧視仍烈的60年代。這三位女性科學家,利用自己的專業,勇敢地爭取屬於自己的地位,其中凱薩琳更於2015年獲得美國公民的最高榮譽「總統自由勳章」。

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另外,這整部片的預算大約是2500萬美元,在好萊塢算是小品的製作,而目前票房總收入已經遠遠超過成本,是一部賺錢的影片。可見得,只要能說好故事,觀眾絕對願意買單。對於科學普及來說,一部敘事優美的電影,的確勝過千言萬語,還有數十篇的科普文章。面對台灣影視環境的寒冬,不如思考一下,台灣一定也有許多隱藏人物,在各行各業的關鍵少數,真心期待未來能有一部影片,由台灣的導演,台灣的團隊,告訴我們第一位台灣女 _____(開放填空)的故事。

最後,我想用美國總統甘乃迪的名言當做結尾。這句話,是科學家心底永恆的信念。所有科學史上偉大的發現,都很困難,因為容易的大家都做完了。成功的領導如是,科學研究也當如是!

「我們選擇在十年之內登陸月球,不是因為這很簡單,而是因為這很困難!因為我們願意接受,因為我們不願意延期,一心戰勝這樣的挑戰!」—美國總統甘乃迪,1962年於Rice大學

撰文:顏吉鴻(中央研究院天文及天文物理研究所)
圖片提供:二十世紀福斯影片公司