【未解之谜，元气元炁的玄学！】
[蜡烛]天眼查事化解 道医雷法赐福 通灵卦神转运[蜡烛]
一、何谓“元炁”
“元炁”，是中国古代的哲学概念，指产生和构成天地万物的原始物质。元，通“原”,“始也”（《说文》），指天地万物之本原。在中国古代哲学史上，元气学说是人们认识自然的世界观，其产生可追溯至老子之"道”，基本形成于战因时期宋钅开尹文的“精气说”（即“气一元论”)，发展干东汉末年王充的“元气自然论”及北宋张载所倡之“元气本体论”。元气学说以元气作为构成世界的基本物质，以元气的运动变化来解释宇宙万物的生成、发展、变化、消亡等现象。这种朴素的唯物主义哲学思想，在中国古代哲学史上占有极重要的地位，并对门然科学的发展产生了深刻的影响。
元气学说作为一种自然观，是对整个物质世界的总体认识。因为人的生命活动是物质运动的一种特殊形态，故元气学说在对人地万物的生成和各种自然现象作唯物主义解释的同时，还对人类生命的起源以及有关生理现象提出了朴素的见解。基于元气学说的对人类生命的认识，即是“元气论”。元气论对中医学、气功学理论体系的形成和发展，都产生了极大的促进作用。
二、人体先天元气
人身元气又你“原气”、“真气”，是存在于体内惟动生命活动的本原物质。《难经?八难》说：“气者，人之根本也，根绝则茎叶枯矣”，此即指元气而言，故元气广义义简称为“气”。
《灵枢?刺节真邪》说：“真气者，所受于天，与谷气并而允身者也”，此气源于先天而养于后天，但狭义又专指禀受父母的先天之气。在古典气功文献中，常把此“气”字写作“炁”，以示与后天之“气”的区别。
三、元气是天地自然的物质基础
元气论认为，元气是人的生命与天地自然统一的物质基础，“大人生厂地，悬命于天，天地合气，命之曰人”(《素问?宝命全形论》）;元气也是生命之源泉，“人之生，气之聚也，聚则为生，散则为死”（《庄子?知北游》）;生命活动过程，即是元气的消长变化及升降出入运动。“人之生此由乎气”（景岳全书》）,“出入废则神机化灭，升降息则气立孤危”(《素问?六微旨大论》）。
由此可见，元气的盛衰聚散及运行正常与否，直接关系着人的生老病死。元气充足、运行正常。是人体健康的保障;元气不足或气机失调，则为致病之因，故有“百病皆生于气”、“元气虚为致病之本”之说。因此防病治病也应以调护元气为本，善养生者更应正视护养此气。
故张介宾说：“盖天地万物皆由气化，气存数亦存，气尽数亦尽，所以生者由乎此，所以死者亦由乎此。此气不可不宝，能宝其气，则延年之道也”（《类经?运气类》）。
四、诸病所生之由
元气藏之于肾而化生元精，系于命门而为肾间动气，其变化为用，一分为二而为元阴、元阳，实为性命之本、造化之机。元气虽藏之于下，而其用则布护周身，脏腑之机能全赖此气之运转，故徐灵胎说：“五脏有五脏之真精，此元气之分体者也。而其根本所在，即道经所谓丹田，《难经》所谓命门，《内经》所谓七节之劳有小心。阴阳阖辟存乎此，呼吸出入系乎此，无火而能令百体皆温，无水而能令五脏皆润，此中一线未绝，则生气一线末亡，皆赖此也”(《医学源流论》）。
元气之所行，与任督二脉关系至密。元气根之于肾而行于任督，故李时珍说:任督二脉，人身之子午也，此元气之所由生，真息之所由起"(《奇经八脉考》）。元气虽化生于先天父母之精，但必须有赖于后天水谷精气的充养，所以与脾胃又密切相关，故李东垣说：“脾胃之气无所伤，而后能滋养元气”;“脾胃之气既伤，而元气亦不能充，而诸病之所由生也”(《脾胃论》）：“脾胃既损，是真气元气败坏，促人之寿”(《内外伤辨惑论》）。
五、气功之“气”
气功学中所言元气，多指先天之“炁”。此“炁”形成于受胎之先，先天细细蕴蕴，生于无形，又谓“原始祖炁”，是推动胎儿内呼吸(潜气内转）的循环动力；在人出生后，即“炁落丹田”，成为启动脏腑经络功能活动的原动力，并司理后天呼吸之气、水谷之气、营卫之气、脏腑之气、经脉之气等。气功学中所指先天之“杰”是潜藏的内气，而后天之“气”则着重指形于呼吸之气(外呼吸)，故《入药镜》注：“藏则为惹，形则为气”。在人体，先天之“炁”与后天之“气”密不可分。出生后“炁落丹田”，为“呼吸之根”，人在进行呼吸活动时，“先天元始祖炁未尝不充溢其中。非后天之气，无以见先天一炁之流行;非先天之炁，无以为后天一气之主宰”(《入药镜》注)。内丹水中要求气贯丹田，即以后天之“气”接引先天之“炁”，发动任、督循环，以达到所谓“再立胎息”的效果。
《入药镜》听说：“先天惹，后天气，得之者，常如醉。”即指气功状态中二气混合，呼吸绵绵，任督循环，身心酣畅的自我体验。古代先贤通过几千年的实践证明，气功锻炼可以充实元气、调理气机，以达治病强身之目的，正如《素问?上古天真论》所说：“恬恢虚无，真气从之，精神内守，病安从来。”养生家们并以“元气论”为理论基础，在实践中逐渐总结出一整套行气、养气的方法和本式，以培补元气、调畅气机，有力地推动了气功学的发展。
六、科学未晓之谜
元气论是中国古代传统的生命观，对中医学、气功学理论体系的确立产生了深刻的影响，对其发展做出了巨大的贡献。但元气的实质百到现代科技高度发达的今天，仍是一个尚未完全揭晓的谜。
近年来有人对元气进行了一系列探讨和研究，如有人从控制论的角度，认为元气与信息同样具有传递、保存、交换的共同特征，人体通过元气的调控作用，以维持内环境及内外环境间的阴阳平衡:有人从“场”论角度，认为元气是一种“动态的生物场”，这种“场”非常活跃，虽看不见、摸不到，但其可产生感觉，能联系调节机体内外环境，以维持正常生理活动的协调;有人从能量的角度，提出“电子激发能假说”，认为激发态分子可通过共振转移，将激发能传给别的分子，这一过程就是所谓“行气”。
还有人认为，气是一种微粒流，其直径小于60±2微米，某些还带行正负电荷;辐射场摄影能提供内气的指标，说明内气存在于生命之中，并随着生命条件的转化而改变，电量辉光即是内气存在的表现。尽管日前对元气的研究还比较粗疏，很多问题尚有待深入，但实践证明，进一步探讨元气的实质，不仅是传统的中医学、气功学向现代化方向发展的重要突破口，对揭开人类生命的奥秘也具有深远的意义。
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一、何谓“元炁”
“元炁”，是中国古代的哲学概念，指产生和构成天地万物的原始物质。元，通“原”,“始也”（《说文》），指天地万物之本原。在中国古代哲学史上，元气学说是人们认识自然的世界观，其产生可追溯至老子之"道”，基本形成于战因时期宋钅开尹文的“精气说”（即“气一元论”)，发展干东汉末年王充的“元气自然论”及北宋张载所倡之“元气本体论”。元气学说以元气作为构成世界的基本物质，以元气的运动变化来解释宇宙万物的生成、发展、变化、消亡等现象。这种朴素的唯物主义哲学思想，在中国古代哲学史上占有极重要的地位，并对门然科学的发展产生了深刻的影响。
元气学说作为一种自然观，是对整个物质世界的总体认识。因为人的生命活动是物质运动的一种特殊形态，故元气学说在对人地万物的生成和各种自然现象作唯物主义解释的同时，还对人类生命的起源以及有关生理现象提出了朴素的见解。基于元气学说的对人类生命的认识，即是“元气论”。元气论对中医学、气功学理论体系的形成和发展，都产生了极大的促进作用。
二、人体先天元气
人身元气又你“原气”、“真气”，是存在于体内惟动生命活动的本原物质。《难经?八难》说：“气者，人之根本也，根绝则茎叶枯矣”，此即指元气而言，故元气广义义简称为“气”。
《灵枢?刺节真邪》说：“真气者，所受于天，与谷气并而允身者也”，此气源于先天而养于后天，但狭义又专指禀受父母的先天之气。在古典气功文献中，常把此“气”字写作“炁”，以示与后天之“气”的区别。
三、元气是天地自然的物质基础
元气论认为，元气是人的生命与天地自然统一的物质基础，“大人生厂地，悬命于天，天地合气，命之曰人”(《素问?宝命全形论》）;元气也是生命之源泉，“人之生，气之聚也，聚则为生，散则为死”（《庄子?知北游》）;生命活动过程，即是元气的消长变化及升降出入运动。“人之生此由乎气”（景岳全书》）,“出入废则神机化灭，升降息则气立孤危”(《素问?六微旨大论》）。
由此可见，元气的盛衰聚散及运行正常与否，直接关系着人的生老病死。元气充足、运行正常。是人体健康的保障;元气不足或气机失调，则为致病之因，故有“百病皆生于气”、“元气虚为致病之本”之说。因此防病治病也应以调护元气为本，善养生者更应正视护养此气。
故张介宾说：“盖天地万物皆由气化，气存数亦存，气尽数亦尽，所以生者由乎此，所以死者亦由乎此。此气不可不宝，能宝其气，则延年之道也”（《类经?运气类》）。
四、诸病所生之由
元气藏之于肾而化生元精，系于命门而为肾间动气，其变化为用，一分为二而为元阴、元阳，实为性命之本、造化之机。元气虽藏之于下，而其用则布护周身，脏腑之机能全赖此气之运转，故徐灵胎说：“五脏有五脏之真精，此元气之分体者也。而其根本所在，即道经所谓丹田，《难经》所谓命门，《内经》所谓七节之劳有小心。阴阳阖辟存乎此，呼吸出入系乎此，无火而能令百体皆温，无水而能令五脏皆润，此中一线未绝，则生气一线末亡，皆赖此也”(《医学源流论》）。
元气之所行，与任督二脉关系至密。元气根之于肾而行于任督，故李时珍说:任督二脉，人身之子午也，此元气之所由生，真息之所由起"(《奇经八脉考》）。元气虽化生于先天父母之精，但必须有赖于后天水谷精气的充养，所以与脾胃又密切相关，故李东垣说：“脾胃之气无所伤，而后能滋养元气”;“脾胃之气既伤，而元气亦不能充，而诸病之所由生也”(《脾胃论》）：“脾胃既损，是真气元气败坏，促人之寿”(《内外伤辨惑论》）。
五、气功之“气”
气功学中所言元气，多指先天之“炁”。此“炁”形成于受胎之先，先天细细蕴蕴，生于无形，又谓“原始祖炁”，是推动胎儿内呼吸(潜气内转）的循环动力；在人出生后，即“炁落丹田”，成为启动脏腑经络功能活动的原动力，并司理后天呼吸之气、水谷之气、营卫之气、脏腑之气、经脉之气等。气功学中所指先天之“杰”是潜藏的内气，而后天之“气”则着重指形于呼吸之气(外呼吸)，故《入药镜》注：“藏则为惹，形则为气”。在人体，先天之“炁”与后天之“气”密不可分。出生后“炁落丹田”，为“呼吸之根”，人在进行呼吸活动时，“先天元始祖炁未尝不充溢其中。非后天之气，无以见先天一炁之流行;非先天之炁，无以为后天一气之主宰”(《入药镜》注)。内丹水中要求气贯丹田，即以后天之“气”接引先天之“炁”，发动任、督循环，以达到所谓“再立胎息”的效果。
《入药镜》听说：“先天惹，后天气，得之者，常如醉。”即指气功状态中二气混合，呼吸绵绵，任督循环，身心酣畅的自我体验。古代先贤通过几千年的实践证明，气功锻炼可以充实元气、调理气机，以达治病强身之目的，正如《素问?上古天真论》所说：“恬恢虚无，真气从之，精神内守，病安从来。”养生家们并以“元气论”为理论基础，在实践中逐渐总结出一整套行气、养气的方法和本式，以培补元气、调畅气机，有力地推动了气功学的发展。
六、科学未晓之谜
元气论是中国古代传统的生命观，对中医学、气功学理论体系的确立产生了深刻的影响，对其发展做出了巨大的贡献。但元气的实质百到现代科技高度发达的今天，仍是一个尚未完全揭晓的谜。
近年来有人对元气进行了一系列探讨和研究，如有人从控制论的角度，认为元气与信息同样具有传递、保存、交换的共同特征，人体通过元气的调控作用，以维持内环境及内外环境间的阴阳平衡:有人从“场”论角度，认为元气是一种“动态的生物场”，这种“场”非常活跃，虽看不见、摸不到，但其可产生感觉，能联系调节机体内外环境，以维持正常生理活动的协调;有人从能量的角度，提出“电子激发能假说”，认为激发态分子可通过共振转移，将激发能传给别的分子，这一过程就是所谓“行气”。
还有人认为，气是一种微粒流，其直径小于60±2微米，某些还带行正负电荷;辐射场摄影能提供内气的指标，说明内气存在于生命之中，并随着生命条件的转化而改变，电量辉光即是内气存在的表现。尽管日前对元气的研究还比较粗疏，很多问题尚有待深入，但实践证明，进一步探讨元气的实质，不仅是传统的中医学、气功学向现代化方向发展的重要突破口，对揭开人类生命的奥秘也具有深远的意义。
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#黑洞是如何形成的# 黑洞偏振照片发布！中科院上海天文台深度参与研究「中国科普博览」
北京时间2021年3月24日晚10点，曾成功捕获人类有史以来首张黑洞照片的事件视界望远镜（EHT）合作组织，又为揭秘M87超大质量黑洞提供了一个崭新视角：它在偏振光下的影像（图1）。
图1.（上）偏振光下M87超大质量黑洞的图像，图中线条标记了偏振的方向，它与黑洞阴影周围的磁场有关。（图片版权：EHT合作组织）
偏振片只允许特定方向的偏振光通过。下面这个动画显示了黑洞偏振图像在通过一个偏振平面不断旋转的偏振片后的变化。（视频版权：EHT合作组织）
大家还记得2019年EHT发布的首张黑洞照片吗？
图2. 2019年EHT发布的首张黑洞照片（图片版权：EHT合作组织。）
对比下这两张照片，是不是这次的新照片看起来清晰度更高一些？难道是EHT升级了望远镜阵列，像手机升级摄像头一样，提高了像素？并非如此。我们看到的新照片，其实与首张黑洞照片来自于同一批成像观测，但是这张“照片”是通过处理偏振信号获得的，所以我们称之为“黑洞在偏振光下的影像”。
这是天文学家第一次在如此接近黑洞边缘处测得表征磁场特征的偏振信息。该结果对理解距离我们5500万光年的M87星系如何产生能量巨大的喷流十分关键。
那么，什么是偏振呢？让我们从头说起。
什么是电磁波的偏振？
偏振（也称极化）是横波的一种属性，指横波在与其传播方向垂直的平面内沿着某一特定方向振荡的性质。光是一种电磁波，由耦合振荡的电场和磁场组成，而电场和磁场的振荡方向总是互相垂直的。在自由空间里，电磁波是以横波方式传播，即电场与磁场又都垂直于电磁波的传播方向（图3，上）。按照常规，电磁波的“极化”方向指的是电场的振荡方向。
图3. （上）电磁波传播示意图。（下）非偏振的入射光经过线偏振片后成为线偏振光，再次经过四分之一波片之后变成（从接收端看）左旋圆偏振光。
如果电磁波的电场只在一个方向上振荡，则称为“线偏振”。若随着电磁波的传播，电场的振荡方向是以电磁波的波频率进行旋转，并且电场矢量的矢端随着时间勾绘出（椭）圆型，则称此电磁波为“（椭）圆偏振”；对于这两种情形，又可按照电场矢量旋转的方向分为“右旋（椭）圆偏振”和“左旋（椭）圆偏振”。
一般生活中的光，比如太阳光、白炽灯光等，振动在各个方向是均匀分布的，称为非偏振光。偏振光的产生可以通过多种方式实现，常见的方法是让非偏振光通过一个偏振片，只让沿着某特定方向偏振的光波通过。而线偏振光经过四分之一波片后可变为椭圆偏振光，并在特定角度下（当线偏振光的振荡方向与波片光轴方向成±45°时）变为圆偏振光（如图3,下图所示）。
为什么EHT能拍摄到黑洞边缘的偏振？
在射电天文领域，我们接收到的大部分天体信号是偏振光，例如黑洞产生的喷流，其射电波段的辐射对应的主要是相对论性电子（速度接近光速）在磁场中沿弧形轨道运动时所发出的光，专业名词称作同步加速辐射。
由于偏振辐射是个包含大小和方向的矢量，通常在小尺度致密区域探测到的偏振辐射比较明显，接近真实的情况，但若是没有足够的分辨本领探测这些区域内偏振辐射的话，观测到的偏振特征就会由于叠加效应而被削弱。
此外，由于不同致密区域的法拉第旋转等效应，即指在磁化介质中偏振的方向会发生旋转，会削弱偏振特征，也会造成在黑洞边缘区域难以探测到明显的偏振。值得注意的是，法拉第旋转效应所造成的偏振方向旋转的幅度跟波长的平方成正比，即波长越短，旋转幅度越不明显，其偏振的特征越不容易被削弱。
此次EHT能够拍摄到黑洞阴影周围的高分辨率偏振图像，主要归功于两点：一是EHT的高分辨本领，让科学家们能够分解开这些致密区域；二是观测波段在短毫米波段，从而大大削弱了法拉第旋转效应的影响。
怎样拍摄黑洞偏振图像？
此次获取的M87黑洞偏振图像与首张黑洞照片来自于同一次成像观测（Event Horizon Telescope collaboration et al. 2019）。EHT在为黑洞进行拍照观测时就充分考虑到了偏振成像（江悟等，2019），因此，在接收和记录电磁波信号时，已将能恢复电磁波偏振信息的两路正交偏振信号采集并记录了下来。
为了获取2019年4月10日宣布的首张黑洞照片（总强度图），需处理各个台站间相同偏振方向的互相关数据。而为了获得此次发布的偏振图像，则更加复杂，还需要对所有台站之间的交叉偏振信号进行处理，其中的难点在于对台站偏振参数进行校准。所谓台站偏振参数，指各个台站实际接收偏振信号时，原本期待接收两路“干净”的偏振信号，但实际上接收的其中一路偏振信号，难免会“掺杂”有另一路偏振的信号。
图4.本文作者及合作者于2019年7月15日至19日在位于德国波恩的马普射电天文研究所进行的EHT偏振校准工作会议期间合影。这次会议主要是针对M87偏振观测数据的校准及成像。（照片来源： E. Traianou/马普射电天文研究所。）
为了能及时对M87黑洞进行偏振成像，在首张黑洞照片发布后的第3个月，EHT合作组便在位于德国波恩的马普射电天文研究所举行了为期一周的主题为偏振校准及成像的工作会议（图4，上）。
如今回想起来，当时会议过程也是一波三折。由于一开始用预选的校准源来对M87的偏振数据进行校准测试，并没有得到预想的结果，大家都开始担心起来。直到会期中间，替换了另外的校准源，且直接用M87的观测数据本身做偏振校准，结果不同的小组利用不同方法都可以得到比较一致的初步结果（图4，下）。大家这才发现，由于预选的校准源偏振结构复杂，并不适合用作校准源。这时大家才放下心来。后来，又经过长期的工作和反复讨论，才最终敲定黑洞偏振图像的结果（Event Horizon Telescope collaboration et al. 2021a）。
偏振图像可以告诉我们什么？
EHT在事件视界尺度上对M87超大质量黑洞周围的偏振辐射进行的成像，可以用来探测黑洞附近磁场和等离子体的性质，从而理解黑洞如何“吞噬”物质并发出能量巨大的喷流（Event Horizon Telescope collaboration et al. 2021b）。
观测发现黑洞图像的线偏振度较低,表明偏振结构在比EHT的分辨本领更小的尺度上被扰乱，这或许是由黑洞周围辐射区域内局部的法拉第旋转所造成。同时，图1中的线条（偏振的方向）所展示的图案意味着该辐射区域存在有序的磁场结构。
通过与广义相对论磁流体动力学理论模拟生成的大量黑洞偏振图像的定量比较，研究团队发现，只有以强磁化气体为特征的理论模型才能解释在事件视界看到的情况并产生足够强的相对论性喷流。这些成功的模型可进一步推断M87中黑洞的物质吸积率的大小（即黑洞吞噬物质的快慢），即每千年吞噬0.3到2倍太阳质量的物质。这些结论大大加深了我们对黑洞周围物理环境的理解。
下一步和未来
从观测上直接接近黑洞的边缘，从而在几个史瓦西半径的尺度上不断探索黑洞周围的时空特性和物理过程，这代表着人类认识宇宙手段的一大突破。
然而，目前的EHT阵列中，望远镜数目仍然较少，基线覆盖还比较稀疏,尤其是，由于银心黑洞受到星际散射的影响以及相比目前成像所需时间（数个小时）要快得多的结构变化，成像并非易事。
鉴于此，EHT合作在M87黑洞首次成像后，提出了下一代EHT计划（即next generation EHT, ngEHT），计划在近10年内完成。ngEHT计划通过在地球上布设更多的亚毫米波望远镜、增加观测灵敏度及频率覆盖等来提升黑洞成像的质量并提供更多观测信息，尤其是要提升成像速度以进一步制作黑洞“动画” (Blackburn et al. 2019)。
同时，国际上也在探讨、预研空间亚毫米波阵列（Haworth et al. 2019），以此进一步提升黑洞成像的质量及效率。
由于地球的自转，东亚地区的台站将会是拍摄黑洞动画所需的成像接力中不可或缺的部分。目前，日韩等都已在积极致力于这一国际努力。例如，韩国目前正在平昌建设新的亚毫米波望远镜，有望在未来几年内加入EHT阵列。实际上，由于中国幅员辽阔并且存在优良的亚毫米波望远镜台址（如西部地区），若是在这些地区布设亚毫米波望远镜的话将会提供黑洞成像/摄像所需的独特基线覆盖。
如果说我们目前已经积极参与到黑洞成像这一国际合作项目的话（路如森等，2019），在黑洞成像/摄像开展得如火如荼的今天，笔者不禁思考：我国何时才能拥有一台真正属于自己的亚毫米波（VLBI）望远镜甚至一个阵列？
希望这一天离我们不太遥远。
#微博公开课# #微博新知博主#
北京时间2021年3月24日晚10点，曾成功捕获人类有史以来首张黑洞照片的事件视界望远镜（EHT）合作组织，又为揭秘M87超大质量黑洞提供了一个崭新视角：它在偏振光下的影像（图1）。
图1.（上）偏振光下M87超大质量黑洞的图像，图中线条标记了偏振的方向，它与黑洞阴影周围的磁场有关。（图片版权：EHT合作组织）
偏振片只允许特定方向的偏振光通过。下面这个动画显示了黑洞偏振图像在通过一个偏振平面不断旋转的偏振片后的变化。（视频版权：EHT合作组织）
大家还记得2019年EHT发布的首张黑洞照片吗？
图2. 2019年EHT发布的首张黑洞照片（图片版权：EHT合作组织。）
对比下这两张照片，是不是这次的新照片看起来清晰度更高一些？难道是EHT升级了望远镜阵列，像手机升级摄像头一样，提高了像素？并非如此。我们看到的新照片，其实与首张黑洞照片来自于同一批成像观测，但是这张“照片”是通过处理偏振信号获得的，所以我们称之为“黑洞在偏振光下的影像”。
这是天文学家第一次在如此接近黑洞边缘处测得表征磁场特征的偏振信息。该结果对理解距离我们5500万光年的M87星系如何产生能量巨大的喷流十分关键。
那么，什么是偏振呢？让我们从头说起。
什么是电磁波的偏振？
偏振（也称极化）是横波的一种属性，指横波在与其传播方向垂直的平面内沿着某一特定方向振荡的性质。光是一种电磁波，由耦合振荡的电场和磁场组成，而电场和磁场的振荡方向总是互相垂直的。在自由空间里，电磁波是以横波方式传播，即电场与磁场又都垂直于电磁波的传播方向（图3，上）。按照常规，电磁波的“极化”方向指的是电场的振荡方向。
图3. （上）电磁波传播示意图。（下）非偏振的入射光经过线偏振片后成为线偏振光，再次经过四分之一波片之后变成（从接收端看）左旋圆偏振光。
如果电磁波的电场只在一个方向上振荡，则称为“线偏振”。若随着电磁波的传播，电场的振荡方向是以电磁波的波频率进行旋转，并且电场矢量的矢端随着时间勾绘出（椭）圆型，则称此电磁波为“（椭）圆偏振”；对于这两种情形，又可按照电场矢量旋转的方向分为“右旋（椭）圆偏振”和“左旋（椭）圆偏振”。
一般生活中的光，比如太阳光、白炽灯光等，振动在各个方向是均匀分布的，称为非偏振光。偏振光的产生可以通过多种方式实现，常见的方法是让非偏振光通过一个偏振片，只让沿着某特定方向偏振的光波通过。而线偏振光经过四分之一波片后可变为椭圆偏振光，并在特定角度下（当线偏振光的振荡方向与波片光轴方向成±45°时）变为圆偏振光（如图3,下图所示）。
为什么EHT能拍摄到黑洞边缘的偏振？
在射电天文领域，我们接收到的大部分天体信号是偏振光，例如黑洞产生的喷流，其射电波段的辐射对应的主要是相对论性电子（速度接近光速）在磁场中沿弧形轨道运动时所发出的光，专业名词称作同步加速辐射。
由于偏振辐射是个包含大小和方向的矢量，通常在小尺度致密区域探测到的偏振辐射比较明显，接近真实的情况，但若是没有足够的分辨本领探测这些区域内偏振辐射的话，观测到的偏振特征就会由于叠加效应而被削弱。
此外，由于不同致密区域的法拉第旋转等效应，即指在磁化介质中偏振的方向会发生旋转，会削弱偏振特征，也会造成在黑洞边缘区域难以探测到明显的偏振。值得注意的是，法拉第旋转效应所造成的偏振方向旋转的幅度跟波长的平方成正比，即波长越短，旋转幅度越不明显，其偏振的特征越不容易被削弱。
此次EHT能够拍摄到黑洞阴影周围的高分辨率偏振图像，主要归功于两点：一是EHT的高分辨本领，让科学家们能够分解开这些致密区域；二是观测波段在短毫米波段，从而大大削弱了法拉第旋转效应的影响。
怎样拍摄黑洞偏振图像？
此次获取的M87黑洞偏振图像与首张黑洞照片来自于同一次成像观测（Event Horizon Telescope collaboration et al. 2019）。EHT在为黑洞进行拍照观测时就充分考虑到了偏振成像（江悟等，2019），因此，在接收和记录电磁波信号时，已将能恢复电磁波偏振信息的两路正交偏振信号采集并记录了下来。
为了获取2019年4月10日宣布的首张黑洞照片（总强度图），需处理各个台站间相同偏振方向的互相关数据。而为了获得此次发布的偏振图像，则更加复杂，还需要对所有台站之间的交叉偏振信号进行处理，其中的难点在于对台站偏振参数进行校准。所谓台站偏振参数，指各个台站实际接收偏振信号时，原本期待接收两路“干净”的偏振信号，但实际上接收的其中一路偏振信号，难免会“掺杂”有另一路偏振的信号。
图4.本文作者及合作者于2019年7月15日至19日在位于德国波恩的马普射电天文研究所进行的EHT偏振校准工作会议期间合影。这次会议主要是针对M87偏振观测数据的校准及成像。（照片来源： E. Traianou/马普射电天文研究所。）
为了能及时对M87黑洞进行偏振成像，在首张黑洞照片发布后的第3个月，EHT合作组便在位于德国波恩的马普射电天文研究所举行了为期一周的主题为偏振校准及成像的工作会议（图4，上）。
如今回想起来，当时会议过程也是一波三折。由于一开始用预选的校准源来对M87的偏振数据进行校准测试，并没有得到预想的结果，大家都开始担心起来。直到会期中间，替换了另外的校准源，且直接用M87的观测数据本身做偏振校准，结果不同的小组利用不同方法都可以得到比较一致的初步结果（图4，下）。大家这才发现，由于预选的校准源偏振结构复杂，并不适合用作校准源。这时大家才放下心来。后来，又经过长期的工作和反复讨论，才最终敲定黑洞偏振图像的结果（Event Horizon Telescope collaboration et al. 2021a）。
偏振图像可以告诉我们什么？
EHT在事件视界尺度上对M87超大质量黑洞周围的偏振辐射进行的成像，可以用来探测黑洞附近磁场和等离子体的性质，从而理解黑洞如何“吞噬”物质并发出能量巨大的喷流（Event Horizon Telescope collaboration et al. 2021b）。
观测发现黑洞图像的线偏振度较低,表明偏振结构在比EHT的分辨本领更小的尺度上被扰乱，这或许是由黑洞周围辐射区域内局部的法拉第旋转所造成。同时，图1中的线条（偏振的方向）所展示的图案意味着该辐射区域存在有序的磁场结构。
通过与广义相对论磁流体动力学理论模拟生成的大量黑洞偏振图像的定量比较，研究团队发现，只有以强磁化气体为特征的理论模型才能解释在事件视界看到的情况并产生足够强的相对论性喷流。这些成功的模型可进一步推断M87中黑洞的物质吸积率的大小（即黑洞吞噬物质的快慢），即每千年吞噬0.3到2倍太阳质量的物质。这些结论大大加深了我们对黑洞周围物理环境的理解。
下一步和未来
从观测上直接接近黑洞的边缘，从而在几个史瓦西半径的尺度上不断探索黑洞周围的时空特性和物理过程，这代表着人类认识宇宙手段的一大突破。
然而，目前的EHT阵列中，望远镜数目仍然较少，基线覆盖还比较稀疏,尤其是，由于银心黑洞受到星际散射的影响以及相比目前成像所需时间（数个小时）要快得多的结构变化，成像并非易事。
鉴于此，EHT合作在M87黑洞首次成像后，提出了下一代EHT计划（即next generation EHT, ngEHT），计划在近10年内完成。ngEHT计划通过在地球上布设更多的亚毫米波望远镜、增加观测灵敏度及频率覆盖等来提升黑洞成像的质量并提供更多观测信息，尤其是要提升成像速度以进一步制作黑洞“动画” (Blackburn et al. 2019)。
同时，国际上也在探讨、预研空间亚毫米波阵列（Haworth et al. 2019），以此进一步提升黑洞成像的质量及效率。
由于地球的自转，东亚地区的台站将会是拍摄黑洞动画所需的成像接力中不可或缺的部分。目前，日韩等都已在积极致力于这一国际努力。例如，韩国目前正在平昌建设新的亚毫米波望远镜，有望在未来几年内加入EHT阵列。实际上，由于中国幅员辽阔并且存在优良的亚毫米波望远镜台址（如西部地区），若是在这些地区布设亚毫米波望远镜的话将会提供黑洞成像/摄像所需的独特基线覆盖。
如果说我们目前已经积极参与到黑洞成像这一国际合作项目的话（路如森等，2019），在黑洞成像/摄像开展得如火如荼的今天，笔者不禁思考：我国何时才能拥有一台真正属于自己的亚毫米波（VLBI）望远镜甚至一个阵列？
希望这一天离我们不太遥远。
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千顷楚南禅师杭州千顷山楚南禅师，福州张氏子。初参芙蓉，蓉见曰：“吾非汝师。汝师江外黄檗是也。”师礼辞，遂参黄檗。檗问：“子未现三界影像时如何？”师曰：“即今岂是有邪？”檗曰：“有无且置。即今如何？”师曰：“非今古。”檗曰：“吾之法眼，已在汝躬。”住后，上堂：“诸子设使解得三世佛教，如瓶注水，乃得百千三昧，不如一念修无漏道，免被人天因果系绊。”时有僧问：“无漏道如何修？”师曰：“未有阇黎时体取。”曰：“未有某甲时教谁体？”师曰：“体者亦无。”问：“如何是易？”师曰：“著衣吃饭，不用读经看教，不用行道礼拜，烧身炼顶，岂不易邪？”曰：“如何是难？”师曰：“微有念生，便具五阴三界，轮回生死皆从汝一念生。所以佛教诸菩萨云：佛所护念。”师虽应机无倦，而常寂然处定。或逾月，或浃旬。文德元年五月迁化，塔于院之西隅。大顺二年宣州孙儒寇镜塘，发塔，睹师全身俨然，爪发俱长，拜谢而去。鸟石灵观禅师福州鸟石山灵观禅师，﹝时称老观﹞。寻常扁户，人罕见之。唯一信士每至食时送供，方开。一日，雪峰伺便扣门，师开门，峰蓦胸搊住曰：“是凡是圣？”师唾曰：“这野孤精！”便推出闭却门。峰曰：“也秖要识老兄。”铲草次，问僧：“汝何处去？”曰：“西院礼拜安和尚去。”时竹上有一青蛇，师指蛇曰：“欲识西院老野孤精，秖这便是。”师问西院：“此一片地，堪著甚么物？”院曰：“好著个无相佛。”师曰：“好片地被兄放不净污了也。”引面次，僧参，师引面示之，僧便去。师至暮，问小师：“适来僧在何处？”小师曰：“当时便去也。”师曰：“是即是，祇得一橛。”﹝玄觉云：“甚么处是少一橛。”﹞问：“如何是佛？”师出舌示之。其僧礼谢。师曰：“住！住！你见甚么便礼拜？”曰：“谢和尚慈悲，出舌相示。”师曰：“老僧近日舌上生疮。”僧到敲门，行者开门，便出去。僧入礼拜，问：“如何是西来意？”师曰：“适来出去者，是甚么人？”僧拟近前，师便推出，闭却门。曹山行脚时，问：“如何是毗卢师法身主？”师曰：“我若向你道，即别有也。”曹山举似洞山，山曰：“好个话头，祇欠进语。何不问为甚么不道？”曹却来进前语，师曰：“若言我不道，即哑却我口。若言我道，即謇却我舌。”曹山归举似洞山，山深肯之。罗汉宗彻禅师杭州罗汉院宗彻禅师，湖州吴氏子。上堂，僧问：“如何是祖师西来意？”师曰：“骨剉也。”﹝师对机多用此语，时号骨剉和尚。﹞问：“如何是南宗北宗？”师曰：“心为宗。”曰：“还看教也无？”师曰：“教是心。”问：“性地多昏，如何了悟？”师曰：“烦云风卷，太虚廓清。”曰：“如何得明去？”师曰：“一轮皎洁，万里腾光。”相国裴休居士相国裴休居士，字公美，河东闻喜人也。守新安曰，属运禅师初于岭南黄檗山舍众入大安精舍，混迹劳侣，扫洒殿堂。公入寺烧香，主事祇接。因观壁画，乃问：“是何图相？”主事对曰：“高僧真仪。”公曰：“真仪可观。高僧何在？”主事无对。公曰：“此间有禅人否？”曰：“近有一僧，投寺执役，颇似禅者。”公曰：“可请求询问得否？”于是遽寻檗至，公睹之欣然曰：“休适有一问，诸德吝辞，今请上人代酬一语。”檗曰：“请相公垂问。”公举前话，檗朗声曰：“裴休！”公应诺。檗曰：“在甚么处？”公当下知旨，如获髻珠。曰：“吾师真善知识也。示人克的若是，何故汨没于此乎？”寺众愕然。自此延入府署，执弟子礼，屡辞不已。复坚请住黄檗山，荐兴祖道。有暇即躬入山顶谒，或渴闻玄论，即请入州中。公既通彻祖意，复博综教相，诸方禅学咸谓裴相不浪出黄檗之门也。至迁镇宣城，还思瞻礼，亦创精蓝，迎请居之。虽圭峰该通禅讲，为裴之所重，未若归心于黄檗而倾竭服膺者也。又撰圭峰碑云：“休与师于法为昆仲，于义为交友，于恩为善知识，于教为内外护。”斯可见矣。仍集黄檗语要，亲书序引，冠于编首，留镇山门。又亲书大藏经五百函号，迄今宝之。又圭峰禅师著禅源诠、原人论及圆觉经疏注、法界观，皆为之序。公笃志内典，深入法会。有发愿文传于世。长庆安禅师法嗣大随法真禅师益州大随法真禅师，梓州王氏子。妙龄夙悟，决志寻师，于慧义寺出家。圆具后南游，初见药山、道吾、云岩、洞山、次至岭外大沩会下，数载食不至充，卧不求暖，清苦炼行，操履不群，沩深器之，一日问曰：“阇黎在老僧此间，不曾问一转话？”师曰：“教某甲向甚么处下口？”沩曰：“何不道如何是佛？”师便作手势掩沩口。沩叹曰：“子真得共髓。”从此名传四海。尔后还蜀，寄锡天彭堋口山龙怀寺，于路旁煎茶普施三年。因往后山，见一古院号大随，群峰矗秀，涧水清泠。中有一树，围四丈余。南开一门，中空无碍，不假斤斧，自然一庵。时目为木禅庵，师乃居之十余载。影不出山，声闻于外。四方玄学，千里趋风。蜀主钦尚，遗使屡徵，师皆辞以老病，署神照大师。上堂：“此性本来清净，具足万德，但以染净二缘，而有差别。故诸圣悟之，一向净用，而成觉道。凡夫迷之，一向染用，没溺轮回。其体不二，故般若云：无二无二分，无别无断故。””僧问：“劫火洞然，大千俱坏，未审这个坏不坏？”师曰：“坏。”曰：“恁么则随他去也。”师曰：“随他去。”僧不肯。后到投子，举前话。子遂装香遥礼曰：“西川古佛出世。”谓其僧曰：“汝速回去忏悔。”僧回，大随师已殁。僧再至投子，子亦迁化。问：“如何是大人相？”师曰：“肚上不贴榜。”问：“僧甚处去？”曰：“西山住庵去。”师曰：“我向东山头唤汝，汝便来得么？”曰：“不然。”师曰：“汝住庵未得。”问：“生死到时如何？”师曰：“遇茶吃茶，遇饭吃饭。”曰：“谁受供养？”师曰：“合取钵盂。”庵侧有一龟，僧问：“一切众生皮裹骨，这个众生为甚骨裹皮？”师拈草履龟背上。僧无语。问：“如何是诸佛法要？”师举拂子曰：“会么？”曰：“不会。”师曰：“尘尾拂子。”问：“如何是学人自己？”师曰：“是我自己。”曰：“为甚么却是和尚自己？”师曰：“是汝自己？”问：“如何是大随一面事？”师曰：“东西南北。”问：“佛法遍在一切处，教学人向甚么处驻足？”师曰：“大海从鱼跃，长空任鸟飞。”问：“父子至亲，歧路各别时如何？”师曰：“为有父子。”问：“如何是无缝塔？”师曰：“高五尺。”曰：“学人不会。”师曰：“鹘仑砖。”问：“和尚百年后法付何人？”师曰：“露柱火炉。”曰：“还受也无？”师曰：“火炉露柱。”行者领众参，师问：“参得底人唤东作甚么？”曰：“不可唤作东。”师咄曰：“臭驴汉！不唤作东唤作甚么？”者无语。问：“如何是和尚家风？”师曰：“赤土画簸箕。”曰：“未审此理如何？”师曰：“簸箕有唇，米跳不出。”问：“僧讲甚么教法？”曰：“百法论。”师拈杖曰：“从何而起？”曰：“从缘而起。”师曰：“苦哉！苦哉！”问：“僧甚处去？”曰：“峨嵋礼普贤去。”师举拂子曰：“文殊、普贤总在这里。”僧作圆相抛向后，乃礼拜。师唤侍者取一贴茶与这僧。众僧参次，师以口作患风势，曰：“还有人医得吾口么？”众僧竞送药以至，俗士闻之，亦多送药。师并不受。七日后，师自掴口令正。乃曰：“如许多时鼓这两片皮，至今无人医得。”即端坐而逝。
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