一篇科学论文有57000名“作者”,他们都是游戏玩家
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一篇科学论文有57000名“作者”,他们都是游戏玩家

游戏《星战前夜》的“探索计划”,借助玩家数量优势,完成科研项目数据分析。

  当科学遇到游戏

  如果把一个展示星系图像的电脑放在酒吧中央,会有人感兴趣吗?毕竟,这看上去是一份颇有难度的专业性工作,而且十分耗时。

  苏黎世瑞士联邦理工学院天文学教授凯文·肖文斯基12年前还是学生的时候,查看天文图像还需人工完成。当时,计算机可以根据颜色轻松过滤出哪些是星系,但算法却无法根据形状来识别不同类型的星系图像,教计算机完成复杂图像的识别任务在当时还很难,类似的人脸识别技术耗费了科学家十多年才完成。为了证实自己的理论,凯文只能用肉眼一张一张地看星系图像。

  凯文每天工作12个小时,一周才看完5万个星系。当时最大的天文数据库来自美国新墨西哥州的斯隆数字化巡天项目,200多万个天文物体中,有关星系的就有近百万。大量的数据又无法通过人工智能来处理,去哪儿找那么多人来做数据分析呢?

  超过57000名“作者”共同完成的论文

  那时候,刚好兴起了“公众科学”的概念。2006年夏天,美国宇航局(NASA)启动了“Stardust @ home”项目,招募了约两万名在线志愿者来识别彗星样本中的星际尘埃轨迹。

  为什么不让人们看看星系呢?凯文和之后成为牛津大学物理系天体物理学教授的克里斯·林托特决定试试。两人在几天之内成立了一个网站,主页显示着数据建立起的星系图像。当志愿者点击每一张图片时,会被问及图中星系是螺旋形还是椭圆形;如果回答是螺旋状,会进一步被询问是否可以辨别星系手臂方向和旋转方向等等。

  2007年7月11日,这个名为星系动物园的网站正式推出。创始人一开始并没有对网民接受度抱太大期待,“去英国天文学会忽悠50个人来和我们一起做星系数据分类?”林托特构想着。

  让他们没想到的是,网站推出第一天,每小时收到6万份反馈,暴增的工作量甚至融化了电缆,网站因此离线了一段时间。十天后,来自世界各地的用户提交了800万份分类数据,网站建立头一年,就已经有超过15万公众参与,提交分辨结果超过5000万份。

  两年后,星系动物园发展成更大的平台“宇宙动物园”(Zooniverse),到2014年,注册用户数已经超过100万,涵盖的科研项目从考古到自然保护。据宇宙动物园的研究员兼网络开发人员罗伯特·辛普森介绍,Zooniverse社区年均贡献超过以往50年的努力,并且已经发表了70多篇科学论文。

  在林托特和他的团队开发星系动物园的同时,美国西雅图华盛顿大学的生物化学教授戴维·贝克找到两位计算机科学家赛斯·库珀和阿德里安,试图让网友通过玩游戏的方式帮助生物化学家们解决蛋白质折叠问题。

  他们将这款游戏命名为Foldit(直译:折叠它),于2008年5月发布。玩家从部分折叠的蛋白质结构开始,通过点击、拉动、拖拽氨基酸来操纵结构,直到达到最稳定的形状。

  最初试玩时,生物化学家们看上去并不兴奋。随后,库珀增加了一个排行榜。通过算法计算,新结构的稳定性越高,得分越高,在排行榜上还能看到其他玩家的分数和排名。

  2010年7月、8月,戴维团队先后在《自然》和《科学》杂志上发布了这款游戏的研究成果,作者栏处像开玩笑一样写着“超过57000名玩家”,作者单位写的则是“全世界”(Worldwide)。

  网站成立十年间,已经有50多万人尝试过这款游戏,他们中的大多数并没有生物化学背景,但他们正在击败一起玩游戏的专家。2011年,一群玩家解决了困扰生物化学家长达15年之久的难题,他们用不到3周的时间将一种可导致恒河猴艾滋病的蛋白质折叠了出来,这一结构随后通过实验数据得到了证实,并发表在《自然》子刊上。

  以游戏的形式完成科研众包的案例屡见不鲜,它打破了专业实验室和普通大众之间的围墙。“这类游戏大部分出现在天文观测、生物医学领域,因为涉及大量声音或数据图像的处理,而人工智能暂时又无法替代人类完成分析工作。” 安徽大学新闻传播学院教师胡昭阳分析说。

  “EteRNA”网络游戏平台同Foldit类似,也是计算机与生物化学的集合,美国卡内基梅隆大学的两位教授希望通过玩家的帮助构建RNA(核糖核酸)的多维结构,以加深对它的理解。

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