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在家寻找外星人
你的电脑有什么用?浏览网页,和好友聊天,下载资料,当然还有玩游戏。其实,你还可以用它来寻找外星人!
美国加州大学伯克利分校SETI项目组的科学家相信,假如在地球以外的确存在文明的话,寻找他们最有效的方式是搜索来自他们那儿的无线电信号。它可能是他们为了引起我们的注意而有意发出的信号,也可能是他们在做自己的事情时无意中“溜出来”的信号。SETI,正是“搜索地外文明”的英文缩写,这些科学家每天的工作就是利用巨大的射电望远镜收集来自宇宙的各种电波,然后进行计算、分析,以寻找其中“有意义”的信号,从中发现外星文明可能存在的蛛丝马迹。
然而他们很快遇到了一个难以克服的困难:射电望远镜接收到的数据浩如烟海,要想处理这些数据,必须有一台他们根本不可能制造出来、也不可能买得起的超级计算机才行。怎么办?他们想到了你的电脑。
1999年,SETI@home计划正式推出。有人把它通俗地翻译成“在家寻找外星人”。只要你有一台可以上网的电脑,就可以免费下载一个软件;下载后,你的电脑就会在不影响你正常使用的情况下拿出一小部分运算能力,或是在启动屏幕保护时,参与对SETI项目数据的分析筛选;你的电脑一旦发现“特殊信号”,会自动将其回传给加州大学伯克利分校空间科学实验室。在那里,科学家将进行进一步的研究。
截至2005年“在家寻找外星人”计划的第一阶段结束时,它已经吸引世界各地500多万台电脑用户参与,这些用户的电脑累计为该计划工作了243万年。
令人遗憾的是,迄今为止,该项目还没有找到外星人存在的任何直接证据。但无疑,它开启了大规模吸引普通百姓参与科学研究的先河,而且非常成功。
一起来折叠蛋白质
“蛋白质折叠”是一个拗口而且难懂的名词,不过你一定折过纸。不同的折法会折出不同的东西来,比如纸飞机、纸船啥的,要是折得不正确,可能你的纸飞机就飞不起来,纸船就漂不起来。
蛋白质是构成生命的基本物质,而构成蛋白质的“材料”是20种氨基酸。各种氨基酸按照一定的方式“组装”起来,就合成了某种形状的蛋白质。形状不同,其发挥的作用也各不相同,比如有负责运送氧气的血红蛋白,有组成头发的角蛋白,等等。科学家们管这个“组装”的过程叫做“蛋白质折叠”。
在大多数情况下,蛋白质会非常迅速而准确地完成自我组装。但如果折叠错误,后果可比“飞不起来”严重多了——它会导致癌症、疯牛病、帕金森综合征等可怕的疾病。
令科学家棘手的是,他们知道各种蛋白质长什么样,也知道它们由哪些氨基酸组成,但对它们的折叠过程却几乎一无所知。要了解其中的奥秘,只有通过模仿蛋白质折叠来寻找规律。但麻烦的是,即使是只有100个氨基酸的蛋白质,也可能存在上万亿种不同的形状——而其中正确的只有1种!
2005年,美国西雅图华盛顿大学的生化学家大卫·贝克尔和同事们决定向SETI@home学习,把庞大的计算工作交由成千上万台家庭电脑来分担。然而,计算机也只能通过不停地进行各种尝试来寻找最佳组合方式,进展依然缓慢。
贝克尔听到一位志愿者说:“计算机所做的看上去非常笨,我能找到更好的办法。”他深受启发:人类具有高度进化的空间操作的智力,为什么不试试“人脑”的力量呢?
2008年,在计算机专家的帮助下,贝克尔开发了一款网络游戏。参与的志愿者不再只是贡献自己的电脑,而是可以像玩一款虚拟的3D拼图游戏一样,在显示器上一关一关、由易到难地完成蛋白质拼装任务。玩家们既互相竞争,通过累积分数达到不同的等级,又彼此合作,通过讨论和交流不断创造出更新、更好的方法。在全球各地(包括中国)玩家的帮助下,贝克尔的团队仅用了半年时间,就找到了几十种蛋白质的折叠方法。而这些玩家中,只有一半是生物专业人士,另一半则从软件工程师到历史学家、从初中生到退休的老奶奶都有。
记录蛙鸣的司机
澳大利亚人莱恩的职业是货车司机,他同时也是一名公民科学的积极参与者。他需要做的是:用数码录音机或手机记录下他在运输途中听到的每一次蛙鸣声,以及当时所处的位置,然后把它们上传到由一位淡水生态学家管理的网站上。
这位科学家说:“我们想要保护这些物种,但是我们不知道它们在哪儿,所以找到它们的所在方位十分重要。如果没有像莱恩这样的一大群人协助我们进行有效而且重要的观测,许多研究将不会实现。”莱恩自己也很高兴能够在墨尔本水域的青蛙普查项目中发挥自己的作用,他说:“作为一个普通人,能为科学作贡献,感觉很好。”
英国一年一度的生物气候调查同样离不开志愿者的积极参与。他们所做的工作看起来一点也不起眼——记录自己所看到的自然事件发生的时间、地点,比如何时何地某棵树上落下了第一片叶子,何时何地出现了第一朵花,等等。他们每年提供的记录多达60万条,不仅被许多媒体引用,而且还对联合国政府气候变化专门委员报告的形成作出了贡献。
世界各国都有爱鸟人士,他们常常去野外寻鸟、观鸟、拍鸟。从2002年开始,他们又多了一件乐事:将自己的观鸟记录上传到一个叫“e鸟”的网络资料库中。资料库创立至今,已有4800万条观测记录加入其中,仅2010年就新增了1000多万条。
如此庞大的一个数据库,已经远远超出了爱鸟人“自娱自乐”的范畴。美国国家科学基金会的一台超级计算机给予“e鸟”10万小时的免费使用时间,通过使用超级计算机进行数据分析,生物学家就能整合这些来自分散观测者的记录,将一幅关于全球鸟类活动的栩栩如生的地图呈现在世人面前:什么时候,地球上的哪一块土地正在变得“绿意盎然”,哪一种或几种鸟类将从何处迁徙到此……“这将是一个令人惊叹的故事。”科学家赞叹说。
其实,普通公民参与科学研究并不是从这几年才开始的。1674年初秋,英国皇家学会收到了一封与众不同的来信。写信的是荷兰一位卖布的“个体户”,叫安东尼·列文虎克,而信的内容听上去像是天方夜谭。列文虎克说,他通过自制的显微镜观察到了湖水中用肉眼无法看到的微小生物,这些“微生物”实在太小了,3000万个加在一起可能还没一颗沙子大。当时的皇家学会会员都对此持怀疑态度,因为即使是英国著名的显微镜专家罗伯特·胡克,用当时最先进的仪器,也从未看到过如此微小的生物。1677年,列文虎克将更多有关微生物的观测资料寄给皇家学会。经过改进,胡克的显微镜最终观测到了微小生物。3年后,从未受过正规教育的列文虎克成了皇家学会会员。
霍金说:“科学是人类智慧的结晶和硕果。”这“人类”里,当然不仅仅有科学家,也包括我们无数普通的公民。
你的电脑有什么用?浏览网页,和好友聊天,下载资料,当然还有玩游戏。其实,你还可以用它来寻找外星人!
美国加州大学伯克利分校SETI项目组的科学家相信,假如在地球以外的确存在文明的话,寻找他们最有效的方式是搜索来自他们那儿的无线电信号。它可能是他们为了引起我们的注意而有意发出的信号,也可能是他们在做自己的事情时无意中“溜出来”的信号。SETI,正是“搜索地外文明”的英文缩写,这些科学家每天的工作就是利用巨大的射电望远镜收集来自宇宙的各种电波,然后进行计算、分析,以寻找其中“有意义”的信号,从中发现外星文明可能存在的蛛丝马迹。
然而他们很快遇到了一个难以克服的困难:射电望远镜接收到的数据浩如烟海,要想处理这些数据,必须有一台他们根本不可能制造出来、也不可能买得起的超级计算机才行。怎么办?他们想到了你的电脑。
1999年,SETI@home计划正式推出。有人把它通俗地翻译成“在家寻找外星人”。只要你有一台可以上网的电脑,就可以免费下载一个软件;下载后,你的电脑就会在不影响你正常使用的情况下拿出一小部分运算能力,或是在启动屏幕保护时,参与对SETI项目数据的分析筛选;你的电脑一旦发现“特殊信号”,会自动将其回传给加州大学伯克利分校空间科学实验室。在那里,科学家将进行进一步的研究。
截至2005年“在家寻找外星人”计划的第一阶段结束时,它已经吸引世界各地500多万台电脑用户参与,这些用户的电脑累计为该计划工作了243万年。
令人遗憾的是,迄今为止,该项目还没有找到外星人存在的任何直接证据。但无疑,它开启了大规模吸引普通百姓参与科学研究的先河,而且非常成功。
一起来折叠蛋白质
“蛋白质折叠”是一个拗口而且难懂的名词,不过你一定折过纸。不同的折法会折出不同的东西来,比如纸飞机、纸船啥的,要是折得不正确,可能你的纸飞机就飞不起来,纸船就漂不起来。
蛋白质是构成生命的基本物质,而构成蛋白质的“材料”是20种氨基酸。各种氨基酸按照一定的方式“组装”起来,就合成了某种形状的蛋白质。形状不同,其发挥的作用也各不相同,比如有负责运送氧气的血红蛋白,有组成头发的角蛋白,等等。科学家们管这个“组装”的过程叫做“蛋白质折叠”。
在大多数情况下,蛋白质会非常迅速而准确地完成自我组装。但如果折叠错误,后果可比“飞不起来”严重多了——它会导致癌症、疯牛病、帕金森综合征等可怕的疾病。
令科学家棘手的是,他们知道各种蛋白质长什么样,也知道它们由哪些氨基酸组成,但对它们的折叠过程却几乎一无所知。要了解其中的奥秘,只有通过模仿蛋白质折叠来寻找规律。但麻烦的是,即使是只有100个氨基酸的蛋白质,也可能存在上万亿种不同的形状——而其中正确的只有1种!
2005年,美国西雅图华盛顿大学的生化学家大卫·贝克尔和同事们决定向SETI@home学习,把庞大的计算工作交由成千上万台家庭电脑来分担。然而,计算机也只能通过不停地进行各种尝试来寻找最佳组合方式,进展依然缓慢。
贝克尔听到一位志愿者说:“计算机所做的看上去非常笨,我能找到更好的办法。”他深受启发:人类具有高度进化的空间操作的智力,为什么不试试“人脑”的力量呢?
2008年,在计算机专家的帮助下,贝克尔开发了一款网络游戏。参与的志愿者不再只是贡献自己的电脑,而是可以像玩一款虚拟的3D拼图游戏一样,在显示器上一关一关、由易到难地完成蛋白质拼装任务。玩家们既互相竞争,通过累积分数达到不同的等级,又彼此合作,通过讨论和交流不断创造出更新、更好的方法。在全球各地(包括中国)玩家的帮助下,贝克尔的团队仅用了半年时间,就找到了几十种蛋白质的折叠方法。而这些玩家中,只有一半是生物专业人士,另一半则从软件工程师到历史学家、从初中生到退休的老奶奶都有。
记录蛙鸣的司机
澳大利亚人莱恩的职业是货车司机,他同时也是一名公民科学的积极参与者。他需要做的是:用数码录音机或手机记录下他在运输途中听到的每一次蛙鸣声,以及当时所处的位置,然后把它们上传到由一位淡水生态学家管理的网站上。
这位科学家说:“我们想要保护这些物种,但是我们不知道它们在哪儿,所以找到它们的所在方位十分重要。如果没有像莱恩这样的一大群人协助我们进行有效而且重要的观测,许多研究将不会实现。”莱恩自己也很高兴能够在墨尔本水域的青蛙普查项目中发挥自己的作用,他说:“作为一个普通人,能为科学作贡献,感觉很好。”
英国一年一度的生物气候调查同样离不开志愿者的积极参与。他们所做的工作看起来一点也不起眼——记录自己所看到的自然事件发生的时间、地点,比如何时何地某棵树上落下了第一片叶子,何时何地出现了第一朵花,等等。他们每年提供的记录多达60万条,不仅被许多媒体引用,而且还对联合国政府气候变化专门委员报告的形成作出了贡献。
世界各国都有爱鸟人士,他们常常去野外寻鸟、观鸟、拍鸟。从2002年开始,他们又多了一件乐事:将自己的观鸟记录上传到一个叫“e鸟”的网络资料库中。资料库创立至今,已有4800万条观测记录加入其中,仅2010年就新增了1000多万条。
如此庞大的一个数据库,已经远远超出了爱鸟人“自娱自乐”的范畴。美国国家科学基金会的一台超级计算机给予“e鸟”10万小时的免费使用时间,通过使用超级计算机进行数据分析,生物学家就能整合这些来自分散观测者的记录,将一幅关于全球鸟类活动的栩栩如生的地图呈现在世人面前:什么时候,地球上的哪一块土地正在变得“绿意盎然”,哪一种或几种鸟类将从何处迁徙到此……“这将是一个令人惊叹的故事。”科学家赞叹说。
其实,普通公民参与科学研究并不是从这几年才开始的。1674年初秋,英国皇家学会收到了一封与众不同的来信。写信的是荷兰一位卖布的“个体户”,叫安东尼·列文虎克,而信的内容听上去像是天方夜谭。列文虎克说,他通过自制的显微镜观察到了湖水中用肉眼无法看到的微小生物,这些“微生物”实在太小了,3000万个加在一起可能还没一颗沙子大。当时的皇家学会会员都对此持怀疑态度,因为即使是英国著名的显微镜专家罗伯特·胡克,用当时最先进的仪器,也从未看到过如此微小的生物。1677年,列文虎克将更多有关微生物的观测资料寄给皇家学会。经过改进,胡克的显微镜最终观测到了微小生物。3年后,从未受过正规教育的列文虎克成了皇家学会会员。
霍金说:“科学是人类智慧的结晶和硕果。”这“人类”里,当然不仅仅有科学家,也包括我们无数普通的公民。