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玩网游=做科研

玩网游=做科研

互联网的诞生让普通公众大规模参与到最前沿的科学研究领域成为了可能。早年的一些探索是利用个人电脑限制的计算能力来分布处理一些需要巨大计算量的问题。最有名的一个例子是SETI@Home, 它利用一个有趣的屏幕保护程序来用个人电脑处理射电望远镜收到的信号来寻找外星人。另外还有用来研究用于癌症药物的蛋白质的项目。

虽然计算机的速度被不停的刷新,我们家庭里最强大的的信息处理工具仍然是自己的大脑。对于一些简单的数学运算人类远不是计算机的对手,但是对于很多人脑可以瞬间轻松处理的事情例如理解语言,识别照片等,价值上千万的最先进的计算机也不能像人脑这样处理的又快又准确。

正是基于这一点科学家把自己研究领域遇到的很复杂的问题转化成青少年和普通大众可以理解的游戏的形式,不是利用你的电脑而是利用你的智慧来帮助科学家解决一些重大难题。下面是我知道的三个例子。我把维基百科上的介绍转贴过来。

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Foldit

Foldit是一个实验性的蛋白质折叠电子游戏,由华盛顿大学计算机科学和工程学系和生物化学学系(同一批人中,很多人也參與创建Rosetta@home)聯合共同開發。第一个beta公開測試版在2008年5月釋出。

Foldit提供一系列教程,讓用户試著操縱简单的類蛋白质構造,並定期更新以真實蛋白質結構為基礎的謎題。該程序讓用户在工具辅助解謎,就能够得出實際的蛋白质模型。每當結構被变动,一个”分数”会根据折叠的完善程度给出。Foldit用户可以创立加入小组,分享各自的方案。也有小组高分榜。

生物製造主要蛋白質結構的方式(蛋白質生物合成)在理性上已經為人類所瞭解,此即蛋白質DNA測序的方法。決定蛋白質主要結構轉化為功能性三圍結構(蛋白質分子如何「折疊」)是更為困難的;雖然大致的程序已經為人所知,但蛋白質結構預測還是需要大量的運算。

Foldit嘗試利用人腦天生的三維pattern matching能力。目前該程式出的謎題都是基於已被人們清楚瞭解的蛋白質;透過分析人類在解這些謎題時的直覺思考途徑,研究者希望能改進現有蛋白質折疊軟體所用的演算法

Foldit是結合眾包分散式計算所得的成果。

Galaxy Zoo (星系动物园)

星系動物園是邀請公眾協助在網路上為上百萬個星系在線上進行分類的天文學計畫。它是全民科學的例子,以公眾的成員協助進行科學研究。一個改進的計畫 - 星系動物園 2在2009年2月17日上線。

這個計畫是被Stardust@home啟發的,當時美國國家航空暨太空總署徵詢民眾從一個彗星計畫得到的影像中研究星際塵埃的撞擊。星系動物园是牛津大學普茲茅斯大學約翰霍普金斯大學耶魯大學和貝爾法斯特的指紋數位媒體共同合作的計畫。

電腦的程式無法可靠的分類星系。根據在這個計畫幕後的成員,凱文·沙溫斯基,在圖形的鑑識與分類的工作上,人腦比電腦更為精準與正確。沒有志願人員的參與,這些圖片需要耗費研究人員數年的時間,但他估計只要有10,000至20,000人提供時間來分類這些星系,這些程序只要一個月就能全部完成。

不需要天文學上的知識,在站台上的講解,將為志願者顯示螺旋、橢圓等星系,並可在顯示正確的答案前先試著分辨。也會顯示恆星和衛星星基的圖片,那些都是機器人望遠鏡所紀錄,但未能分類的天體。然後志願者可以嘗試對一些圖片進行分類,如果他們有正確的分類結果,就可以在另一張圖片上簽名並得到正確分類理由的數字。

克莉絲·林道特,另一位計劃中的幕後成員評論說:”一個好處是你可以看見過去從未曾看過的太空部分。這些圖像是由機器人望遠鏡取得,並自動進行處理,因此當你登入註冊後所看見的第一張圖片是過去從來沒有人看過的。”[[1]](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E7%B3%BB%E5%8B%95%E7%89%A9%E5%9C%92#cite_note-BBC-0)沙溫斯基證實了這個說法:”這些星系全都是由機器人望遠鏡拍攝的,然後經過電腦的處理,因此這些都是第一次被人類的眼睛看見的影像。”[[2]](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E7%B3%BB%E5%8B%95%E7%89%A9%E5%9C%92#cite_note-Nature-1)

星系動物园的志願者先要從影像中判定是螺旋星系還是橢圓星系,如果是螺旋的,就要判定它們是順時針還是反時針方向。這些影像是由史隆數位巡天使用位於美國新墨西哥州阿帕契點天文台望遠鏡架台上的數位相機拍攝的。希望透過這樣的普查可以提供有價值的資訊,瞭解不同類型星系的分布狀態,讓科學家確認現行的星系模型是否正確[[3]](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E7%B3%BB%E5%8B%95%E7%89%A9%E5%9C%92#cite_note-2)。這是大眾科學的一個範例。

理論學家相信螺旋星系的合併可以成為橢圓星系,而橢圓星系在獲得足夠的氣體和恆星之後,也可以成為螺旋星系[[4]](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E7%B3%BB%E5%8B%95%E7%89%A9%E5%9C%92#cite_note-3)。此外,密西根大學的邁克爾隆吉教授聲稱螺旋星系的旋轉並不是隨機的。如果他的看法是正確的,將會迫使宇宙學進行一個重要的反思。這是建立在1,660個星系樣本上的調查結論,更大的樣本數可以支持或反駁這種看法[[5]](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E7%B3%BB%E5%8B%95%E7%89%A9%E5%9C%92#cite_note-4)。

在2007年8月2日,星系動物園發出了第一份的新聞稿,聲明80,000多名的志願者已經分類了一千萬個星系的影像,完成了這個專案第一階段的目標。現在的目標是:每一個星系都要讓20位志願者獨立的予以分類。多位分類的重要性是可以建立一個準確、可靠的資料庫,將更能符合科學界的高標準。首先,我們不僅要能區分橢圓星系和螺旋星系,還要能從微弱和模糊不清的影像中辨認出螺旋,這是過去沒有人曾經做過的(新聞信劄)。

然後,這個目標將提升至由30位熱心的志願者進行分類。最後的資料庫將包含由82,931位志願者分類的34,617,406個星系。為了避免工作上的偏差,將採用黑白和彩色的圖像來進行測試和分類,這也需要查驗螺旋是逆時針會順時針方向旋轉[[6]](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E7%B3%BB%E5%8B%95%E7%89%A9%E5%9C%92#cite_note-5),以及是否是人眼的偏見(似乎已經是這種狀況)。

已經有一個活躍的論壇在關注著星系動物園,有志願者在那兒發布更鮮明的圖像和進行討論,並且已經有一些有趣(非官方)的結果。環星系變得比一般所相信的更為常見;過去只有兩個已知的星系是’三隻腳’的- 可能有三支明顯的螺旋臂,現在發現的已經更多了[[7]](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E7%B3%BB%E5%8B%95%E7%89%A9%E5%9C%92#cite_note-6),還有很多圖片是正在合併、碰撞或交互作用中的星系[[8]](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E7%B3%BB%E5%8B%95%E7%89%A9%E5%9C%92#cite_note-7)。

現在還有科學的’部落格(博客)’[[9]](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E7%B3%BB%E5%8B%95%E7%89%A9%E5%9C%92#cite_note-8),有著動物園迄今已有成就的官方摘要。還有一個現在正在進行的專案,徵求志願者回顧一系列可能正在合併的星系。

在測試版推出了幾個月之後,現在正在進行的是更詳細的分類制度。在樣本中包含由星系動物園中挑選出的250,000個最明亮的星系。星系動物圓 2將依據星系的形狀,核心的明亮或昏暗,和一些更奇特或古怪的段落,如合併或環星系等,進行更詳細的分類。在樣本中還包括一些在光學上較特異和奧林奇派的汙斑。

EteRNA

一个设计RNA的游戏。游戏获胜者设计的RNA会在实验室里被合成出来进一步研究。

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