數(shù)字宇宙 虛擬星空

李北辰

王爾德說：我們生活在陰溝里，卻仍有人仰望星空。如今，這句感嘆依舊代表某種程度的正確，但這位19世紀的英國紳士有所不知：在一百多年后的東方“帝都”，當困于陰溝中的年輕人們試圖仰望星空，星空卻斑斕不再，抬頭所見，唯有隔三差五做客的霧霾君。

城市的膨脹為星空蒙上一層桎梏，面對于此，技術可以做些什么？以盛產(chǎn)“黑科技”聞名的微軟研究院給出了一個奇幻的答案：透過一架由大數(shù)據(jù)拼接起來的虛擬望遠鏡——萬維天文望遠鏡（WorldWide Telescope，WWT），將這片璀璨的星空整個虛擬化，之后再裝進你的電腦里——嗯，王爾德老師聽到后估計整個人都不好了。

事實上，如同人類各方面數(shù)據(jù)的井噴，在并不漫長的歲月里，科學數(shù)據(jù)同樣發(fā)生了爆炸式增長。數(shù)十年來，人類用自己眼睛的延伸望遠鏡勾勒出一幅龐大的“數(shù)字天空”，這促生了全新的知識發(fā)現(xiàn)模式，科學資源的利用和管理也愈加有賴于信息化的技術和手段，而虛擬天文望遠鏡即是人類為應對海量數(shù)據(jù)下天文學研究所面臨的挑戰(zhàn)而提出的一套解決方案。

在不少人眼中，無論對于專業(yè)學者還是愛好者，亦或是任何一個對星空飽含敬畏之心的人來說，天文學的數(shù)字化都是一次巨大的轉折和契機。畢竟，星空近在眼前，當技術還無法讓頭頂?shù)男切亲兞粒辽倏梢宰屗鼡Q—種姿勢帶你去向更遠方。

數(shù)字宇宙如何搭建

那么萬維天文望遠鏡（WWT）究竟是個啥？簡單而言，它本質上是資源的再次融合。WWT借助龐大的數(shù)據(jù)庫、圖像可視化技術，通過微軟的一套視覺體驗引擎（Visual Experience Engine，VEE），將這個世界上各大知名天文望遠鏡——如美國宇航局（NASA）、哈勃空間望遠鏡（HST）、斯隆數(shù)字化巡天（SDSS）和錢德拉X射線天文臺——以及普通天文愛好者拍攝到的照片和觀測到的數(shù)據(jù)，加工處理為一個統(tǒng)一的“無縫數(shù)字宇宙”。用戶只需輕滑鼠標，便能夠“操縱”一臺漫無邊際的虛擬望遠鏡。你可以如同乘坐魔毯一般，平移或縮放星空，在地球、行星、太陽系、星空之間完成虛擬世界的星際穿越。

除此之外，WWT還提供了一個交互式知識共享和學習環(huán)境，用戶只要點擊鼠標，便可以與自己感興趣的那個目標相關的信息資料產(chǎn)生聯(lián)系。更具個性化的是，WWT還配備了注解、動畫、旁白和配樂等功能。這意味著，每位用戶可以在虛擬宇宙之中敘述一個自己虛構出來的故事，并可與他人分享，或者下載別人制作的故事。

另外，微軟亞洲研究院學術合作部經(jīng)理吳國斌向《時間線》介紹，WWT還可以與微軟其他的“黑科技”產(chǎn)生連接，譬如體感設備Kinect。據(jù)說在Kinect的幫助之下，用戶通過手勢即可縮玫、翻轉、移動WWT的視角，在一定程度上完成數(shù)字宇宙的斗轉星移。

聽起來蠻炫酷，但實際上WWT已經(jīng)算是技術世界的一位長者了。早在2008年5月，微軟就正式對外免費發(fā)布了WWT。倘若要追溯這項技術的源頭，還要回到更加遙遠的1993年。這一年，一位叫做Curtis Wong的開發(fā)者參與了一項名為JohnDobsons Universe的國家級項目，旨在以故事驅動的方式探索宇宙，并以CD-ROM光盤的形式展示給公眾，但遺遺憾的是，該項目半路夭折。

轉眼到了2002年，Curtis Wong進入微軟研究院工作，并結識了著名數(shù)據(jù)庫專家，也是圖靈獎獲得者Jim Gray。Jim是首批意識到大數(shù)據(jù)將會對類科學研究產(chǎn)生重大影響的人之一，并使用龐大的天文數(shù)據(jù)集與可視化技術進行合作。遇到Jim Gray之后，Curtis Wong認為這是一個圓他多年天文夢想的機會——不僅是圖像的簡單集合，而是給每一個孩子一個可視化的宇宙。

Jim Gray卻有一個傷感卻又傳奇的人生結尾。2007年，Gray獨自航向法拉倫島，目的是將母親的骨灰灑向大海，但他的船卻失蹤了，至今杳無音訊。這個一生都致力于將人與人連通起來的天才就此與所有人失去了聯(lián)系。

轉眼又過三年，Curtis Wong招募了軟件工程師亦是天文愛好者的Jonathan Fay，Jonathan曾從事過利用瀏覽器開發(fā)天體3D地圖的工作，如月亮和火星的研究。Curtis認為這項研究可以應用于他心中幻想的終極虛擬望遠鏡，組織并可視化天文數(shù)據(jù)，同時提供可互動的故事化敘事能力——事實上，用天上的星星講故事，—直就是Curtis Wong的少年之夢，在洛杉磯長大的他，兒時就時常會仰望星空，遐想跨越星星之間的奇妙旅程。

WWT在中國

在地球的另一端，中國河北省高陽縣東緒口村——華北平原上一個很難在地圖上尋覓到的小村莊，還是少年的崔辰州也沉迷于仰望這同一片星空。他從小學自然課本中接觸到貧瘠的天文學知識，但在更為貧瘠的農(nóng)村，熱愛星空的唯一方式就是用肉眼看看它。直到上大學之后，崔辰州才接觸到天文望遠鏡，而憑借對于天文學的天分和勤奮，他最終在國家天文臺找到了一份“與星星距離最近”的工作。

或許是感同身受，年少的經(jīng)歷讓崔辰州意識到：在中國，有許多內(nèi)心“不安分”的孩子對星空充滿好奇，渴望深入了解頭頂上的一片未知，卻最終難以如愿?！耙郧爸饕苤朴诩揖池毢?，觀測器材貧乏，現(xiàn)在則更多因為城市光污染和嚴重霧霾?！贝蕹街莞嬖V《時間線》。

種種機緣，當WWT在美國一經(jīng)發(fā)布，已加入國家天文臺的崔辰州就開始與微軟研究員聯(lián)系，并撰寫文章，將這一當時陌生的技術介紹給中國天文學界?！俺嗣绹就林猓袊旧细M是最緊的。”談及于此，崔辰州顯得頗為自豪。

而在這位“收集過三百多款天文軟件”的行家眼中，“之前的這些軟件大多都有一個共同問題，由于要發(fā)行和下載，數(shù)據(jù)都太小了，最多也就是一張CD或者DVD，而WWT目前下載也就—百兆左右，但背后數(shù)據(jù)可以說是無窮無盡，現(xiàn)在WWT只是一個客戶端，或者說只是一個用戶界面，真正的資源存在‘云里?！?/p>

帶著這份欣喜，以及對WWT在中國生根的期許，2008年11月3日，在微軟亞洲研究院十周年慶典上，中文版WWT首次亮相。

事實上，在不少接觸過WWT的人眼里，它也許只是一款天文軟件，但在崔辰州看來，wWT真正的“威力”是其可驅動球幕的特性——用戶可以將自己編寫的宇宙故事投射在球幕上——嗯，一種另類、非大眾化的硬軟件結合方式。

2012年春天，在參觀重慶石新路小學時，崔辰州無意中發(fā)現(xiàn)，一座閑置建筑具備改造成WWT互動式天象廳的絕佳條件。吳國斌也向記者表示：“如果是傳統(tǒng)天象廳的話，造價可能是幾百萬上千萬，如果基于WWT做數(shù)字天象廳，造價一下子就來了。”于是，崔辰州抓住這靈光一現(xiàn)的念頭，經(jīng)過與相關部門和微軟研究院的合作。一年多之后，中國首個WWT驅動天象廳在石新路小學揭幕，這一由6個高分辨率投影儀供應的8米高圓頂設備，可以讓學生身臨其境地在天象廳中觀測和學習天文知識，而且有機會親手制作展示內(nèi)容，將自己構建的小小太空故事，勾畫在穹頂之上，講給其他小伙伴聽。

“有幾個同學僅花了不到3天時間就做出一個不錯的月球漫游，其中還提到已經(jīng)升空的嫦娥三號。”崔辰州告訴《時間線》，“我們也正在努力建設一個WWT的生態(tài)系統(tǒng)，比如在過去幾年做過很多次的教師培訓，通過教師又培養(yǎng)了很多學生，也在做相關課程的開發(fā)，希望這是一個良陛循環(huán)，用戶越來越多，需求越來越大，軟件開發(fā)和資源建設都會相互促進?！?/p>

除此之外，吳國斌則向《時間線》透露：2015年，WWT也許將成為一個真正的開源社區(qū)。畢竟，哪怕面對的是一個虛擬化的浩蕩星空，憑借一個公司或者極少數(shù)開發(fā)者的力量也非常有限；倘若放在社區(qū)里，讓更多專業(yè)天文學者和愛好者貢獻資源，無疑會對軟件的開發(fā)大有裨益——要知道，開源似乎已不再是一種理論，而更像是世界運行的一種方式，它也同樣適用于人類的“虛擬星空”大業(yè)。

那么問題來了：將這片星空虛擬化，讓更多的孩子打破各種現(xiàn)實的枷鎖，全方位了解宇宙究竟意味著什么？畢竟包括微軟和Google在內(nèi)地科技巨頭都在干這件事。

先不扯哲學。記得科幻作家劉慈欣曾一針見血地指出，如今IT技術的迅猛發(fā)展，造成了一種人類各方面都在進步的假象：“事實上，人類在IT以外的其他技術領域，自上世紀60年代以來并無太多突破性的進展，這在航天領域尤其明顯，在阿波羅登月以后的幾十年，航天技術的大部分基礎技術方面都無重大突破，只是在原有基礎上修補完善。”

嗯，就像互聯(lián)網(wǎng)掩蓋了人類其他領域技術進步的緩慢一樣，在更為現(xiàn)實的意義上，倘若更多孩子的電腦里除了Facebook和Twitter這些局限于人與人相互連接的應用之外，也能有一些包括WWT和Google Sky在內(nèi)的、能與更為廣闊事物相連接的應用——換句話說，當孩子們輕點鼠標，去向的除了好友頁面，也可以是另一個星球，想必也是極好的。而這件事由科技巨頭們牽頭，也是再合適不過了。