大數(shù)據(jù)技術(shù)先行者

蘇一橫

做文職的航海者

現(xiàn)代社會，大數(shù)據(jù)一詞越來越多地被提及，人們用它描述信息爆炸時代所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，也用它命名因海量數(shù)據(jù)而催化的技術(shù)創(chuàng)新。雖然大數(shù)據(jù)是一個嶄新的概念，但其原理和應(yīng)用其實由來已久，美國南北戰(zhàn)爭時期的海洋學家——馬修·莫里，便是使用大數(shù)據(jù)技術(shù)的先行者。

1806年，馬修·莫里出生于美國弗吉尼亞州。這位農(nóng)場主的兒子，從小就爭強好勝，他的哥哥是美國海軍軍官，為了把哥哥比下去，1825年，莫里在海軍軍校學習了僅1年時間，就以學生的身份加入了海軍。隨后的十幾年里，莫里大部分時間在海上漂泊，幾乎乘船周游了世界。在漫長的航海實踐中，莫里切身體會到了海洋洋流以及海面風場對于航行的重要性。

1839年，莫里在乘坐馬車時發(fā)生了一場意外事故，讓他的腿留下了殘疾，無法繼續(xù)航海。于是，美國軍方任命他在海軍天文臺做文職，主管文檔、航海圖和儀器庫。事實證明，這次任命是將莫里放在了最適合他的地方，一個偉大的海洋科學家即將應(yīng)運而生。

當初在海上航行時，莫里曾經(jīng)對船長們的固執(zhí)感到十分不解，他們在海上航行，墨守成規(guī)，常常會舍近求遠，繞著彎走，即使遇到逆流，也不敢改道。當莫里向船長們請教這個問題時，船長們回答說，繞彎的航海路線都是以前走過的，走一條熟悉的彎路總比冒險走一條可能危險的近路要好得多。但是，莫里對這樣的答案并不滿意。來到天文臺上任后，莫里翻看了美國海軍使用的圖表，發(fā)現(xiàn)這些文件的內(nèi)容陳舊，幾十年沒有更新過一次，而且其中很多內(nèi)容都是錯誤的。莫里覺得，他有必要做點什么，為航海者提供更合理的向?qū)А?/p>

從舊日記里收集數(shù)據(jù)

然而，莫里已經(jīng)無法航海，沒法收集數(shù)據(jù)。他在清點儀器庫時，發(fā)現(xiàn)那里除了氣壓計、指南針，還存放著成千上萬本舊日記。這些日記是世界各地數(shù)千只舊船的船員們所寫的流水賬，莫里有些好奇，隨便翻了兩頁，大受啟發(fā)。

這些日記的內(nèi)容雜亂無章，既有拗口的打油詩和潦草的涂鴉，也有對航海行程的記錄，比如某天經(jīng)過某地，天氣如何、水溫如何、有無風雨等等。莫里意識到，如果把其中的信息整理一下，就能夠提取有價值的數(shù)據(jù)。

比如，西北航道是大西洋和太平洋之間最短的航道，它從北大西洋的格陵蘭島出發(fā)，經(jīng)加拿大北部可以到達阿拉斯加北岸，這條航道靠近北極，很多地方是冰封的，船員們很少走這條路。但是，莫里從老捕鯨船的日記中發(fā)現(xiàn)，加拿大的船員們在北極附近捕魚時可以聽到鯨魚的聲音，目睹鯨魚露出水面來呼吸，這表明那里是沒有冰的，沿加拿大的北部確實存在著一條可靠的通航航道。

又比如，從紐約到里約熱內(nèi)盧的航線，根據(jù)以往的經(jīng)驗，美國船員一直被勸導(dǎo)先向東南航行，穿過赤道后再向西南航行，這樣的航線很繞路。莫里根據(jù)加勒比海船只上的日記，發(fā)現(xiàn)直接向南，然后沿著海峽穿越加勒比海再向西南，這才是最佳航線，因為既無風險，又可以順流。

于是，莫里雇傭了20多位文員，一起整合、分析航海日記。通過對這些龐雜資料的研究和解釋，莫里先后出版了《海風與海流圖表》《航海指南》等書籍。這些書標明了海上最良好的航線，后來多次再版，又加入了貿(mào)易、風暴、降水、魚類、熱量等數(shù)據(jù)，成為世界各國船員通用的工具書。1855年，《航海指南》再版時，書中已經(jīng)整合了上百萬組數(shù)據(jù)，從美國東海岸到里約熱內(nèi)盧的海上航程縮短了10天，到澳大利亞縮短了20天。

開拓海洋科學

莫里整合了海量的數(shù)據(jù)，自然而然會發(fā)現(xiàn)洋流、海風等自然現(xiàn)象的規(guī)律，這為他研究海洋科學打下了堅實的基礎(chǔ)。1855年，莫里開始陸續(xù)出版海洋科學方面的著作，包括《海洋自然地理》《亞馬孫河與南美洲的大西洋斜坡》《地理：我們生活的世界》等。這些書籍的內(nèi)容涵蓋了海洋和大氣、墨西哥暖流及對氣候的影響、大海洋流、信風、海洋氣候等方面。

莫里對海洋科學最杰出的貢獻之一是他對海風和深海洋流的系統(tǒng)研究。他指出，海風形成了海洋表面的波浪，深海洋流則受到海水密度和溫度變化的影響，在墨西哥灣，有一股溫暖的海水會穿過佛羅里達海峽，沿著美國的東部海域向北，最后跨越北大西洋通往北冰洋。莫里其實并不是墨西哥暖流以及其他洋流現(xiàn)象的最早發(fā)現(xiàn)者，但他是第一個系統(tǒng)論述洋流現(xiàn)象的科學家。

為了給航船導(dǎo)航，莫里繪制了標注海洋深度的地圖。19世紀，科學家普遍估計大海平均深度為十幾千米。莫里分析了當時最先進的深海測深法所得到的數(shù)據(jù)，證明海洋的平均深度“不會超過4.8千米”?，F(xiàn)代科學對平均海深的估計為3795米，這表明當年莫里的估計與事實已經(jīng)相當接近。莫里還進一步闡述，所謂平均深度的概念會引起誤導(dǎo)，因為數(shù)據(jù)顯示海底地形就像山脈一樣高低不平，海底地形崎嶇起伏的程度令人吃驚。同時，莫里首先提出了大西洋深處存在山脊的推論。

著書立說之余，莫里也積極推動科學事業(yè)的發(fā)展，他是美國科學進步協(xié)會的創(chuàng)始人之一，還組織參加了第一次國際海洋氣象會議。1861年，美國南北戰(zhàn)爭爆發(fā)，莫里加入了南部邦聯(lián)，在戰(zhàn)爭中，他致力于海防事務(wù)，發(fā)明了一種對付敵方艦艇的魚雷。戰(zhàn)爭結(jié)束，莫里在國外流亡了幾年，然后回國，在弗吉尼亞軍事學院擔任物理學教授，直至去世。