遊戲《星球大戰前夜》的"探索計劃"，以玩家數量的優勢完成了科研項目的資料分析。
當科學出現在遊戲中時
中國新聞周刊 記者/李明子
本文首發于《中國新聞周刊》第884期
如果将顯示星系圖像的計算機放置在酒吧的中間，有人會感興趣嗎？畢竟，這似乎是一項艱巨，專業且耗時的工作。
12年前，當蘇黎世瑞士聯邦理工學院（Swiss Federal Institute of Technology）的天文學教授凱文·肖文斯基（Kevin Shovinsky）還是一名學生時，有必要手動檢視天文圖像。當時，計算機可以很容易地根據顔色過濾掉哪些星系，但算法無法根據形狀識别不同類型的星系圖像，當時教計算機識别複雜圖像很困難，類似的面部識别技術需要科學家十多年的時間才能完成。為了證明他的理論，凱文隻能用肉眼看星系。
凱文每天工作12個小時，每週看50，000個星系。當時，最大的天文資料庫來自美國新墨西哥州的斯隆數字巡天項目，涉及近100萬個星系的200多萬個天文物體。很多資料是人工智能無法處理的，到哪裡去找這麼多人做資料分析？
超過57，000名"作者"的論文
當時，"公共科學"的概念剛剛出現。2006年夏天，美國宇航局啟動了星塵之家項目，招募了大約2萬名線上志願者來識别彗星樣本中的星際塵埃軌迹。
為什麼不向人們展示銀河系呢？凱文和後來成為牛津大學實體系天體實體學教授的克裡斯·林托特（Chris Lintott）決定嘗試一下。幾天之内，兩人建立了一個網站，其首頁顯示了由資料建立的星系的圖像。當志願者點選每張圖像時，他們被問及圖像中的星系是螺旋形還是橢圓形，答案是螺旋形，進一步詢問他們是否可以分辨出星系手臂的方向和旋轉方向，等等。
2007年7月11日，名為銀河動物園的網站正式上線。創始人起初對網友的期望并不高，"去英國天文學會騙50個人跟我們一起做星系資料分類？林托特構思道。
他們沒有想到的是，在網站釋出的第一天，它每小時收到60，000個回複，工作負載甚至融化了電纜，是以該網站離線了一段時間。十天後，來自世界各地的使用者送出了800萬份分類資料，并在第一年成立，有超過15萬公衆參與和超過5000萬份送出。
兩年後，Galaxy Zoo發展成為一個更大的平台Zooniverse，到2014年擁有超過100萬注冊使用者，涵蓋從考古學到保護的研究項目。根據Cosmos Zoo的研究員和網絡開發人員Robert Simpson的說法，Zooniverse社群每年貢獻了50多年的努力，并發表了70多篇科學論文。
當林托特和他的團隊正在開發銀河動物園時，西雅圖華盛頓大學生物化學教授大衛·貝克（David Baker）發現了兩位計算機科學家塞思·庫珀（Seth Cooper）和阿德裡安（Adrian），試圖讓網民玩遊戲，幫助生物化學家解決蛋白質折疊問題。
他們将遊戲命名為Foldit，該遊戲于2008年5月釋出。玩家從部分折疊的蛋白質結構開始，通過敲擊，拉動和拖動氨基酸來操縱結構，直到達到最穩定的形狀。
當他們第一次嘗試時，生物化學家們看起來并不興奮。庫珀随後添加了一個排行榜。算法計算表明，新結構的穩定性越高，分數越高，其他玩家的分數和排名可以在排行榜上看到。
2010年7月和8月，David的團隊在《自然與科學》雜志上發表了遊戲的發現，作者的專欄開玩笑地寫道"超過57，000名玩家"，作者寫了"全球"。
在其存在的10年中，超過50萬人嘗試過該遊戲，其中大多數沒有生化背景，但他們正在擊敗一起玩遊戲的專家。2011年，一群玩家解決了一個困擾生物化學家的15年前的難題，在不到三周的時間内折疊出一種導緻恒河猴艾滋病的蛋白質，這種結構後來被實驗資料證明并發表在《自然》雜志上。
以遊戲形式進行科學衆包的案例并不少見，打破了專業實驗室和公衆之間的隔閡。"這些遊戲大多是天文觀測、生物醫學，因為它們涉及大量聲音或資料圖像的處理，人工智能暫時不能代替人類分析。"安徽大學新聞與傳播學院教師胡朝陽說。
與Foldit類似，EteRNA線上遊戲平台是計算機和生物化學的集合，美國卡内基梅隆大學的兩位教授希望在玩家的幫助下加深對RNA（核糖核酸）多元結構的了解。
首次登入的玩家将獲得RNA分子結構的基本知識，然後根據說明将其折疊成特定結構，并通過不斷調整來穩定。同時，實驗室從業人員将測試玩家建立的分子結構，并将測試結果發送回給玩家，并進行新一輪的任務。2014年，一篇題為"大型開放實驗RNA設計規則"的論文發表在《美國國家科學院院刊》上，有37，000名作者，其中隻有10名研究人員。
丹麥奧胡斯大學的一個團隊還設計了一款名為Quantum Mobility的遊戲，最終建構了一個由300個原子組成的可擴充量子計算機處理器。
在遊戲中Foldit，玩家操縱鍊蛋白結構的情況：上面，在操作之前，下面是操作的結果。圖/折疊
嵌入遊戲中的"公共科學"
與這些專門設計的科學遊戲不同，還有一些研究項目與已建立的遊戲合作，以玩家數量的優勢進行資料分析。這是遊戲Eve Online的"探索項目"的組合。
"老實說，探索項目是抽象而無聊的，對于眼睛不好的人來說，它們更是痛苦。資深Eve玩家袁霞告訴《中國新聞周刊》，Eve在中國并不是一款受歡迎的遊戲，在Eve玩家中，很多人不明白如何玩"探索計劃"，是以玩是少數人。
《星球大戰前夜》是一款基于太空科幻的多人網絡遊戲，由冰島CCP Games制作，已經發行了近16年。在遊戲中，玩家在7000多個星系中駕駛各種自改裝的飛船，還有各種經濟活動，如采礦、制造、貿易、戰争等。在這個沙盒遊戲中，幾乎所有東西都是通過玩家互動創造的，比如主權糾紛、上司權戰争，沒有劇本，這意味着在這個虛拟世界中需要真正的社交。
但是，遊戲公司可能還希望添加更多真實的内容。2016年，CCP Games與瑞典人類蛋白質繪圖計劃和冰島雷克雅未克大學合作，推出了公共科學項目"發現計劃"。在項目的第一階段，超過30萬名玩家分析了超過3300萬個細胞圖譜樣本，其結果已上傳到公衆"人類蛋白質圖譜資料庫"，并正式發表在Nature Biotechnology上。
一年後，中共啟動了探索計劃的第二階段，與雷克雅未克大學和其他人合作，允許玩家幫助分析資料，以搜尋系外行星，行星圍繞太陽系外的一顆或多顆恒星運作。系外行星的存在在1990年代首次得到證明，自2002年以來，每年都發現20多顆新的系外行星。這次要分析的資料來自法國國家空間研究所和歐洲航天局發射的CoRoT衛星。
複雜的資料和分析過程如何簡化為普通人可以學習和操作的遊戲？
探測系外行星的方法有很多，CoRot的衛星使用"類太陽方法"，其原理是觀察恒星穿過或穿過其表面時亮度的細微變化，其優點是從光度曲線測量行星的大小。它可以與日食過程相比，地球是觀察者，太陽是被觀測的恒星，當月亮經過地球和太陽之間時，會影響地球觀測到的太陽亮度的變化。
然而，在現實中，恒星的亮度曲線的變化不僅受到行星的幹擾。恆星本身的光響不是常數的，會有周期性變化，在衛星觀測和數據收集中不可能避免錯誤。是以，時間下降行星的帶子隐藏在許多"陷阱"中，這些陷阱要求玩家了解基本的常識，并進行更多的訓練來辨識真實性，所有這些都出現在"發現程式"教程中。
在正式開始之前，玩家還需要通過一些簡單的測試，即要區分行星太陽的光度曲線，或者沒有這個過程的曲線，如果是前者，則在塊狀曲線下找到行星的塊狀帶。真正的CoRot望遠鏡收集的資料在通過之前不會被接收。
即使可以提前教學，也如何避免玩家送出的錯誤答案？
"這是一個技術問題，并不複雜。貝葉斯資料科技有限公司創始人鄧喜浩告訴《中國新聞周刊》，他們設計的遊戲"燈塔計劃"旨在讓玩家了解人類發現脈沖星的科學曆史，同時還介紹了與主要故事相關的内聯研究迷你遊戲，即來自印度天文台的資料，玩家可以幫助尋找脈沖星。遊戲通過将相同的資料獨立轉發給多個玩家來避免不正确的資料，以多重驗證分析結果的準确性。
既然入門難度大，玩時間長又覺得乏味，科學遊戲如何吸引玩家呢？遠夏認為，"探索計劃"并不是用來延長玩家玩遊戲的時間，這個項目就是利用大量玩家來縮短科研周期，"我玩這個遊戲，就是獎勵，除了經驗，獎品一般不是在遊戲中買到非常昂貴的裝置， 比如最好的船。"法爾·薩默說。
"研究項目是戰役的亮點，真正讓玩家落後的是燈塔項目的主要故事情節。鄧錫浩坦言，2018年10月，燈塔項目通過全球科學和中國科學院實體研究所科學平台發出邀請，開始公開測試，每天超過1000名玩家的壽命超過10%，已經分析了數十萬資料，"比Foldit高效得多"。"鄧錫浩說。
為了得到及時的回報，鄧錫浩還組建了一批玩家，據他介紹，玩家主要是15~30歲在一二線城市高學曆的人，其中男性約占70%。
瑞典哥德堡大學哲學、語言學和科學理論進階講師克裡斯托·福倫伯格（Christo Fukulenberg）在2016年11月出版的《公共圖書館雜志》（Journal of the Public Library of Science）上寫道，公共科學的概念是由科學研究行業内外的許多參與者發展起來的，其中許多與大型資料集有關。 科學界以外的人被動員起來協助觀察。還有人認為，公共科學是使科學民主化的一種方式，可以影響環境和健康領域的政治決策。
相比之下，這類研究博弈在中國還沒有被提及為"公共科學"層面，更多的是在"科學衆包"或"功能博弈"領域被讨論的。"這種遊戲實際上在科學研究中衆包了大量的人類分析，也就是說，将其分發給遊戲玩家，"胡說。
另一方面，近年來提出了"功能遊戲"的概念。2018年9月，在中國科協主辦的一個會議論壇上，騰訊研究院進階研究員劉瓊介紹了一類"以解決現實社會和行業問題為主要目的"的遊戲，在國外被稱為"功能遊戲"和"嚴肅遊戲"。
"科學應該有更現實和多樣化的發展，"鄧說。在他看來，科學應該是一個産生社會價值的行業，應該有比科普文章和科學冒險項目更多的發展方式。科學是一個能給人帶來快樂的行業，能給人帶來快樂的行業是不可預測的，就像電影永遠不知道自己會有多少票房，科學市場有多大，同樣不可預測。"