曹俊：移动互联网能造就10,000,000名作者的论文吗？

互联网造就了3千名作者乃至6万名作者的论文，移动互联能不能造就1千万名作者的论文？

欧洲核子中心发现希格斯粒子，不仅科学上的成就万众瞩目，科学组织上的成就也让人惊叹。发现希格斯粒子的两篇独立论文，ATLAS合作组有2932名作者，CMS合作组有2891名作者。为什么会有这么多作者呢？并不是每篇署名3000人的文章都真的有那么多人参与该论文研究，大部分可能连文章讲什么的都不知道。不过，按粒子物理的惯例，只要该论文用到了实验获取的数据，所有参与实验设计、设备研制和运行、软件开发等工作的人，都有权在文章上署名。没有这些人，就不会有实验数据。

加速器和探测器的研制是最关键的。近万名研究人员历时二十多年，建造了周长27公里的大型强子对撞机，研制了分别重7000吨和1万2千吨的ATLAS探测器和CMS探测器。每个部件也都由世界各地的人员合作研制，最后居然能严丝合缝地拼装到一起，这样的庞然大物对粒子迹径能测量到几微米精度，没有互联网，很难想象这些研究人员之间如何交流、如何合作。没有互联网，也许合作的规模要小一个量级，也许根本就不可能采用这种几百个研究机构参与的合作模式。事实上，正是因为合作的需求，促使欧洲核子中心发明了WWW网页技术，推动互联网走进了千家万户。

互联网时代反过来提供了新的合作模式。2008年，华盛顿大学研究蛋白结构的David Baker因工作不顺，想出了个歪点子，不自己去凑蛋白质结构了，转去开发了一款游戏Foldit，就是给定一个目标蛋白，让玩家用各种氨基酸进行组装，最终拼凑出这个蛋白的完全体。这个游戏对全球开放下载，可以在线联网进行游戏，还能上传自己的成绩与全世界玩家进行比拼。一经发布就吸引了全世界闲得蛋疼且有志于蛋白组装事业的好青年们的目光，注册玩家数量迅速达到了24万人。很快，一个个蛋白就在全世界玩家的围攻之下沦陷。有一个蛋白的结构已经困扰了研究者15年之久，作为任务发布到游戏上后仅仅 10 天，就被草根大神们破解。人民万岁！

然后他发了一堆Nature，Science。

在下面这篇Nature论文的作者中，他署上了 “超过57,000个Foldit游戏玩家”。假如这些无名英雄也被承认是作者的话，这可能是作者数最多的论文了。

David Baker所做的，除了写了个勾引人的游戏外，最重要的就是任务分解然后外包。采用这种模式的，还有我们熟知的让大家找星星、找外星人的天文学研究。未来也许会有越来越多的研究项目，打网虫们的主意，甚至打广场舞大妈、渡边太太的主意。

不过，进入移动互联时代，这种外包研究业务大概也快out了。让普罗大众帮忙采集数据才是王道。

你知道你的手机可以用来探测核辐射吗？在前面介绍的ATLAS探测器的最中心，有一个硅像素探测器，长1.4米，直径0.5米，共装有1,744个模块。在每个2厘米x6厘米，重仅2.2克的模块中，有47,268个像素单元，粒子穿过任何一个像素都会被记录下来。

ATLAS硅像素探测器，中间一层蓝色的就是硅传感器。

硅像素探测器的原理几乎跟手机摄像头中的CMOS元件一模一样，只是用不着镜头，而是直接记录粒子穿过CMOS芯片时留下的信号。早在2008年，iphone刚发布不久，智能手机开始火爆，就有先知先觉的人想到利用它干点啥，例如探测核威胁。假如在人流密集的地方有高强度的放射源，周围人的手机都能给出信号，就可实时防范风险。单个手机不行，假信号太多，但大家同时给出信号就可靠了。怎么让手机探测核辐射呢？很简单，先得把摄像头蒙上，光信号比辐射信号强很多，会将它完全淹没。然后去iTune下载一个应用WikiSensor。这个应用将从CMOS上读取信号并处理。

[参见http://www.gizmag.com/wikisense-radiation-detector-app/20294/]

也许蒙上摄像头不是个事儿，不过要当真的话，在手机中再加一片去掉镜头组件的芯片就足够了。雷军说小米手机800万像素的摄像头成本是75元。据说一个廉价的30万像素摄像头现在只要3块钱，人民币，还富余一组镜头。这已经比ATLAS的4.7万像素高6倍了。

最近有一个打手机主意的是研究超高能宇宙线。

[参见http://cn.arxiv.org/abs/1410.2895]

在我们周围充斥着高能宇宙线以及它们在地球大气中打出的次级粒子。发现超高能宇宙线几十年来，它的起源还一直是个谜。既不知道它从哪儿来，也难以理解宇宙中竟然有什么机制，可以把粒子加速到这么高的能量。寻找它的起源一直是粒子天体物理领域的核心问题之一。这些宇宙线的数量随着能量升高急剧减少。在大于10¹⁹eV的超高能区，每平方公里每年只有一个。进入大气层后，宇宙线会打出一大蓬次级粒子，覆盖在很大的面积上。

高能宇宙线簇射示意图

世界上最适合探测超高能宇宙线的地方有两个，一个在南美阿根廷。那里有一个Auger实验，一千多个探测器稀稀拉拉地散布在海拔4000米的高原，分布在3000平方公里的面积上。另一个在青藏高原。折腾了N年，从西藏羊八井到云南香格里拉再到四川甘孜，中国主导的LHASSO实验有望在一年内开始建设，占地1平方公里。

高能宇宙线的流强随能量急剧下降。注意为了显示方便，纵坐标流强上乘了一个E^2.6因子，这样缩小纵坐标的范围。膝区以上，每天每平方米有1个，膝区以下，每年每平方公里才有一个。

用移动互联来研究超高能宇宙线，上文的作者进行了模拟计算，假如一平方公里内有1000部手机做这件事儿，对能量超过10^19.5 eV的宇宙线就能100%探测到。假如有82.5万个手机覆盖825平方公里，那探测效率就跟Auger实验一样了。

我觉得这事儿特别适合中国做，人多面积大，全国上下就是一探测器，可以顶400个Auger！假如担心隐私（需要收集CMOS信号、GPS时间和地点）、耗电等等一系列因素，只有1千万人志愿参与，那也比Auger实验好10倍。假如这件事能成（科学家估计是搞不成的，粉丝太少，柴姑娘大概能成），在找到超高能宇宙线源头的论文中，署名大概是“柴美丽、李英俊、雷布斯、以及10,000,000名智能手机用户”。

科研人员常常担心移动互联时代带来的碎片化，安静阅读文章、静心思考的时间少了。从网络时代就有类似的担心，比如让人痛恨的每天上百个邮件，打碎了我们很多的优质时间。也许我们确实失去了一些老的好习惯，再也不能找回来。不过同时也出现了新的驱动力，从独立思考更多地向交互思考转化。也许将会出现全新的研究模式和思维模式。