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WWT在中国:一个改变了人类探索宇宙方式的少年梦想
微软亚洲研究院
2014年3月18日

想象一下,在宇宙中超光速飞行,访问行星、星云、恒星和小行星将是多么美妙的体验。现在,中国的孩子们已经可以坐在屋子里,仰望穹顶,去探索星球之间无穷的奥秘。

微软研究院微软亚洲研究院中国科学院国家天文台的通力合作下,来自微软研究院的天文数据在线可视化系统万维天文望远镜(WWT)帮助孩子们实现了这一切。  

始于少年的观星与想象

对于少年来说,仰望夜幕中的星群是打发时光的最佳选择——少年时期的Curtis Wong亦如是。在洛杉矶长大的他,时常会凝视星空,遐想这些星星背后的故事。透过朦胧的烟雾,如黑丝绒般的夜空捕捉了他的梦想。这一切促使长大后的他开发了万维天文望远镜应用程序——WorldWide Telescope (WWT) 。

Curtis于1993年就参与了John Dobson’s Universe项目,意在以故事驱动的方式探索宇宙,并以CD-ROM光盘形式展示给公众。很遗憾的是,该项目在中途夭折,但对于Curtis来说,愿景却一直从未改变。

Curtis Wong

而在地球的另一端,中国河北省高阳县东绪口村——华北平原上一个不知名的小村子里,也有一名从小就喜欢天文的少年——崔辰州。崔辰州在小学自然课本中接触到了最早的天文知识,但由于家住农村,他直到大学才接触到天文望远镜。崔辰州对天文产生了浓厚的兴趣,并顺利在国家天文台找到了理想的工作。

亲身经历让崔辰州意识到,很多很多的孩子都像他一样希望能够更深入地探索宇宙,却很难如愿。以前主要是受制于家境贫寒,观测器材贫乏,现在则更多是因为城市光污染和严重的雾霾。兴趣与现实给予崔辰州源源不断的动力,他暗自发誓,一定要为中国的孩子们创造更好地接近宇宙的条件。

(崔辰州)

万维天文望远镜的诞生

2002年,Curtis进入微软研究院工作,并结识了数据库专家、图灵奖获得者Jim Gray。Jim是首批意识到大数据将会对科学研究产生重要影响的人之一,并使用庞大的天文数据集与可视化技术进行合作。

 Curtis认为这是一个圆他多年天文梦想的机会——不仅仅是图像的简单集合,而是给每一个孩子一个可视化的宇宙。就像少年Curtis在雾霾的洛杉矶夜晚所想象的那样,借助巨大的望远镜及专业天文学家的讲解,透过一个清晰的视角来观测夜幕。

其后,Curtis又于2005年招募开发高手同时也是天文爱好者的Jonathan Fay加入团队。Jonathan曾经从事过利用浏览器开发天体3D地图的研究,例如月亮和火星。这一研究在微软技术会议中逐渐得到关注。Curtis认为Jonathan的这项研究可以应用于他心中所想象的终极虚拟望远镜,组织并可视化天文数据,同时提供可互动的故事化叙事能力。

至此,WWT的三大主创人员已经聚首,并在2007年微软研究院一年一度的技术交流盛会TechFest上推出WWT的技术展示。18个20英寸的显示屏组成的壁幕将美妙的宇宙以震撼的方式展现在观众面前。但对于Curtis来说,视觉震撼远远不够,他更希望用户能够与WWT进行互动,动手创造富媒体太空旅程,并从网络上获取数据以不断丰富作品。因此,WWT的主创们强化了它的故事叙述能力,使其具备优越的摄影、注解、动画、旁白和配乐功能。2008年5月,WWT正式对外发布。

重庆遇上西雅图——WWT落户中国

WWT一经发布,就引起中国科学院国家天文台的注意。这时已经加入国家天文台的崔辰州,开始与微软研究院进行联系,并撰写文章,将WWT介绍给中国的读者。其间,微软全球副总裁Tony Hey多次访问中国,与崔辰州等人洽谈合作。崔辰州认为WWT是“虚拟天文台的公众版”,潜力无穷;而如何有效地向公众进行推广,则是让他不断追问自己的问题。慢慢地,他萌生了在学校推广WWT的念头。

2012年春天,崔辰州在参观重庆石新路小学时,偶然间发现它具备利用闲置建筑,打造WWT互动式天象厅的绝佳条件。崔辰州抓住这个灵光一现的念头,积极与相关部门洽谈,并与微软研究院进行合作,最终将想法落地。其中,微软亚洲研究院在中国区域提供了人员、经费和设备的大力支持,而身处美国的Jonathan则在技术上与崔辰州和他的中国虚拟天文台团队进行了长期的沟通。

经过一年多的努力,第一座互动式数字天象厅于2013年落户重庆石新路小学,微软研究院Dan Fay从美国远赴重庆,代表WWT团队参加了这座互动式数字天象厅的落成典礼。

落成典礼的一切对于崔辰州来说,非常难忘:“记得重庆石新路小学的孩子们非常踊跃和兴奋。很多学生和老师在银河群星展现的时候都不约而同地‘哇’了一声。我顿时也产生了一种满足感。他们高昂的兴致和对知识的渴望给我留下了深刻的印象。在科学家与师生见面的环节中,台下举手一片,争先恐后地向参加活动的天文台和高校老师提问。”

崔辰州发现,WWT为孩子们带来一股清新的空气,将孩子们从古板的教育方式中解放出来,更好地激发了孩子们的求知天性:“其中有几个同学仅仅花了不到3天时间就做出一个不错的月球漫游,其中还提到已经升空的嫦娥三号。我们没想到他们能在这么短的时间内就能完成一个质量不错的作品。这一方面说明孩子们的潜力巨大,另一方面也说明WWT的易用性很好。能如此顺利地实现这个项目,与微软研究院及微软亚洲研究院所给予的支持是密不可分的。我还清楚记得炎热的夏天里,来自微软的技术人员为了校准分布在4个方向的投影仪在穹顶投射时影像的拼接而来回忙碌的身影。未来,我们也会继续在推动WWT在中国的普及上开展密切的合作,希望让更多的孩子自由翱翔在群星璀璨的夜空里。”

(学生们在天象厅观看自己制作的星球漫游)

可以说,这座互动式的天象厅与传统的天象厅及科普方式不同,充分调动了学生们对天文的热情和积极性,而且通过制作天象节目能够使他们真正地参与到天文学习中,让孩子们真正地领略宇宙无穷无尽的奥秘,并创造属于自己的太空故事。

微软亚洲研究院学术合作部经理吴国斌作为主要联络人,对这一项目的实现感慨颇深:“一直以来,微软亚洲研究院学术合作部致力于开展与高校之间的联系与合作,希望将优质的科学研究成果与高校共享。自WWT推出以来,学术合作部便开始在中国范围内举办多项活动以促进其在教育办的普及。2010年,我们举办了微软杯WWT大赛,鼓励学生们使用WWT进行天文故事创作;同时,我们每年都会进行教师培训,让WWT走进更多学校中。此次与中国科学院国家天文台通力合作的WWT项目首先面向小学、中学以及大学,这是微软亚洲研究院在开展天文科普教育之路上所迈出的坚实一步。借助在学术界和教育界之间搭建起的桥梁,发挥WWT互动性强等优势,能够将专业的天文科学知识通过一种可视图像的方式为天文爱好者呈现出一片璀璨的星空。重庆石新路小学成功落成第一座WWT互动式数字天象厅正是微软亚洲研究院不断努力的重要见证,也是为之后进一步推动天文教育和科学普及奠定的一块基石。”

(微软亚洲研究院学术合作部经理吴国斌,黄婷婷与一位同学在天象台观看星空)

跨界合作,推广中国的“虚拟宇宙”

从2008年开始,以崔辰州为代表的国家天文台与微软研究院合作推广WWT,至此5年有余。WWT在中国的推广将天文学家、计算机科学家、软件专家、教育学家、媒体甚至公众等多领域的人物聚集在一起,竟也如此一帆风顺,自然天成。崔辰州在与微软亚洲研究院合作期间,与微软亚洲研究院学术合作部的多位同事成为好友。

促进中国天文教育事业的共同愿景使科研人员们一齐努力着,并将不断地尝试与开拓。对于WWT的持续推广,崔辰州也有着明确的规划:“我们现在正在思考第二座天象厅的选址问题。为了让第二座天象厅起到更好地示范和带动作用,我们希望能够在北京选择一所有影响力的中学。而在之后的推广阶段,我们也期待实现对国内大学的拓展。”

对于微软亚洲研究院而言,能够将科技与知识以可控的成本及高性价比推广到中国更广袤的疆土上,并引导更多的年轻人加入到科研的队伍中,意义非凡。微软亚洲研究院学术合作部总监潘天佑表示:“微软亚洲研究院始终关注并努力践行科普的理念。我们希望能够使微软的万维天文望远镜技术成为中国公众科学教育和普及的理想工具,将牛郎织女星的变迁轨迹等中国天象的天文数据整合到微软万维天文望远镜中,从而为每个人都打开一扇通向浩瀚、神奇的宇宙之门,激励年轻人的创新精神,培养中国未来的天文学家。”

 现在可以看到,这一切努力都是值得的:孩子们只要仰起头,就可以裸眼观测夜晚的星空,并将这些图像无缝放大到哈勃望远镜所能达到的精准细节。无论是仅仅想一饱3D太空的震撼视觉效果,还是想认真地研究某一特定天体的细节,借助WWT及互动式数字天象厅,都能让他们畅快地在宇宙中翱翔。谁能想到,这一切都源于一个少年期望改变人类探索宇宙方式的梦想。但可以肯定的是,这些科研追梦人将一直走下去,让”虚拟宇宙“点亮更多学校的穹顶,星汉灿烂,隽永不息。

注:本文部分事实参考《To the edge of the universe and back again》及《万维天文望远镜在中国

相关人物
  • Curtis Wong 微软研究院首席研究员
  • Jonathan Fay 微软研究院首席软件架构师
  • Jim Gray 微软研究院已故首席研究员,图灵奖得主
  • 崔辰州 中国科学院国家天文台信息与计算中心