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从电子游戏中诞生的论文

2021-07-09江一

科学之谜 2021年4期
关键词:星战怪兽科学家

江一

玩游戏可以写论文?确实如此,而且还是篇能发在世界顶级期刊《自然》和《科学》上的高质量论文。现在行动起来,说不定下一次,你的游戏ID就能出现在文章作者栏中。

游戏玩家“写”论文

2010年7月、8月,一个科研团队先后在《自然》和《科学》杂志上发表了两篇文章,这两篇文章的作者人数可算开创了记录,足足高达5.7万名,论文的作者所属科研机构处则写着“全世界”。这是什么意思,难道真有这么多人共同进行了某一项不为人知的“秘密研究”?

其实,5.7万名作者指的是一款游戏的玩家。美国华盛顿大学的一些计算机学家和生物化学家开发了一款名为Foldit的游戏,这是一个进行蛋白质折叠的电子游戏,给玩家提供一些“氨基酸”和“多肽”,让他们试着组装出简单的蛋白质结构。玩家组装出的“蛋白质”越接近真实的蛋白质结构,得分就会越高。

在通常的实验中,生物学家会根据DNA序列和蛋白质组装规则等原理来猜测一个新蛋白质的结构,这个过程单调又缓慢,而通过这款游戏,玩家们集思广益,比几个科学家苦思冥想的速度快得多。比如艾滋病病毒在活体细胞中用于自我复制的逆轉录酶,这是RNA病毒具有感染性最关键的一种酶,科学家们花了15年的时间都搞不清楚这个蛋白质的三维结构,但在游戏中,玩家们仅用了10天时间就“拼出”了逆转录酶的结构,这一结构随后通过实验得到了证实。了解了逆转录酶的结构后,科学家们将能更快地开发出具有针对性的药物。

有了这个游戏,当科学家们再发现新蛋白质时,只要将原料提供给玩家,将能在短时间内获得大量蛋白质的可能结构,科学家只需要再验证其中符合规则的结构即可,这将大大缩短新蛋白质结构的研究时间。目前,这个游戏已被用于寻找艾滋病、疟疾、癌症、阿尔茨海默病以及其他疾病的致病相关蛋白等研究中了。

玩家用Foldit拼出的蛋白质结构图

无独有偶,2014年,一篇题为《来自大型开放实验的RNA设计规则》的论文发表在美国期刊《国家科学院院刊》上,署名作者多达3.7万人,他们的名字都在附录中被写了出来,这一大批人也是一个名为《EteRNA》的游戏的玩家。这个游戏是由美国卡内基梅隆大学的两位教授开发的,玩家在游戏前将获得有关RNA分子结构的基础知识,之后根据指令将RNA分子折叠成稳定的结构。与此同时,实验室的工作人员也将测试玩家们创建的分子结构,并将测试结果与新一轮任务发回给玩家。玩家们的“成果”最后就汇聚成了这篇论文。

游戏论文等你来“写”

如果你也有兴趣来一起参与这样有趣的工作,有的是机会让你大显身手,因为现在有越来越多的游戏论文在等待着玩家们的参与。

在传染病大流行期间,人们对于病毒传播和谣言散布会做出怎样不同的行为呢?这种研究很难在现实生活中模拟和复制,但在电子游戏中,研究者们得到了答案。

美国罗格斯大学的流行病学家尼娜·费弗曼和埃里克·洛夫格伦曾发表过一篇讨论人们在疫情期间各类行为的论文,他们的灵感来源于一款知名游戏《魔兽世界》。2005年,《魔兽世界》新推出了一种怪兽,它能施放一种叫做“腐败的血液”的虚拟病毒,通过消耗玩家的体力“杀死”玩家。这种虚拟病毒与真实病毒相似,它能在人群中传播,形成瘟疫,即使没有遭受怪兽的直接攻击,一旦接触到“带毒者”,玩家也可能会染病并忽然“死去”,因此当时许多玩家对这个新怪兽意见很大。但这对费弗曼和洛夫格伦来说是个好消息,他们意识到,玩家在游戏中的表现极可能代表现实生活中的行为。

玩《星战前夜》,与天文学家一起探索宇宙

事实上也确实如此:有些玩家会听从开发商的警告,远离感染区,防止自己染病;有些人则带着强烈的好奇心和莫名其妙的自信,故意前往感染区;有些“带毒者”会故意靠近人群,以传染更多的人,这类人我们在新闻报道中也曾见到;更多的人愿意投身到“疾病”的治疗工作中。

费弗曼和洛夫格伦并不满足于这种表面的研究成果,他们还想进一步研究那些故意前往感染区和故意感染他人的“玩家”究竟出于什么心理,是否可以在现实生活中避免这种现象的发生。为此,他们正在与《魔兽世界》的开发者协商,再投放一种模拟病毒,让他们继续研究。也许不久后,玩家们将能在游戏中见到新型“病毒”。

美利坚大学的研究者最近推出了一款叫做Factitious的小游戏,要求玩家阅读一篇与疫情相关的短文,然后确定它是真实的还是虚假的新闻,并为它的可信程度打分。通过玩家们的打分情况,研究者能从中分析人们对谣言和真相的甄别能力,有助于科学家们写出能与谣言对抗的可信度更高的文章。

除了生物学家,天文学家也开始“使唤”游戏玩家作为“免费劳动力”了。冰岛雷克雅未克大学的天文学家与游戏《星战前夜》的开发公司合作,让玩家们共同参与搜索太阳系外行星的工作。《星战前夜》是一款以太空科幻为背景的游戏,游戏中,玩家驾驶各式自行改造的舰船在许多个行星系中穿梭,还可以进行各种活动,如采矿、制造、贸易等。而研究者们就在游戏中设置了一个小任务,将望远镜实际收集到的数据发送给玩家,他们通过分析数据完成任务,最后根据任务的完成度获得一些游戏道具作为奖励。

《魔兽世界》中施放“腐败的血液”的怪兽

为了完成任务,玩家们需要事先学习一些基础知识,比如恒星亮度在有行星横穿或路经其表面时会发生怎样的变化,类似月食发生时,地球上的人们观测到的太阳亮度的变化。正式开始前,玩家还需先通过一些简单的测验,通过后才会接到真正的望远镜收集到的数据。

2018年10月,游戏任务正式发布了,至今已有千余名玩家会固定完成相关任务,现已分析了几十万条数据。如果你也对相关知识感兴趣,不妨也加入进来吧。未来,也许将会有越来越多的游戏成为科学家的“实验室”,而游戏玩家也能从游戏中收获到更多的知识。

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