我國天文公衆科學的現狀及未來思考

　　大數據天文學時代已然來臨，海量觀測數據亟待破解。公衆科學借助創新技術賦能與應用場景拓展，正成為全民參與宇宙探索的全新範式，中國天文事業也将借此開啟“人人都能做天文”的普惠時代。

　　一、大數據天文學時代與公衆科學的崛起

　　科學曆來被視作人類智慧金字塔尖的明珠，科學探索也常被認為是少數頂尖智者方能勝任的事業。阿基米德、哥白尼、伽利略、牛頓、愛因斯坦等科學巨匠的名字深入人心，他們的探索故事激勵着一代又一代人仰望星空、腳踏實地，持續推動着科學事業的進步。

　　在大衆的刻闆印象中，科學探索距離現實生活遙遠，普通人隻能被動享受科技發展的成果，而科學探索與發現始終是專業科學家的專屬工作。但随着大數據時代的到來，這一認知正在被徹底改變。天文學領域的大尺度巡天設備，如歐盟的Euclid、美國的LSST以及中國的CSST項目，将産生數百PB(1PB=1024TB)的海量觀測數據，這使得科學家在浩瀚的數據海洋中篩選研究對象的難度陡增。

　　為破解大數據時代的科研困境，經過多年實踐，學界形成了兩種核心解決方案：機器學習與公衆科學。其中，機器學習通過應用前沿算法實現數據處理的自動化與高速化;公衆科學則通過優化用戶界面設計，引導大衆參與海量科學數據處理。這一過程無需志願者具備深厚的數學物理背景，隻需通過數據可視化與軟件互動操作，即可實現科學數據預處理的“并行化”，後續再由專業科學家對預處理數據進行深度分析，形成最終科研成果。得益于人腦在靈活性上遠超當前機器學習算法的優勢，公衆科學不僅能獨立應對部分大數據處理問題，還可與機器學習深度結合，讓科研工作更高效、更靈活。

　　二、我國天文公衆科學的發展現狀

　　公衆科學的核心定義是：不以科學研究為職業的科學愛好者，通過腦力勞動為科學研究作出貢獻的活動。簡言之，這是專業科研人員與業餘愛好者之間的協作模式，涵蓋協同觀測、數據分析、分布式計算、民衆科學家主導的問詢等多種形式。

　　随着互聯網技術的飛速發展，數據共享與傳輸愈發便捷，公衆科學已邁入黃金發展期，在多個科學領域均有廣泛應用。其中，宇宙動物園(www.zooniverse.org)是極具代表性的國際公衆科學平台，覆蓋動物學、植物學、天文學、古生物學、文學等多個領域，産出了豐碩成果，諸多研究結論已發表于國際主流科學期刊。

　　我國天文公衆科學事業雖起步較晚，但發展勢頭迅猛。早期的“超新星查找”項目(nadc.china-vo.org/psp/)成功探索出适合我國國情的天文公衆科學發展路徑，相關成果已發表于《Nature》《ApJ》等頂級天體物理學雜志。此後，引力透鏡查找、星系迷宮、星系動物園等一系列項目陸續上線，标志着我國天文公衆科學事業從“單打獨鬥”邁向“項目隊列化、矩陣化”的規範化發展階段。

　　2025年，首屆天文公衆科學大會在大連召開，會上正式發布我國首個天文公衆科學平台(nadc.china-vo.org)，這一裡程碑事件标志着我國天文公衆科學全面實現“破冰”。截至目前，該平台已發布項目9個，在開發項目5個，合作團隊涵蓋專業科學工作者、科普工作者、教育工作者以及廣大天文愛好者和中小學生。平台同步搭建了網頁端、展廳展示器、移動端多渠道入口，是适配移動互聯網時代的創新型實踐，大幅降低了公衆參與門檻。

　　三、我國天文公衆科學的未來發展思考

　　首屆天文公衆科學大會在彙報發展進展、發布公衆科學平台的同時，也聚焦新技術賦能、新場景創新、新挑戰應對三大核心方向，組織不同領域專家開展了深入研讨，為我國天文公衆科學的未來發展指明了方向。

　　(一)新技術賦能：重構公衆參與模式

　　當前，人工智能(AI)技術的應用是前沿熱點，如何借助AI賦能公衆科學，成為本次大會的核心議題之一。從應用場景來看，AI技術可從兩方面助力公衆科學發展：一方面，賦能平台管理與推薦系統。平台可基于用戶過往的參與記錄與貢獻曆史，通過AI完成精準用戶畫像，進而推送其感興趣且擅長的項目，既提升了用戶貢獻的可靠性，又增強了用戶留存度，形成項目與用戶相互促進的良性循環;另一方面，充當互動參與工具。以圖像分類型項目為例，平台可為用戶配備AI智能體，用戶在參與項目的過程中可同步訓練具備個人特性的智能體，後續借助該智能體完成同類項目。通過智能體的反饋，用戶能清晰認知自身短闆并針對性改進，智能體也可随用戶參與深度的提升不斷優化功能，真正讓“人人都能運用人工智能開展天文學研究”落地生根。

　　此外，虛拟/增強/混合現實(AR/VR/MR/XR)技術的普及将為醫患交互帶來全新可能。例如，虛拟現實頭盔可營造沉浸式探索體驗，增強現實眼鏡能幫助用戶利用碎片化時間實時參與項目。但要實現新技術與公衆科學項目的良性融合，還需天文學家、計算機專家、UI設計專家開展跨領域深度合作，确保技術應用真正服務于用戶體驗提升。

　　(二)新場景創新：拓展參與維度與深度

　　天文公衆科學的場景創新可分為廣域拓展與深度拓展兩個維度，核心是實現公衆參與價值的最大化。

　　廣域拓展聚焦參與形式的豐富性與多元化：一是推動交互方式遊戲化升級，擺脫傳統“看圖打标簽”的單一模式，通過遊戲化設計提升參與趣味性與吸引力;二是推動參與者身份轉型，從單純的數據分析者轉變為數據貢獻者。具體而言，天文學家明确觀測目标後，有條件的參與者可利用自有設備開展觀測并提交數據，這種模式對天體時域後随觀測、提升時間分辨率具有重要價值。

　　深度拓展則聚焦公衆對科研過程的深度參與：一方面，深化科學家與參與者的互動維度，從“科學家預設問題、參與者回答問題”的單向模式，轉向雙向互動交流。這使得參與者不僅是數據處理的環節，更成為科研過程的重要組成部分，助力科學家更全面地審視研究課題。國際上，星系動物園項目中“漢尼天體”的發現便是典型案例——參與者發現奇異天體後向科學家咨詢，雙方協作開展研究并成功發表科研論文;另一方面，拓展貢獻方式的深度，引導參與者運用科學家發布的工具開展分布式計算與深度數據分析，替代傳統簡單的界面問答。目前這類項目尚未有典型代表，核心難點在于設計低門檻用戶界面，降低專業科研工具的使用難度，實現參與者的“無痛參與”。

　　(三)新挑戰應對：築牢可持續發展根基

　　我國天文公衆科學的發展機遇與挑戰并存。機遇在于我國擁有完善的互聯網基礎設施、龐大的高素質潛在用戶群體以及海量天文觀測數據;挑戰則集中在宣傳推廣與可持續發展層面，核心是如何擴大用戶覆蓋面、保障參與機會平等，以及構建長效發展機制。

　　保障參與機會平等的關鍵，是推動公衆科學理念與項目從發達地區向欠發達地區下沉。天文學天然的科普屬性為下沉推廣提供了優質載體，而移動互聯網的普及則掃清了技術障礙。因此，動員各級教育部門、天文館、科技館等科普機構協同發力，加大下沉市場推廣力度，是抓住發展機遇、應對推廣挑戰的核心舉措。

　　此外，權益保護是實現可持續發展的重要支撐。本次大會發布的項目構建模闆與開放開發平台，為公衆科學項目建設提供了極大便利，但開發者的權益保護與成果激勵機制仍需完善，可借鑒軟件開源社區的成功經驗搭建長效體系。同時，參與者的隐私與權益保護同等重要：隐私保護需借鑒行業成熟經驗，确保用戶個人信息不被濫用;權益保護則是開放性課題，需通過機制創新激發參與者的持續參與熱情，并引導其主動吸引新用戶加入，為行業發展注入源源不斷的動力。

　　四、總結與展望

　　天文學的發展始終與人類文明進程緊密相連：古代天文學催生曆法，引領人類進入農業文明;近代天文學推動科技革命，助力人類邁入工業文明;現代天文學深化了人類對宇宙與自身的認知，激勵着人類探索星辰大海的夢想。大數據天文學時代為天文學研究帶來了空前機遇與挑戰——機遇在于前所未有的天體多樣性與觀測完備性，将大幅拓展人類對宇宙的認知邊界;挑戰則是如何應對數據洪流，高效提取有效信息。

　　公衆科學是破解海量數據挖掘難題的有效路徑之一，國際上已有Zooniverse等成功案例，國内的NADC天文公衆科學平台也已實現破冰。未來，如何依托新技術、拓展新場景、應對新挑戰，推動我國天文公衆科學高質量發展，成為亟待解決的重要課題。這一課題跨越自然科學、系統工程、社會科學等多個學科領域，需要各界同仁協同合作、凝聚共識。

　　期待各方攜手發力，突破我國天文公衆科學發展中的瓶頸，最終實現“讓每個人更好地享受探索宇宙的樂趣”這一核心願景。