2018年2月13日14点12分50秒,一个金属质感的声音在哈萨克斯坦拜科努尔航天发射中心内回响:“倒计时,十、九、八……”
斜背双筒望远镜、头戴翻皮帽的德国马克斯·普朗克研究所所长、鸟类学家马丁·维克尔斯基(martinwikelski)屏住了呼吸。在16年的艰苦努力后,他终于等到了真相揭晓的时分。
尽管天气严寒,他也决不肯错过这个位于哈萨克斯坦腹地积雪的大草原上的俄罗斯发射基地。1961年,第一个登上太空的宇航员尤里·加加林就是从这里出发的;2016年,法国宇航员托马·佩斯凯(thomaspesquet)第一个在这里进行了“木头人挑战”(mannequinchallenge),这种社交网站上流行的挑战游戏要求网友自拍一段几分钟内保持不动的视频。而今天,维克尔斯基专程来此见证一次特殊的火箭发射,那是他自己的火箭。
最后几秒的倒计时长如几个小时,随后飞行器轰然离地,卷起火云。那位德国鸟类学家和他的同事们这才发出一片欢呼声:在野生动物追踪领域最重要的技术进步——太空辅助动物研究国际合作项目(icarus)——此时此刻变为现实。
“联盟号”(soyouz)火箭将一条200公斤重的接收天线经由卫星轨道送至国际空间站。一旦架设成功,这套装置就能追踪生物学家们事先安置在鸟、蝙蝠、海龟等各类野生动物身上的共1500万枚gps发射器。研究者将由此获得这些地球动物群的生活模式及迁徙的海量相关信息。这件科学神器能帮助研究者更多地了解许多濒危动物的生存状况,也能预测如禽流感那样的重大疾病的传播。
为了收集动物迁徙的数据,生物学家和博物学家往往需要动用不同寻常的想象力,icarus项目正是其中一例。其实,近年来研究人群的科学家也面临着类似的问题。我们要怎样记录在火车站或大型商业中心内部人类个体的移动轨迹?我们应该像生物学家对海龟做的那样,在行人的脚踝上安装gps发射器吗?好在事实上这要简单得多,因为大多数人类走到哪儿都自带gps装置——他们的手机。
第一次靠这种定位系统获取数据的行人研究于2008年发表在著名的《自然》杂志上。在6个月时间里,一位名叫巴拉巴西的学者(我们后面还会谈到他)从一个美国移动服务运营商的数百万用户中随机抽取了10万人作为样本,分析他们的运动轨迹并得出结论:人类的活动比动物的更易于预测,无非是通勤、干活、睡觉……几乎能精确到分钟。
这项研究充分展现出这种数据获取方法的巨大潜力:记录数以万计的个体在城市内的穿梭轨迹,这不正是大众行为研究学者的梦想吗?然而这个方法很容易招致科学伦理委员会的干预。人毕竟不同于鸽子,我们不大喜欢被监视。面对这种批评,研究者们辩称,所有数据来源都是匿名的,而且科学家无从得知每一台设备后面到底是谁。可是这个方法太容易引起争议,还是少用为妙。
如果没有定位技术,那该怎么办?比如警方和工会如何统计游行示威的人数?抛开gps或其他高科技手段,他们采用的方法可谓人工的或“手动的”。统计者走上街头,站在游行队伍旁边,实时统计从面前经过的一排排游行者的人数。这边一百,那边两百,总共差不多一百万?理论上说,这样的计数方法确实能得到一个大概数字,但在实践中,不同立场统计者的系统性误差会导致统计数据过高或过低。不同来源的统计数据有可能相差巨大,甚至达到荒唐的地步。
举几个最离谱的例子,2013年5月法国的“为全民示威”游行中,警方数据说15万人参加,示威组织者说有100万;2016年反对劳动法的大游行,各种数据中最低的说有12万参与者,最高的说有130万。老实说,上述情况中警方发布的数字似乎离事实更近。好在这种分歧即将终结。2018年起,大部分法国媒体都配备了自动计数系统。由“欧合眼”(eurecam)公司开发的数字化传感装置可悬放在人群经过的道路上方,能清点所有从它与道路间的垂直线处通过的人数。2017年1月,巴黎发生反对埃马纽埃尔·马克龙自由主义政策的大游行。借助于这一仪器,人数统计精确到了个位:共有8256人,与法国总工会宣称的4万人相去甚远。
说到底,大众研究学者运用得最普遍的数据收集方法还是视频捕捉。我读博士期间就整天与我的摄像机为伍,它高居图卢兹市内不同的阳台或各种建筑物的屋顶,寻找着记录人群活动的最佳角度。如你所知道的那样,拍摄完成后是漫长得似乎没有尽头的人工数据整理阶段,直到数周以后得出行人的数量、流向和轨迹。
于不同寻常之地,行超乎常规之事。2008年2月的某一天,我安身于23米高的庄严雄伟的图卢兹市政厅屋顶之上……
“峰”会
很难找到比这里更好的视角了:在我下面,12000平方米的图卢兹市政厅广场为壮丽的红砖建筑环绕。它历经8个世纪的风雨,是革命、庆典和血腥镇压轮番上演的场所。1808年,就是在这里的一个阳台上,无所不能的法兰西皇帝拿破仑·波拿巴向他的子民挥手致意;1944年,图卢兹解放的第二天,戴高乐将军也曾在这里现身;2008年,同样是在这个市政厅,两个博士生拍下了过往人群。何等的丰功伟绩!
伴我左右的依然是西蒙,他是我忠实的探险搭档。我们就好比玛丽·居里和皮埃尔·居里,或是詹姆斯·沃森与弗朗西斯·克里克,不过考虑到研究的分量,也许把我们比作《丁丁历险记》中杜邦和杜庞更为恰当。
我们在市政厅屋顶上的工作单调到了催眠的程度。我俩整天就坐在楼顶的通风管道和无线电天线中间,每过60分钟左右录像带用完后就换一盘。我们如此无聊,连市政厅广场上的鸽子都看不下去了。
我们本来是想观察在无障碍物的广场环境中,行人相遇时如何避让。结果在数据分析环节,我们却发现了一个重要问题:这样的环境中很少有单独行动的行人。大家通常成群结队,情侣或朋友三三两两,还有旅行团成群走过。这让分析陷入困境。到目前为止,所有我知道的分析手段都假定人群中的个体是单独行动的。我绝望地在各类方法论中翻找了一阵,试图抹掉这些行人小团体给我的数据分析带来的影响,却徒劳无功。我这才意识到,还没有任何过往研究留意过这一现象。
我曾因为缺乏可靠资料而差点放弃这个项目。这属于新手常见错误。对一个中学生来说,找不到参考资料的题目最好不要碰,而对于一个科学研究者来说恰恰相反。已知信息越少的领域,越可能完成突破性发现。幸好同事们拦住了我,没让我犯傻。这些行走在广场上的三三两两的小团体不仅不能被抛开,而且应该成为我研究的焦点。
通过进一步分析数据我们得知:行人中五成左右是由两人、三人或四人组成的小团体。人们一起走会比单独走更慢,通常会迁就同伴中走路最慢的那一个。而且行人小团体会形成特定的形状,呈“v”字形前进:在“v”字形两侧行走的人前后离得近,而位于中心点的人略滞后于其他人。这也不是什么诺贝尔奖级别的大发现,我自忖。
不过苏黎世物理实验室主任德克·赫尔宾却不这么看。“不可思议啊……”他在我解释实验结果时轻叹道。“他一定是故意夸张来逗我开心。”我心想。我实在看不出这个不起眼的小结论有什么吸引人的地方。值此契机,他向我解释了大众研究的方方面面。
观念之战
要理解赫尔宾为何对我的结论如此兴致勃勃,我们还得回到60年前大众研究刚兴起时,去追溯它的历史。大众研究起初是工程师和物理学家关心的话题。随着城市化的加速,第一批针对城市中心步行者行走习惯的研究应运而生。早期大众研究者因此获得了一些基础认知,如人群密度越大则移动速度越慢。