戈尔数字地球的讲话.pdf

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美国副总统-戈尔关于“数字地球”的讲话

一场新的技术革新浪潮正允许我们能够获取、储存、处理并显示有关地球的空前浩瀚的数据以及广

泛而又多样的环境和文化数据信息。大部分的这类数据是“参照于地理坐标的”,即数据的地理位置是参

照于地球表面的特定位置。

充分利用这些浩瀚的数据的困难之处在于把这些数据变得有意义——即把原始数据变成可理解的信

息。今天,我们经常发现我们拥有很多数据,却不知如何处置。有一个很好的例子可以说明这一点。陆地

卫星(LANDSAT)是设计来帮助我们了解全球环境的,它在两星期内将全球拍摄一遍,并已经这样持续收集

图像数据二十多年了。尽管存在着对这些数据的大量需求,但是这些图像的绝大部分并未使任何一个人的

任何一个神经细胞兴奋起来——它们仍静静地躺在电子数据仓库里。正如我们过去一个时期的农业政策一

样,一方面生产的粮食被堆积在中西部的粮食仓库里霉烂,另一方面却有数百万人被饿死。现在,我们贪

婪地渴求知识,而大量的资料却闲置一边,无人问津。

把信息显示出来能部分地解决这个问题。有人曾经指出,如果用计算机术语来描述人脑,人脑似乎有

较低的比特率和很高的分辩率。比如,研究人员很早就知道,在短时记忆中,人们很难记住七个以上的事

项,这就是比特率低下。另一方面,如果把大量的数据相互关联地排列成可辩认的图案——如人脸或是星

系,我们却能在瞬间理解数十亿比特的信息。

目前人们通用的数据操作的工具--如象在Macintosh和Microsoft操作系统上所用的被称为“台式隐

喻(desktopmetaphor)”的图形工具等--都不能真正适应这一新的挑战。我相信我们需要一个“数字地

球”,一种关于地球的可以嵌入海量地理数据的、多分辨率和三维的表示。

比如,可以设想一个小孩来到地方博物馆的一个数字地球陈列室,当她戴上头盔显示器,她将看到就

象是出现在空中的地球。使用“数据手套”,她开始放大景物,伴随越来越高的分辨率,她会看到大洲,

随之是区域、国家、城市、最后是房屋、树木以及其它各种自然和人造物体。在发现自己特别感兴趣的某

地块时,她可乘上“魔毯”,即通过地面三维图像显示去深入查看。当然,地块信息只是她可以了解的多

种信息中的一种。使用数字地球系统的声音识别装置,小孩还可以询问有关土地覆盖、植物和动物种类的

分布、实时的气候、道路、行政区线,以及人口等方面的文本信息。在这里,她还可以看到自己以及世界

各地的学生们为“全球项目”收集的环境信息。这些信息可以无缝地融入数字地图或地面数据里。用数据

手套继续向超连结部分敲击,她还可以获得更多的有关她所见物体的信息。比如,为了准备全家去国家黄

石公园渡假,她策划一个完美的步行旅游,去观看刚从书中读到的喷泉、北美野牛和巨角岩羊。甚至在离

开她家乡的地方博物馆之前,她就可以把要去步行旅游的地方从头到尾地浏览一遍。

她不仅可以跨越不同的空间,也可以在时间线上奔驰。为了去参观卢浮尔宫,她先在巴黎作了一番虚

拟旅游之后,又通过细读重叠在数字地球表面上的数字化地图、时事摘要、传说、报纸以及其它第一手材

料,她便回到过去,了解法国历史。她会把其中一些信息转送到自己的Email库里,等着以后研读。这条

时间线可伸回很远,从数日、数年、数世纪甚至到地质纪元,去了解恐龙的情况。

显然,这不是一个政府机构,一个产业或一个研究单位能担负起的事业。就象万维网(WWW)一样,

它需要有成千上万的个人、公司、大学研究人员以及政府机构参加的群众性努力。虽然数字地球的部分数

据将是公益性的,但是也有可能成为数字化市场,一些公司可将大批的商业图像从中出售,并开展附加值

信息服务。它也可能形成一个“合作实验室”——一个没有墙的实验室,让科学家们去弄清人与环境间的

错综复杂的奥妙。

数字地球所需要的技术

虽然这一方案听起来活象科幻小说一样,然而建设数字地球的大部分技术和能力或是已经具备或是正

在研制。当然,数字地球本身的能力也将随着时间的推进而不断增强,2005年时的数字地球与2020年的

相比较,前者就会显得初级多了。下面是几项所需要的技术:

计算科学:在发明计算机之前,以实验和理论研究的方法来创新知识都很受局限。许多实验科学家想研究

的现象却很难观察到——它们不是太小就是太大,不是太快就是太慢,有的一秒钟之内就发生了十亿次,

而有的十亿多年才发生一次。另一方面,纯理论又不能预报复杂的自然现象所产生的

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