冷战红利之气象科学与大数据技术

编辑时间: 2016-05-31 22:36:29    关键字:

 今天的90后对“冷战”这个词可能会感到陌生,但对新中国成立后成长起来的那一代人来说它却是人生前40年里不可分割的一部分。二次大战结束后世界形成了两大阵营:以美国为首的北大西洋公约组织和以苏联为首的华沙条约组织。以后虽然没有发生第三次世界大战,但两大阵营之间的冷战一直不断。其中对世界和平以至人类生存威胁最大的是美苏之间的核武器竞赛。

到了1980年代,苏联已完全掌握了弹道导弹技术。这意味着它有能力用火箭将多弹头导弹送入太空,然后飞到美国头顶再放射多个弹头重返大气层同时对几个目标进行核打击。这一冷战新发展带来的威胁震惊了美国朝野。刚上任不久的里根总统1983年为此提出了SDI(Strategic Defense Initiative)战略防御计划。(见下图)
冷战红利之气象科学与大数据技术
冷战红利之气象科学与大数据技术
由于这个“战略防御”计划的核心目标是将苏联发射的弹道导弹毁灭于太空,SDI计划后来被俗称为星球大战(Star Wars)计划。在战略防御上讲,它是一个以宇宙空间为主要基地,由全球监视、预警与识别系统、拦截系统以及指挥、控制和通讯系统组成的多层次太空防御计划。它的实现需要包括火箭技术、航天技术、高能激光技术、微电子技术、计算机技术,以及卫星系统全球定位等组成的高技术群。同时,所有这些航天技术都离不开气象学及对大气的研究。航天科学中最难解决但又必须应对的就是大气层。我的一个曾在美国航天局(NASA)工作过多年的气象学博士朋友告诉我:“没有大气,一切问题就简单了。大气是不透明的。如果没有大气,从卫星上照相或测量地面的物体,应该没有什么难度。发射卫星也一样,没有大气,牛顿时代就能解决问题;只需要火箭技术上达到三个宇宙速度就可以了:达到第一宇宙速度,可进入地球轨道环绕飞行;达到第二宇宙速度,脱离地球,进入太阳系;达到第三宇宙速度,脱离太阳系飞向太空。而现实的复杂性和不确定性,全是因为大气。而大气科学,或气象学本身的研究,就涉及到所有的最新科技和最新科学:比如有卫星气象学,激光气象学,雷达气象学等。计算机在气象学中的应用就更不用说了。”
为了实施星球大战计划,美国倾全国财力并聚集了最优秀的科技人才在短期内解决了一大批技术难关,包括海量数据处理和分析。精准打击太空中的导弹必须要能随时定位和把握气象条件(如温度、气流、风向等)。一般人都以为星球大战计划的参与者都是航天、火箭和计算机专家。实际上,还有相当大的一部分人是气象学家或者大气科学家。气象学在航天工业中研究的主要任务之一就是处理和分析通过各种手段得到的海量的气象数据。美国最大的超级电脑(super computer)大多用在美国航天局的气象数据分析上。同样,中国银河计算机的第一用户也是气象学。而且这些计算机能力仍不能满足气象资料分析处理的需求。比如说,从开始只能分辨地球的海洋和陆地到后来可以辨认一个人在树下抽烟,数据量的增长、数据处理和分析的能力的提高不知有多少个当量级。相比之下,今天的商业大数据应用案例应该是小巫见大巫了。航天事业中大气数据处理和分析乃是名副其实的大数据技术应用。
1991年底苏联解体了,柏林墙倒了,冷战结束了。星球大战计划最后由于各种因素没有完成。但该计划实施期间开发的一系列高科技成为了“冷战的红利”。这之后,美国政府实施了大规模军转民的项目,向民间输送了大批科技人员并公开了一批高科技,带动了一轮经济发展。大数据技术正是其中的一部分。比如今天到处使用的汽车导航GPS就是受惠于当年通过卫星建立的全球定位系统。气象数据的公开和共享也极大地推动了气象预报行业的发展。很多为星球大战计划提供硬软件技术支持的大公司如IBM推出了“大数据”的理念。虽然概念非常含混,大数据作为一个商业用语在2010以后被炒作得如火如荼。
2012年奥巴马政府提出的政府大数据战略也受到了冷战红利思维的影响。时任白宫首席技术官(CTO)的韩国后裔帕克(Todd Park)是政府大数据计划的主要幕后推手之一。2012年在笔者参加的一次会议上,帕克引述了冷战结束后政府把气象和卫星数据向民间开放推动了信息行业创新发展的例子。而白宫将政府各部门的行政管理数据公开和共享正是为了推动民间应用大数据技术促进互联网经济的发展。Data.gov正是美国政府大数据战略实施的第一步,与当年释放冷战红利是异曲同工。
美国的星球大战计划绝不仅是一个单纯的军事战略防御计划。美国战后的几项国防战略计划(包括阿波罗登月计划)除了具有加强国防的重要作用外,还带动了一大批高科技群的发展,以保持其在经济、军事、科学技术等方面的领先地位。近年来,国内的互联网经济、电子商业、大数据应用有了突飞猛进的发展。我们也是在搭乘美国的“快车”并分享了“冷战红利”。

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