我国天文公众科学的现状及未来思考

　　大数据天文学时代已然来临，海量观测数据亟待破解。公众科学借助创新技术赋能与应用场景拓展，正成为全民参与宇宙探索的全新范式，中国天文事业也将借此开启“人人都能做天文”的普惠时代。

　　一、大数据天文学时代与公众科学的崛起

　　科学历来被视作人类智慧金字塔尖的明珠，科学探索也常被认为是少数顶尖智者方能胜任的事业。阿基米德、哥白尼、伽利略、牛顿、爱因斯坦等科学巨匠的名字深入人心，他们的探索故事激励着一代又一代人仰望星空、脚踏实地，持续推动着科学事业的进步。

　　在大众的刻板印象中，科学探索距离现实生活遥远，普通人只能被动享受科技发展的成果，而科学探索与发现始终是专业科学家的专属工作。但随着大数据时代的到来，这一认知正在被彻底改变。天文学领域的大尺度巡天设备，如欧盟的Euclid、美国的LSST以及中国的CSST项目，将产生数百PB(1PB=1024TB)的海量观测数据，这使得科学家在浩瀚的数据海洋中筛选研究对象的难度陡增。

　　为破解大数据时代的科研困境，经过多年实践，学界形成了两种核心解决方案：机器学习与公众科学。其中，机器学习通过应用前沿算法实现数据处理的自动化与高速化;公众科学则通过优化用户界面设计，引导大众参与海量科学数据处理。这一过程无需志愿者具备深厚的数学物理背景，只需通过数据可视化与软件互动操作，即可实现科学数据预处理的“并行化”，后续再由专业科学家对预处理数据进行深度分析，形成最终科研成果。得益于人脑在灵活性上远超当前机器学习算法的优势，公众科学不仅能独立应对部分大数据处理问题，还可与机器学习深度结合，让科研工作更高效、更灵活。

　　二、我国天文公众科学的发展现状

　　公众科学的核心定义是：不以科学研究为职业的科学爱好者，通过脑力劳动为科学研究作出贡献的活动。简言之，这是专业科研人员与业余爱好者之间的协作模式，涵盖协同观测、数据分析、分布式计算、民众科学家主导的问询等多种形式。

　　随着互联网技术的飞速发展，数据共享与传输愈发便捷，公众科学已迈入黄金发展期，在多个科学领域均有广泛应用。其中，宇宙动物园(www.zooniverse.org)是极具代表性的国际公众科学平台，覆盖动物学、植物学、天文学、古生物学、文学等多个领域，产出了丰硕成果，诸多研究结论已发表于国际主流科学期刊。

　　我国天文公众科学事业虽起步较晚，但发展势头迅猛。早期的“超新星查找”项目(nadc.china-vo.org/psp/)成功探索出适合我国国情的天文公众科学发展路径，相关成果已发表于《Nature》《ApJ》等顶级天体物理学杂志。此后，引力透镜查找、星系迷宫、星系动物园等一系列项目陆续上线，标志着我国天文公众科学事业从“单打独斗”迈向“项目队列化、矩阵化”的规范化发展阶段。

　　2025年，首届天文公众科学大会在大连召开，会上正式发布我国首个天文公众科学平台(nadc.china-vo.org)，这一里程碑事件标志着我国天文公众科学全面实现“破冰”。截至目前，该平台已发布项目9个，在开发项目5个，合作团队涵盖专业科学工作者、科普工作者、教育工作者以及广大天文爱好者和中小学生。平台同步搭建了网页端、展厅展示器、移动端多渠道入口，是适配移动互联网时代的创新型实践，大幅降低了公众参与门槛。

　　三、我国天文公众科学的未来发展思考

　　首届天文公众科学大会在汇报发展进展、发布公众科学平台的同时，也聚焦新技术赋能、新场景创新、新挑战应对三大核心方向，组织不同领域专家开展了深入研讨，为我国天文公众科学的未来发展指明了方向。

　　(一)新技术赋能：重构公众参与模式

　　当前，人工智能(AI)技术的应用是前沿热点，如何借助AI赋能公众科学，成为本次大会的核心议题之一。从应用场景来看，AI技术可从两方面助力公众科学发展：一方面，赋能平台管理与推荐系统。平台可基于用户过往的参与记录与贡献历史，通过AI完成精准用户画像，进而推送其感兴趣且擅长的项目，既提升了用户贡献的可靠性，又增强了用户留存度，形成项目与用户相互促进的良性循环;另一方面，充当互动参与工具。以图像分类型项目为例，平台可为用户配备AI智能体，用户在参与项目的过程中可同步训练具备个人特性的智能体，后续借助该智能体完成同类项目。通过智能体的反馈，用户能清晰认知自身短板并针对性改进，智能体也可随用户参与深度的提升不断优化功能，真正让“人人都能运用人工智能开展天文学研究”落地生根。

　　此外，虚拟/增强/混合现实(AR/VR/MR/XR)技术的普及将为医患交互带来全新可能。例如，虚拟现实头盔可营造沉浸式探索体验，增强现实眼镜能帮助用户利用碎片化时间实时参与项目。但要实现新技术与公众科学项目的良性融合，还需天文学家、计算机专家、UI设计专家开展跨领域深度合作，确保技术应用真正服务于用户体验提升。

　　(二)新场景创新：拓展参与维度与深度

　　天文公众科学的场景创新可分为广域拓展与深度拓展两个维度，核心是实现公众参与价值的最大化。

　　广域拓展聚焦参与形式的丰富性与多元化：一是推动交互方式游戏化升级，摆脱传统“看图打标签”的单一模式，通过游戏化设计提升参与趣味性与吸引力;二是推动参与者身份转型，从单纯的数据分析者转变为数据贡献者。具体而言，天文学家明确观测目标后，有条件的参与者可利用自有设备开展观测并提交数据，这种模式对天体时域后随观测、提升时间分辨率具有重要价值。

　　深度拓展则聚焦公众对科研过程的深度参与：一方面，深化科学家与参与者的互动维度，从“科学家预设问题、参与者回答问题”的单向模式，转向双向互动交流。这使得参与者不仅是数据处理的环节，更成为科研过程的重要组成部分，助力科学家更全面地审视研究课题。国际上，星系动物园项目中“汉尼天体”的发现便是典型案例——参与者发现奇异天体后向科学家咨询，双方协作开展研究并成功发表科研论文;另一方面，拓展贡献方式的深度，引导参与者运用科学家发布的工具开展分布式计算与深度数据分析，替代传统简单的界面问答。目前这类项目尚未有典型代表，核心难点在于设计低门槛用户界面，降低专业科研工具的使用难度，实现参与者的“无痛参与”。

　　(三)新挑战应对：筑牢可持续发展根基

　　我国天文公众科学的发展机遇与挑战并存。机遇在于我国拥有完善的互联网基础设施、庞大的高素质潜在用户群体以及海量天文观测数据;挑战则集中在宣传推广与可持续发展层面，核心是如何扩大用户覆盖面、保障参与机会平等，以及构建长效发展机制。

　　保障参与机会平等的关键，是推动公众科学理念与项目从发达地区向欠发达地区下沉。天文学天然的科普属性为下沉推广提供了优质载体，而移动互联网的普及则扫清了技术障碍。因此，动员各级教育部门、天文馆、科技馆等科普机构协同发力，加大下沉市场推广力度，是抓住发展机遇、应对推广挑战的核心举措。

　　此外，权益保护是实现可持续发展的重要支撑。本次大会发布的项目构建模板与开放开发平台，为公众科学项目建设提供了极大便利，但开发者的权益保护与成果激励机制仍需完善，可借鉴软件开源社区的成功经验搭建长效体系。同时，参与者的隐私与权益保护同等重要：隐私保护需借鉴行业成熟经验，确保用户个人信息不被滥用;权益保护则是开放性课题，需通过机制创新激发参与者的持续参与热情，并引导其主动吸引新用户加入，为行业发展注入源源不断的动力。

　　四、总结与展望

　　天文学的发展始终与人类文明进程紧密相连：古代天文学催生历法，引领人类进入农业文明;近代天文学推动科技革命，助力人类迈入工业文明;现代天文学深化了人类对宇宙与自身的认知，激励着人类探索星辰大海的梦想。大数据天文学时代为天文学研究带来了空前机遇与挑战——机遇在于前所未有的天体多样性与观测完备性，将大幅拓展人类对宇宙的认知边界;挑战则是如何应对数据洪流，高效提取有效信息。

　　公众科学是破解海量数据挖掘难题的有效路径之一，国际上已有Zooniverse等成功案例，国内的NADC天文公众科学平台也已实现破冰。未来，如何依托新技术、拓展新场景、应对新挑战，推动我国天文公众科学高质量发展，成为亟待解决的重要课题。这一课题跨越自然科学、系统工程、社会科学等多个学科领域，需要各界同仁协同合作、凝聚共识。

　　期待各方携手发力，突破我国天文公众科学发展中的瓶颈，最终实现“让每个人更好地享受探索宇宙的乐趣”这一核心愿景。