在人类认识世界的知识体系中，博物学有不可磨灭的贡献。博物学是一门内涵丰富的综合性学科，包括当今意义上天文学、地质学、地理学、生物学、气象学、人类学等学科的部分内容，大致对应于西方现在所称的“自然史”（natural history）。在科学史上，博物学与数理科学分属两个最为重要的研究范式。

十八世纪法国博物学家布封（1707～1788）从小就爱好自然科学，喜欢花花草草，他用毕生精力经营皇家花园，并用40年时间写成了36卷巨册，该书包括《地球形成史》、《动物史》、《人类史》、《鸟类史》、《爬虫类史》等，是一部说明地球与生物起源的通俗性作品。其中关于动物活动形态的描绘尤富于艺术性，他以科学的观察为基础，用形象的语言勾画出各种动物的一幅幅肖像。

其实，许多青少年都像布封一样，天性是热爱大自然的，特别是那些有朦胧研究意识的青少年，肯定有不少都曾经憧憬未来做一个研究大自然的科学家。但是科学技术的发展，又似乎将人类与大自然分得越来越开，宅男宅女正在成为一种时尚，甚至蔓延到科学研究领域，许多原本该走进大自然的研究者，也慢慢都越来越多地惯常坐在电脑旁了。1950年的美国，一个生物学本科学位通常需要学习两门或两门以上有关自然史（包括对生物的仔细观察和描述以及探讨生物与环境关系的科学）的课程。今天，获得相同的学位需要学习自然史课程的平均数量为零。在过去60多年，生物教科书有关自然史的内容已下降了40%。与自然史相关的博士学位授予领域也越来越稀少。生物采集也逐渐衰落。在欧洲和北美，植物标本室的数量1990年是最多的，之后就再也没有增加过。

如果说研究类似天体运行或者粒子对撞机离一般人的能力太远，也缺乏研究条件，那么生物学研究应该是直接与周边的环境打交道的，特别是有关生物行为和生态方面的观察，几乎不存在什么门槛，这也是目前尚存的与博物学最接近的学科了。然而，现在的生物学中已经很少有什么学位是以体现自然史或者博物学特色的了。但是，无论现代科学技术有多么发达，人们想接近大自然的愿望总是存在的。昔日的博物学家是什么模样呢？在我们脑海呈现的是那些携带放大镜的压花收集者，背着捕蝶网和猎枪的徒步行走者。现在，那些酷爱观察自然世界复杂性的一类人仍在我们中间，但是他们现在很难被一眼认出了，有男有女，有学生也有公民，但现在他们携带的不再是采样器械而是智能手机。

生命科学中的研究并不说创造了什么新的领域或者消灭了旧的领域，它只是从一种形式转变到另一种形式。由于自然史不再受到重视，分子生物学、遗传学、实验生物学和生态模型却得到了蓬勃发展。但问题是，许多这些领域最终依赖于数据和来自大自然的标本。对自然的观察有助于对抗跨物种的传染病，有助于识别有前途的药物发现，有助于管理渔业和森林等自然资源，以及保护物种和生态系统。正如Tewksbury及其同事所写：“有关生物的直接知识——这些生物是什么，在什么地方，它们吃什么，为什么它们有那样的行为方式，它们是如何死去的——这些对科学和社会来说仍然是至关重要的。”如果没有充分理解理解一些事物的来龙去脉，世界上最好的算法也无法准确指导我们的行动。而且，在科学研究和政府决策中，由于缺乏一些来自大自然的第一手至关重要的的数据集，很多时候进入了一个发展的瓶颈。

今天Nature周刊发表的文章也表达了对目前这种状况的担心，并指出：振兴自然史需要调整资助的研究动机和学术地位。生物科学类杂志应该要求为数不多的那些自然史学家走出去，强调他们的技术对于大学、资助机构、基金会和公众的持续重要性。如果生物学专业的学生没有选修过一门有关生物鉴定的课程，也没有学习观察和记录生物学数据的基本技能，他们就不应该获得学位。顶级期刊也应该发表一些优秀的自然史方面的文章。《美国博物学家杂志》（The American Naturalist）开始恢复“自然史札记”（Natural History Miscellany）栏目是一个很好的开端。从1867年到1872年，这个栏目发表的有关行为和生态方面观察(就是这里所说的“自然史”)的文章在数十年时间成为杂志的支柱。

然而，仅仅依靠这种类似抢险的方式来挽救自然史类学科的发展，似乎并非一条最佳路线。自然史从来就不仅仅是科学，她更是一门手艺和一种激情，拥有自己的直接审美和发自内心的快乐，是与自然积极联系的缩影。在新的技术时代，是否有更好的方式呢？智能手机，作为日益强大的数字文化最普遍代表，经常“被”认为是与自然世界的终极对立面。但是，现代技术作为工具，既可以挡住我们的视线，也可以让我们更接近于大自然。

我们如何充分利用这种现代化工具来继续发展这门昔日风光无限的学科呢？显然，它应该继续扩大，超出精英、孤独的博物学家范围。利用新的数字工具，降低那些没有经过专业培训人员的进入门槛。目前这样的手机应用很多。例如，Leafsnap应用，可以帮助非植物分类学家从拍摄的照片中识别树种；Chirp! 应用，可以帮助用户根据鸟鸣声来识别鸟。还有一些数字数据存储库吸收了博物学家的智力贡献，拓展了他们的知识，变成大众能利用的观察自然界的武器，如康奈尔大学鸟类学实验室创建的eBird，意味着今天的博物学家可以在后台分享和比较他们的观察。而且，通过让公众利用这些这些工具进行观测所建立的大数据集，可为科学实验或模型提供更多的原材料，解决由于这样或那样的原因，曾经难于全面而准确地反映地面、空气或海洋状况的窘况。一些专注于自然观察的科学家是总是存在的，他们不再需要在寒冷的冬夜徒步穿过树林，但他们可以继续沐浴在日光下呼吸。他们也可以藉由公众的帮助给大角鸮佩戴智能手机，并与它们时刻保持着联系。

同期的Nature，还发表了一篇与此颇为相关的文章，提倡让携带智能手机移动的广大公民都来参与到环境数据的监测之中。文章认为，过去的环境监测，仅仅依靠政府提供的官方数据，其实并非明智之举。其实政府在环境监测、数据收集中是不完整的，因为受到有限的财政预算和政治动机的影响。详细的研究也发展，全球数据集确实是不完整的、不稳定或不可靠的，一些官方报道甚至阻碍了我们对许多数环境问题的理解，从人类接触有毒化学物质、全球再循环利用率和湿地损失到淡水质量、物种损失以及对气候变化的脆弱性等等问题。面对着这种严峻挑战，需要各种各样的全球环境信息，官方数据集似乎并不胜任这一任务。因此，当政府未能提供环境数据时，企业和公众可以来补充。

从空间数据来说，卫星遥感是观测地表变化的重要数据源。过去十多年对全球森林损失的跟踪，NASA的Landsat计划拍摄的影像有650000幅，这些图片保留在马里兰大学和谷歌地球的引擎平台中；为了估计地下水的分布情况，NASA和德国航空航天中心的重力卫星一直在监测含水层的变化。然而，除了类似土地使用规划等很少的几个应用，空间影像很少在公共政策领域使用。究其原因，主要是计算能力和规模是两个方面。全球森林损失的计算相当于在1万台电脑上用一百万小时处理20太拉（1太拉相当于10的12次方）的像素数据，这超过了大多数国家统计机构的计算能力。另外，许多卫星数据集对于地方决策来说有太粗——全球气候数据并不能帮助一位市长了解他们的城市将如何受到气温升高的影响。但是，似乎谷歌有很好的能力处理大量卫星数据，为什么不让他们与其他科学家开发算法来评估这些紧迫的环境问题呢？

从地面数据来说，公民越来越多地通过社交媒体、通过众包和开源数据库如OpenStreetMap（一个可自由编辑的世界地图）来贡献环境测量和地理信息。例如，世界水监测挑战项目，鼓励人们记录当地的水质并分享结果（www.worldwatermonitoringday.org）。2012年，已有来自66个国家的250000次访问，记录参数的参数诸如水温、pH值和溶解氧。用户来源可比任何政府机构管理收集更多的数据。每天，人们上传到Facebook中的数据约为100 tb，发送2940亿封电子邮件，写2.3亿条推特。手机用户发送和接收1.3艾字节的数据，每个家庭消耗375M字节的数据。此外，配备传感器的手表、平板电脑或手机可以让数以百万计的公民来监测污染物。比如，可以测量空气和水质的手持设备（AirBot，WaterBot）、可检测空气中有毒物质的电子鼻，以及可确定食品中硝酸盐含量的传感器。这种工具更需要的是变得更便宜、更容易使用。WaterBot目前的售价为99美元，显然还是太贵了一些。公民还可以使用智能手机应用程序来进行跟踪。自2013年以来，Water Reporter应用让生活在切萨皮克湾地区的人们想当地管理者报告当地水污染和其他问题。自2008年以来，SeeClickFix让城市居民报告和跟踪市内问题，从破碎的街灯和消防栓到街头犯罪，不一而足。中国空气质量监测升级到pm2.5，也是体现了公民参与数据收集的力量。

另外，企业也可能会比政府更好地收集环境数据。例如，世界大公司可口可乐公司几乎在每个国家都有分店。按照其成本核算，产生1美元的收入需要至少9升的水，所以对准确的水资源方面的信息依赖度极高。自2004年以来，可口可乐公司在此方面的投资已经超过150万美元，用于记录和评估地表水和地下水位、应力和干旱程度。2011年，可口可乐公司与华盛顿的环境智库——世界资源研究所合作，通过网络平台Aqueduct公开其私有数据。如果可口可乐收集了最好的全球水数据，那么为什么不用它呢？

一些组织还可以主动验证一些数据。例如，加拿大Sea Around Us Project的研究人员定期重建捕鱼量数据。他们指出，联合国粮农组织低估了对渔业过度开发的比例，正在导致渔业存量收缩，这是由于数据报道的数据质量参差不齐，遗漏了许多其他来源的数据（政府统计中的一个明显bug，非正规渠道的数据没有统计，但并不意味着没有发生）。由此产生的偏颇可对全球水产养殖和海洋健康带来灾难性的后果。

当然，要很好地采取这些策略，还有许多机制需要完善。比如，如何将问题分解成众包项目，如何激励大家的参与。设立一个基金，奖励最有能力收集所需数据的个人或机构。其次，如果公民贡献数据，还应该制定协议和指南保护个人权利和隐私。个人应该知道他们的数据将被如何利用，并保证他们的隐私。

参考资料
Nature 508, 7–8 (03 April 2014) doi:10.1038/508007b
Nature 508, 33–35 (03 April 2014) doi:10.1038/508033a

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