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它需要一个村庄来解密错误栏
人们可能天真地认为,如果测量本身是公开的,则不应对科学测量的误差条进行分类。但美国政府(USG)在发布过去30年来测量传感器系统的流星数据时却不这么认为。然而,经过进一步的反思,政府方法是有道理的,因为误差条可能提供关于用于国防的传感器的有效性的暗示,可能揭示弱点并损害国家的安全。
预计流星数据不会引起天文学家的重视。但情况在2019年3月31日美国东部时间下午6:20发生变化,当时,在对流星进行电台采访后,我通过电子邮件向哈佛大学的本科生Amir Siraj建议我们搜索政府数据库。对于星际流星 - 即在与地球发生碰撞之前起源于太阳系外的物体。
在收集由美国宇航局喷气推进实验室中心(称为CNEOS)编制的火球和火箭的数据时,我们发现了一个试验性表亲“Oumuamua--以前唯一已知的星际物体,当它通过地球附近时,通过反射的太阳光看到2017年10月19日。新物体是2014年1月8日17:05:34 UTC在巴布亚新几内亚附近地球大气层燃烧时检测到的一个米级流星。它的移动速度非常快,以至于其过去的轨迹被推断为不受太阳束缚。我们计算出它的超速应该在太阳系外的每秒40公里左右。
这是我们在流星撞击时报告的速度和位置的推断。但是,鉴于表格中的USG测量值不包括误差条,我们对这个诱人的结论有多大信心?在我们预印本的提交版本中,我们通过根据USG传感器测量和其他流星独立检测系统之间记录的差异估算误差条来校准我们的统计置信度。我们试图尽可能保守地将这些差异归因于USG测量中的不准确性。但这还不足以获得同事们的广泛认可。
一旦我们的预印本在网上发布在arXiv上,评论家们就可以通过反复提及另一篇最近发表的“USG传感器数据通常不太可靠的轨道计算”的论文,迅速驳回我们在Twitter,Facebook和电子邮件上的结论。大多数流星“专家”对我们的推断持怀疑态度而没有直接证据证明它实际上是错误的。在我们的预印本中,我们表示,为了让2014年的流星与太阳相连,测得的速度需要降低45%的不合理水平,远远超过USG系统的预期不确定性。 - 为国家安全目的而慷慨资助的传感器。
在我们提交论文发表几周后,我们收到了两份否定裁判报告。其中一位裁判说:“论文的结果完全取决于未知不确定性的未知仪器的单次测量...... 因此,我们对星际火球的声称存在严重缺陷,加上对频率的无根据估计。但是,这使得作者能够继续对星际物体的空间密度,附近恒星中此类物体的质量损失以及历史上撞击地球的物体数量做出惊人的主张。论文的前提和结论都存在严重缺陷,我建议不要发表。“
幸运的是,我同时访问了华盛顿特区,担任国家科学院物理和天文学理事会主席。在晚宴上,我坐在旁边的董事会成员艾伦·赫德从国家安全教育中心在洛斯阿拉莫斯国家实验室。当我向艾伦提到这个流星故事时,他很感兴趣地从“国家安全围栏”中获得帮助。一周后,艾伦安排了与全球安全数据科学项目经理马特·赫万纳的会面。洛斯阿拉莫斯的情报和新出现的威胁,他们共同制定了一项计划,要求相关联邦当局对2014年流星和可能的整个CNEOS目录中的测量误差进行解密。
艾伦和马特设计的计划完美无缺。几天后,马特会见了白宫科技政策办公室的官员,随后与分析2014年流星数据的人进行了交谈。结果,Amir和我被授权在我们的论文中做出以下正式声明:“每个速度分量的不确定性优于±10%(Heavner,M。,私人通信)。
鉴于CNEOS样本大小约为200个流星并假设解密不确定性的标准高斯统计量,我们计算了2014年流星来自太阳系的概率为十万分之一。换句话说,尽管有专家的疑虑,解密的误差条暗示流星从星际空间到达,统计置信度为99.999%。这非常重要; 当我意识到我的妻子那么特别,我娶了她。
这个故事有两个重要的道德。首先,显而易见的是,大多数“专家”倾向于对一个令人兴奋的科学结果采取怀疑而非中立的先验,而这些结果并非来自其中一个。2014年流星提供了一个独特的案例研究,因为测量不确定性对于认证专家来说是未知的,但可以从其他科学家那里获得。
这种“专家偏见”有多种可能的原因,包括他们的经验,即新颖的结果是罕见的,保守主义是避免错误和保持良好声誉的安全方法,或与俱乐部成员实现相关的嫉妒经验丰富的专家是通过在外人挖出重大发现,引起了注意多 介质 网点。认识到这种“专家偏见”应该激励“非专家”来弥补它,通过降低非根据证据的批评性评论和社会压力,鼓励创造性科学家,特别是在他们的职业生涯早期,发表创新见解。
第二个道德是,我们非常幸运能够在赫德和赫纳等国家实验室中拥有建设性的同事,他们致力于服务而非他们的自负,否则在学术文化中是常见的,他们愿意通过以下方式促进蓝天科学的发展。消除公共传播数据的不必要障碍。
感谢Alan和Matt,我们现在知道,在发现Oumuamua之前的3.8年,地球的大气层在地球大气层中燃烧。而且我们也可以理解拥有无偏见的同事的好处,他们选择不跳过解雇的潮流,而是帮助揭示科学真理。我们只能希望他们的模范实践能够鼓励期刊出版物和学术俱乐部的看门人更加开放,并提高我们科学努力的效率。