諾獎得主的小愛好，成為尋找MH370的新希望
不知不覺間，MH370航班消失在天際線已經七年多了。 為了找到該航班，多個國家付出了巨大的努力，對大片的印度洋海域進行了搜尋和勘探工作，可惜隨著時間的推移，找到線索的希望已經非常渺茫。 今年5月，一位英國工程師理查·戈弗雷提出了一種新方法來尋找MH370的可能路徑和最終失事位置。
但在當時，同行科學家都認為他所使用的原理並不能消除干擾因素，對他的研究方法存疑。 然而經過近半年的打磨，戈弗雷信心滿滿地給出了改進版本的研究，聲稱自己已經”使用革命性的方法找到了MH370的最終位置”。
那麼，他到底使用了什麼方法呢？
Part.1 尋找原理：干擾鐳射的小遊戲
不知道大家是否玩過一款小遊戲，在遊戲中會隨機出現很多鐳射束，玩家需要控制一名角色躲避鐳射並向前奔跑，如下圖所示：
如果角色觸碰了激光，那麼就會被探測器感知，角色就會暴露，遊戲結束。
工程師戈弗雷的方法與這個遊戲的原理相似：觀察一組從MH370可能出現的區域中經過的電磁波（相當於遊戲中的”鐳射”），並確定它們當天的方向和路徑。 接下來，檢測這些電磁波信號中出現的異常擾動，並依據被干擾的程度來確定這一擾動是否來自於一架飛機（相當於遊戲中的”角色”），並確定這架飛機當時的位置。 最後，根據已知的航空計劃，排除掉當時空域里的其他飛機，剩下的就很有可能是失蹤的MH370了。
下圖中就是該方法的示意圖：
紅線代表的是已經確定的當天的電磁波路徑，通過分析電磁波受干擾的程度，可以知道該條電磁波在何時何地受到了干擾，如果確定這一干擾是來自一架未知的飛行器，那麼這很可能就是MH370航班。
可是，遊戲畢竟是遊戲，現實生活中哪去找這樣一組方向確定、有記錄可查的電磁波呢？
無巧不成書，在地球上還真有這樣一套東西。
Part.2 歷史電磁波證據，來源於一位諾獎得主的靈感
早在2008年，美國的約瑟夫·泰勒博士（無線電愛好者，天體物理學家，普林斯頓大學教授，脈衝雙星的發現者，諾貝爾獎得主）提出了一個名為WSPR的無線電協定。 簡單理解，WSPR允許世界上的業餘無線電愛好者採用弱信號通信的方式，確定彼此之間無線電的聯通情況，以便選擇最穩定、衰減最少的鏈路進行無線電通信。 在該協議的官網上，每隔兩分鐘的所有通信數據都被記錄了，就像這樣：
圖中的彩色線，就代表無線電愛好者之間通信所使用電磁波的傳播路徑。
如果你覺得這些線太少了，不夠定位使用的話，那麼MH370失聯前後的幾個小時內，網站記錄的數據是這樣的：
戈弗雷工程師的方法，就是從這樣一叢看不見的「絆線」中，分析出哪些線曾經被異常干擾所觸動過。 然後，要判斷出該異常是否屬於飛機帶來的干擾，再然後排除掉其他已知的飛機，將剩下的節點與其他已知的分析方法（例如Inmarsat衛星定位）進行交叉比對，最終選出可信度高的MH370航班可能的位置。
在最終報告中，戈弗雷工程師給出的結果如下，圖中交叉的紅藍線上的小白圈就是推斷的MH370最後位置：
這一過程需要大量的分析和交叉比對工作。 幸運的是，印度洋上空並不是航線繁忙的區域，到了夜裡，航班數量更是不多。 即便這樣，從他的博客上可以看出，這位工程師在過去九個月里一直都在從事這項工作，最終結果在11月30日發佈，引發全球討論。
Part.3 那麼，這項工作靠譜嗎？
其次，為了驗證有效性，戈弗雷開發了一套分析軟體，稱為GDTAAA。 根據他個人網站中的記載，在將GDTAAA用於尋找MH370之前，戈弗雷將該軟體在QF6036航班上嘗試了一次。 下圖中，灰色路徑是GDTAAA根據WSPR復原的線路，而紅色是該航班的實際線路，看起來符合度還不錯。
據說，戈弗雷還進行過幾次”盲飛”測試，也就是請一些飛行員在不告知他具體飛行計劃的前提下，自己飛一段，然後讓戈弗雷用自己的方法推算出此次飛行的路線。
在結果中，戈弗雷報告稱盲飛測試都很準確，然後才繼續將這一軟體應用到MH370的路線計算上的。
這麼說來，該方法經過了實踐的檢驗，我們就快要找到迷路的MH370航班了嗎？
Part.4 想法是美好的，但該方法仍有局限
電磁波跑了大半個地球，到達MH370失蹤附近的空域時，能量已經所剩無幾了（因為接受到的功率與傳播距離的平方成反比）。 因此，很多因素都能夠造成大幅的擾動，例如電磁波的多路徑傳播等現象。 該方法的核心是”排除所有已知的飛機擾動，剩下的就有可能是MH370″，但僅僅是”有可能”，實際上，既無法證明”MH370一定會在這些位置產生擾動”，也無法證明”這些剩下的擾動一定來自MH370″。
另外，戈弗雷在得出結果的過程中，使用了根據殘骸進行洋流模擬的結果，也頗有點”先射箭再畫靶子”的嫌疑。 除非戈弗雷在之後放出的詳版報告里會給出關於所有擾動的詳盡分析報告，否則他的發現很可能不會成為促使多國開展新一輪搜尋的決定性線索。
無論結果為何，這次的報告讓MH370航班再次回到了我們的視線，讓我們再一次想念起還未回家的152位同胞。 烏雲終會散去，而謎題也必將解開。 讓我們靜靜守候，等待真相大白的那一天吧。
參考文獻：
1。 戈弗雷報告原文：
https：//www.dropbox.com/s/kvu3kpu7kpjvjin/GDTAAA%20WSPRnet%20MH370%20Analysis%20Preliminary%20Findings.pdf？ dl=0
2。 戈弗雷九月和十月報告：
https：//www.dropbox.com/s/wif8oqzgm74sdqv/GDTAAA%20V4%20MH370%2007MAR2014%201716%20UTC%20Paper.pdf？ dl=0
https：//www.dropbox.com/s/8ffiq3n6tqgh3aa/WSPRnet%20Propagation%20Technical%20Analysis%2009092021.pdf？ dl=0
3.WSPR官網：
http://www.wsprnet.org/
4。 約瑟夫·泰勒博士簡介：
https：//en.wikipedia.org/wiki/Joseph_Hooton_Taylor_Jr。
5。 戈弗雷工作介紹：
6.MH370搜尋者網：
出品：科普中國
製作：慕雲深
監製：中國科學院計算機網路資訊中心