首先我們回顧一段歷史,這里面也體現(xiàn)出信息技術(shù)和其他學科的結(jié)合,。在上世紀60年代美蘇冷戰(zhàn)期間,,兩國都開始了太空探索,而美國NASA水手號計劃擔負起了行星系探索的任務(wù),。1964年,,水手4號成功飛越了火星,并傳回了第一張人類近距離拍攝火星的照片,。
水手6號問世,,相比之前的水手4號,水手6號整體質(zhì)量從兩百六十千克上升到了四百千克,,這也就是說火箭的運載能力變強了,,能把更重的東西推向外太空;
第二,,水手6號上通信設(shè)備的發(fā)射功率提高了一倍,,這也使得它的回傳數(shù)據(jù)率從每秒33比特升到了270比特,回傳數(shù)據(jù)的能力提高了八倍,,八倍的提升血液溶漿機意味著什么,?意味著,世界第一次能清晰地看到火星表面的細節(jié),。
發(fā)射功率的提高意味著科學家們需要不斷突破物理的限制,。發(fā)射功率若想提高一倍,在1960年需要花費約為300萬美元,,這代價還是很高的,。不僅如此,因為它的載荷有限,人們也不可能無限制提高它的發(fā)射功率,。但是水手6號的回傳能力仍提高了八倍,這歸功于很多新的通信和編碼技術(shù),�,?茖W家們事后估算了一下物理學和數(shù)學對水手6號性能提高的貢獻比,差不多是50%對50%——物理學家能把更重的東西推向火星,,能夠把更大的通信設(shè)備,、電池等裝備到6號上;而數(shù)學家通過基于信息論的新型通信手段,,大幅提高回傳數(shù)據(jù)的可靠性,。
如果把水手6號的例子映射到結(jié)構(gòu)生物學的冷凍電鏡上,生物學和電子工程的合作可以概括為:在提升硬件的同時,,我們也可以在算法上改進,,幫助冷凍電鏡得到更高精度的照片,恢復(fù)出一些更高精度的結(jié)構(gòu),。所以說,,物理上我們已經(jīng)有了很好的冷凍電鏡,是不是我們可以在數(shù)學方法上找到一些突破,?這也是我跟李老師合作的主要目的:提供更好的算法,,進而提升冷凍電鏡重構(gòu)的性能。



