TED2019
Federica Bianco: How we use astrophysics to study earthbound problems
Федерика Бьянко: Как использовать астрофизику для изучения проблем на Земле
Filmed:
Readability: 5.7
1,455,854 views
Изучая такую сложную систему как наша Вселенная, астрофизики должны быть настоящими экспертами по нахождению простых решений из огромных объёмов данных. Где ещё они могут использовать эти навыки? В своём междисциплинарном выступлении Федерика Бьянко, член общества TED и астрофизик, объясняет, каким образом она использует анализ данных в астрофизике для того, чтобы решить городские и социальные проблемы так же, как и загадки звёзд.
Federica Bianco - Cross-disciplinary scientist
TED Fellow Federica Bianco is a cross-disciplinary scientist who can't stay still. Full bio
TED Fellow Federica Bianco is a cross-disciplinary scientist who can't stay still. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
I am an astrophysicist.
0
1317
2492
Я астрофизик.
00:15
I research stellar explosions
across the universe.
across the universe.
1
3833
3055
Я изучаю взрывы звёзд во Вселенной.
00:19
But I have a flaw:
2
7603
1200
Но у меня есть недостаток:
00:21
I'm restless, and I get bored easily.
3
9325
2483
к сожалению, мне быстро становится скучно.
00:24
And although as an astrophysicist,
I have the incredible opportunity
I have the incredible opportunity
4
12356
3196
И хотя у меня есть уникальная возможность
00:27
to study the entire universe,
5
15576
1932
изучать всю Вселенную,
00:29
the thought of doing
only that, always that,
only that, always that,
6
17532
3348
идея заниматься всю жизнь только этим
00:32
makes me feel caged and limited.
7
20904
2231
даёт ощущение изоляции и ограничения.
00:36
What if my issues with
keeping attention and getting bored
keeping attention and getting bored
8
24762
3914
Что, если эти мои недостатки
00:40
were not a flaw, though?
9
28700
1482
не являются таковыми?
00:42
What if I could turn them into an asset?
10
30206
2667
Что, если превратить их в ценный ресурс?
00:45
An astrophysicist cannot
touch or interact with
touch or interact with
11
33830
2645
Астрофизик не может прикоснуться
00:48
the things that she studies.
12
36499
1538
к изучаемому объекту.
00:50
No way to explode a star in a lab
to figure out why or how it blew up.
to figure out why or how it blew up.
13
38061
3713
Невозможно взорвать звезду в лаборатории.
00:54
Just pictures and movies of the sky.
14
42164
2530
У нас есть только фотографии и видео неба.
00:57
Everything we know about the universe,
15
45339
2221
Всё, что мы знаем о Вселенной,
с момента большого взрыва
как начала времени и пространства
как начала времени и пространства
00:59
from the big bang
that originated space and time,
that originated space and time,
16
47584
3091
01:02
to the formation and evolution
of stars and galaxies,
of stars and galaxies,
17
50699
2794
до развития звёзд и галактик,
01:05
to the structure of our own solar system,
18
53517
2460
до создания нашей солнечной системы,
01:08
we figured out studying images of the sky.
19
56001
2800
мы узнали, изучая изображения неба.
01:12
And to study a system
as complex as the entire universe,
as complex as the entire universe,
20
60006
3952
Чтобы исследовать такую сложную систему,
01:15
astrophysicists are experts
at extracting simple models and solutions
at extracting simple models and solutions
21
63982
4705
астрофизики выделяют простые модели
01:20
from large and complex data sets.
22
68711
2339
из огромных и сложных наборов данных.
01:23
So what else can I do with this expertise?
23
71705
2425
Как ещё я могу использовать этот навык?
01:28
What if we turned the camera
around towards us?
around towards us?
24
76030
4095
А что, если повернуть камеру на себя?
01:33
At the Urban Observatory,
that is exactly what we are doing.
that is exactly what we are doing.
25
81057
2991
Именно этим мы занимаемся в Обсерватории.
01:36
Greg Dobler, also an astrophysicist
26
84072
2492
Грег Доблер, также астрофизик
01:38
and my husband,
27
86588
1167
и мой муж,
01:39
created the first urban observatory
in New York University in 2013,
in New York University in 2013,
28
87779
3960
открыл первую такую
обсерваторию в 2013-м году
обсерваторию в 2013-м году
в Университете Нью-Йорка,
01:43
and I joined in 2015.
29
91763
1556
и я присоединилась в 2015-м.
01:45
Here are some of the things that we do.
30
93752
1929
А вот и пример того, чем мы занимаемся.
01:48
We take pictures of the city at night
31
96196
2270
Мы делаем фотографии города ночью
01:50
and study city lights like stars.
32
98490
2589
и изучаем городские огни как звёзды.
01:53
By studying how light changes over time
33
101514
2012
Исследуя, как свет меняется со временем,
01:55
and the color of astronomical lights,
34
103550
2074
а также цвет астрономического свечения,
01:57
I gain insight about the nature
of exploding stars.
of exploding stars.
35
105648
2813
я получаю данные о природе взрывов звёзд.
02:00
By studying city lights the same way,
36
108934
2270
Изучая городские огни таким же образом,
02:03
we can measure and predict how much energy
the city needs and consumes
the city needs and consumes
37
111228
4682
мы измеряем и прогнозируем энергию,
которая необходима городу,
02:07
and help build a resilient grid
38
115934
1847
и помогаем построить научную модель,
02:09
that will support the needs
or growing urban environments.
or growing urban environments.
39
117805
3299
которая будет отвечать нуждам города.
02:14
In daytime images,
we capture plumes of pollution.
we capture plumes of pollution.
40
122283
3357
Днём мы снимаем загрязняющие выбросы.
02:18
Seventy-five percent
of greenhouse gases in New York City
of greenhouse gases in New York City
41
126274
3470
75% парниковых газов в Нью-Йорке
02:21
come from a building like this one,
burning oil for heat.
burning oil for heat.
42
129768
3632
производятся зданиями, как вот это,
которые отапливаются маслом.
которые отапливаются маслом.
02:26
You can measure pollution
with air quality sensors.
with air quality sensors.
43
134477
2395
Такие загрязнения можно измерить сенсором,
02:28
But imagine putting a sensor
on each New York City building,
on each New York City building,
44
136896
3842
но представьте себе: по сенсору
на каждое здание в Нью-Йорке
на каждое здание в Нью-Йорке
02:32
reading in data from a million monitors.
45
140762
2706
и данные, поступающие
от миллионов датчиков.
от миллионов датчиков.
02:35
Imagine the cost.
46
143492
1326
Только представьте себе затраты.
02:38
With a team of NYU students,
we built a mathematical model,
we built a mathematical model,
47
146048
3428
Вместе со студентами мы построили модель,
02:41
a neural network that can detect
and track these plumes
and track these plumes
48
149500
3389
систему, отслеживающую такие загрязнения
02:44
over the New York City skyline.
49
152913
1690
на силуэте Нью-Йорка.
02:46
We can classify them --
50
154627
1482
Мы можем классифицировать их:
02:48
harmless steam plumes,
white and evanescent;
white and evanescent;
51
156133
3015
безвредные белые выбросы пара
02:51
polluting smokestacks,
dark and persistent --
dark and persistent --
52
159172
3516
или загрязняющие чёрные клубы дыма —
02:54
and provide policy makers
with a map of neighborhood pollution.
with a map of neighborhood pollution.
53
162712
3759
и предоставить властям их подробную карту.
02:59
This cross-disciplinary project
created transformational solutions.
created transformational solutions.
54
167777
3889
Этот мультидисциплинарный проект
сформировал новые решения.
сформировал новые решения.
03:05
But the data analysis methodologies
we use in astrophysics
we use in astrophysics
55
173942
2913
Метод анализа, используемый в астрофизике,
03:08
can be applied to all sorts of data,
56
176879
1961
может быть применён к любым данным,
03:10
not just images.
57
178864
1150
не только к изображениям.
03:12
We were asked to help
a California district attorney
a California district attorney
58
180450
2484
Так мы помогли прокурору округа Калифорния
03:14
understand prosecutorial delays
in their jurisdiction.
in their jurisdiction.
59
182958
3421
понять причины судебных задержек.
03:18
There are people on probation
or sitting in jail,
or sitting in jail,
60
186839
2667
Условно освобождённые или заключённые
03:21
awaiting for trial sometimes for years.
61
189530
2611
иногда годами ожидают судебного решения.
03:24
They wanted to know
what kind of cases dragged on,
what kind of cases dragged on,
62
192165
2444
Прокурора интересовало,
какие дела затягивались,
какие дела затягивались,
03:26
and they had a massive data set
to explore to understand it,
to explore to understand it,
63
194633
3124
и с их огромной базой данных для изучения
03:29
but didn't have the expertise
64
197781
1412
не хватало лишь навыков
03:31
or the instruments
in their office to do so.
in their office to do so.
65
199217
2548
или инструментов для понимания проблемы.
03:33
And that's where we came in.
66
201789
1746
Здесь и пригодились наши знания.
Вместе с моей коллегой Анжелой Хоукен,
03:35
I worked with my colleague,
public policy professor Angela Hawken,
public policy professor Angela Hawken,
67
203559
3397
профессором по госуправлению,
03:38
and our team first created
a visual dashboard
a visual dashboard
68
206980
3486
мы создали для них визуальную панель,
03:42
for DAs to see and better understand
the prosecution process.
the prosecution process.
69
210490
3900
чтобы улучшить понимание самого процесса.
03:46
But also, we ourselves
analyzed their data,
analyzed their data,
70
214997
2929
Мы также проанализировали все данные,
03:49
looking to see if the duration
of the process
of the process
71
217950
2520
изучая социальное неравенство в их округе
как возможную причину
03:52
suffered from social inequalities
in their jurisdiction.
in their jurisdiction.
72
220494
3190
задержек судебного процесса.
03:56
We did so using methods
73
224367
1542
Мы сделали это благодаря методам
03:57
that I would use to classify
thousands of stellar explosions,
thousands of stellar explosions,
74
225933
2973
классификации взрывов тысяч звёзд,
04:00
applied to thousands of court cases.
75
228930
2655
применив их к тысячам судебных дел.
04:03
And in doing so,
76
231609
1151
И в процессе,
04:04
we built a model that can be applied
to other jurisdictions
to other jurisdictions
77
232784
2833
мы создали единую модель для тех систем,
04:07
who are willing to explore their biases.
78
235641
2190
которые хотят изучить собственные ошибки.
04:09
These collaborations between
domain experts and astrophysicists
domain experts and astrophysicists
79
237855
3246
Сотрудничество экспертов и астрофизиков
04:13
created transformational solutions
80
241125
2055
создало качественно новые решения
04:15
to help improve people's quality of life.
81
243204
2400
для улучшения качества жизни людей.
04:19
But it is a two-way road.
82
247426
1484
Однако это взаимная выгода.
04:20
I bring my astrophysics background
to urban science,
to urban science,
83
248934
2543
Делясь знаниями из области астрофизики,
04:23
and I bring what I learn in urban science
back to astrophysics.
back to astrophysics.
84
251501
3841
я получаю знания из области урбанистики.
04:27
Light echoes:
85
255930
1852
Световые эхо:
04:30
the reflections of stellar explosions
onto interstellar dust.
onto interstellar dust.
86
258461
4567
влияние взрывов звёзд на межзвёздную пыль.
04:36
In our images, these reflections appear
as white, evanescent, moving features,
as white, evanescent, moving features,
87
264046
5785
Это белые, едва уловимые объекты,
04:41
just like plumes.
88
269855
1150
схожие с выбросами пара.
04:43
I am adapting the same models
that detect plumes in city images
that detect plumes in city images
89
271363
3895
Адаптируя те же самые модели
для выявления выбросов в городе,
04:47
to detect light echoes
in images of the sky.
in images of the sky.
90
275282
2928
я нахожу световые эхо на снимках неба.
04:52
By exploring the things
that interest and excite me,
that interest and excite me,
91
280290
3293
Изучая то, что мне реально интересно
04:55
reaching outside of my domain,
92
283607
1796
и что-то вне моей сферы деятельности,
04:57
I did turn my restlessness into an asset.
93
285427
2876
я обратила свою неугомонность во благо.
05:01
We, you, all have a unique perspective
that can generate new insight
that can generate new insight
94
289031
5047
Все мы имеем уникальную точку зрения,
позволяющую смотреть на вещи по-другому
позволяющую смотреть на вещи по-другому
05:06
and lead to new, unexpected,
transformational solutions.
transformational solutions.
95
294102
4183
и создавать новые, неординарные решения.
05:10
Thank you.
96
298944
1162
Спасибо.
05:12
(Applause)
97
300130
4158
(Аплодисменты)
ABOUT THE SPEAKER
Federica Bianco - Cross-disciplinary scientistTED Fellow Federica Bianco is a cross-disciplinary scientist who can't stay still.
Why you should listen
Astrophysicist, professor, professional boxer and TED Fellow Federica Bianco studies stellar explosions, using the same methodologies to understand urban and social problems. She uses data-science to both study the universe and tackle problems on earth, like pollution in New York City, prosecutorial justice and how city lights can create resilient electric grids and.
Bianco splits her time as a professor at the University of Delaware in the Department of Physics and Astrophysics (where she runs a lab focusing on light curves), the Biden School of Public Policy and Administration and the Urban Observatory, where she uses her astrophysics skills to study urban problems. She is also the coordinator the Large Synoptic Survey Telescope (LSST) Science Collaboration, a network of more than 1,500 scientists. The LSST, under construction in Chile, will go online in 2023 to survey the night sky and image the southern hemisphere sky at unprecedented depth and resolution. The collaboration will study everything about it, from the thousands of changes it will discover in the sky every night to billions of stars and galaxies, many that have never been seen before.
Bianco has published more than 100 peer-reviewed papers, was a Smithsonian predoctoral and James Arthur postdoctoral fellow and was the recipient of a Department of Energy "Innovative Development in Energy-Related Applied Science" grant. When she isn't doing science, you will find her in the boxing ring, where she has made a name for herself as "The MadScientist." She is known for fighting her heart out both in and out of the ring.
Federica Bianco | Speaker | TED.com