最疯狂的新技术，究竟能不能找到MH370？

本文来自微信公众号：出色WSJ中文版（ID：WSJmagazinechina），作者：刘博洋，编辑：Poseidon，头图来自：视觉中国

不久前，沉寂多时的 MH370 搜寻工作似乎有了“新进展”：国际媒体广泛报道，英国一位航空工程师开发出一种“新技术”，以前所未有的时空精度，推测出了 MH370 的具体航迹和最终坠毁位置。

这一成果，虽然还不是很多人理解的“MH370 找到了”，但却仿佛重新开启了希望之门，让我们期待它将触发新一轮的水下搜寻，并最终带来 MH370 的重见天日。

但与大众媒体的一片激昂大相径庭的是，专业人士普遍保持怀疑。甚至为这种“新技术”的实现打下基础的诺贝尔物理学奖得主、天文学家 Joe Taylor 也对此嗤之以鼻，甚至用“疯狂”“脑子不正常”这样的评价回应。

运用该技术预报掉落地点的海底地形图

这到底是怎样的一种“新技术”，它真的可以带领我们找到 MH370 吗？本文将为你揭示大众媒体简化叙事中不曾揭露的圈内争鸣脉络。

一、新技术

“新技术”的开发者是英国航空工程师 Richard Godfrey。根据他的自我介绍，他曾经参与多个民用及军用飞机的开发研制工作，还曾为 NASA 设计过航天飞机的工程模拟器。MH370 失事后，他参与创建了一个民间独立调查小组，并在其名为“MH370 搜寻”的个人网站上不断整理发布与 MH370 搜寻相关的资料及各方研究成果。

从 2021 上半年起，Godfrey 开始发布一系列文章，报告开发和使用一种“新技术”的进展。这一技术利用一个全球无线电爱好者信号收发网络“WSPR”的历史数据作为分析基础，Godfrey 自己编写了一个软件对这些数据进行分析——软件名字能看出 Godfrey 的野心——“全球定位与追踪任意位置的任意飞机”（GDTAAA）。

Richard Godfrey（右）接受媒体视频采访

在 Godfrey 之前，推测 MH370 位置的最主要依据是海事卫星 Inmarsat 每小时一次的“握手信号”，该信号可以用于推测 MH370 每次与卫星“握手”时到卫星的距离。每个距离值对应地表的一条圆弧，而飞机油料耗尽、切换到备用电源时的“握手”给出的第七弧线，被认为是 MH370 坠毁的地方。

但海事卫星每小时一次的握手间隔，抹去了飞行航路的大量细节。如果有一种时间分辨率更高的数据源，将可能给出更精细的结果——这正是 Godfrey 想要使用 WSPR 的原因：这一网络每两分钟就会完成一次信号收发，比海事卫星频繁 30 倍。

经过半年多的优化迭代，11 月 30 日，Godfrey 发布了一个阶段性主要成果。他声称使用 GDTAAA 绘制出了 MH370 的完整航路，并描绘出诸多前所未见的细节：飞机在南下时，曾在印度尼西亚苏门答腊岛西南上空盘旋；飞机航向曾几次拐折，其中一段的方向指向西澳州中西部主要城市杰拉尔顿，另一段则刚好指向被怀疑失控劫走飞机的飞行员 Zaharie Shah 家里的飞行模拟器上一次劫机模拟航线的终点；飞机在最终段航向反复调整，最终落在第七弧线上海底地形最复杂的 Broken Ridge 附近。

二、弱信号传播报告网络

“WSPR 网络”全称“弱信号传播报告网络”，是诺贝尔物理学奖得主、射电天文学家约瑟夫·泰勒（Joe Taylor），以资深无线电爱好者（呼号 K1JT）的身份，在 2008 年建立的。其建立初衷，是通过长期、系统性开展无线电信号长距离传播的试验，为研究大气电离层性质，积累数据。

2014 年 MH370 失事时，WSPR 网络在全球已有数百个站点。每隔两分钟，其中一部分站点就会向全球发出一条“短信”，这条播报时间长达 110.6 秒的消息，包含发送者的呼号、位置、发射功率等信息。所有收到信息的站点，在对“短信”进行成功解译后，都会向 WSPR 的中央服务器报告发送者的信息，以及收到信号的强度。每一次报告，视为发生一对成功的“连接”。

据 Godfrey 统计，MH370 最后一次飞行的 8 个多小时期间，全球一共有超过 6 万对收发距离大于 1000 千米的长距离 WSPR 连接，平均每 2 分钟都有超过 200 对。这些“连接”跨过大洲大洋，织出一张覆盖全球的绵密网络。

Godfrey 推定，当有飞机刚好穿过一对“连接”的弧线，会对接收信号的强度造成影响。虽然影响的方式并不完全明确，但对于每一对成功收发信息的发射站和接收站（例如美国费城的一个发射站和澳大利亚悉尼的一个接收站），在一段时间内建立的几十、几百次连接，信号强度通常在一定范围内波动。Godfrey 得以利用这一系列数据，统计出一对收发站之间信号强度波动范围，从中寻找强度显著高于平均值或频率有异常的那几次连接，将其推定为可能由飞机经过所致。

如果这一推定是对的，单独一个异常连接信号，说明有飞机在信号收发时刻飞经连接这对收发站的地球表面大圆（的不确定位置）；而若某一时刻有两个异常连接信号，说明有飞机在此时飞经两个大圆的交点。Godfrey 分别将其称作“进展指标”和“位置指标”。

显然由于地球上空随时都有大量飞机，一个“进展指标”可能由同一大圆上任意位置经过的飞机引发，因此 Godfrey 主要依靠“位置指标”来判断飞机的位置，而使用“进展指标”来辅助确认飞行速度和位置。他使用 MH370 在马来西亚、印度尼西亚海岸附近的雷达数据来为推理设置初始值，在飞机的大致航向寻找下一个“位置指标”和“进展指标”，一步一步腾挪推断，最终给出了对 MH370 完整航路的推断结果。

三、疯子、民科、脑子不正常

1974 年，射电天文学家约瑟夫·泰勒，使用前世界最大单口径射电望远镜阿雷西博望远镜，发现了一对毫秒脉冲星，并通过这对脉冲星相互绕转越来越快的事实间接证明，它们正在以爱因斯坦广义相对论预言的方式搅动时空，把相互绕转的能量以引力波的方式向外辐射。

凭借这一发现，他在 1993 年与同事一同获得诺贝尔物理学奖。

1993 年 12 月，泰勒在斯德哥尔摩领取诺奖

然而泰勒不仅仅是一个顶尖的射电天文学家，他还是一个终生铁杆无线电爱好者。他从十几岁就开始从事业余无线电活动，并由此踏上射电天文学专业之路；在退休后，他又回归那个热爱无线电的少年。他亲自设计了 WSPR 的信号协议、编写了 WSPR 信号收发软件，并利用自己对无线电爱好者圈无远弗届的影响力，让 WSPR 网络建立后，参与人数得以快速成长，这就是 WSPR 的由来。

然而这位代表了无线电爱好者终极天花板的男人，这个最理解 WSPR 能干什么的人，用非常负面甚至刻薄的词汇评价 Godfrey 使用 WSPR 数据推测 MH370 位置的尝试——“疯子”（crazy）、“民科”（pseudo-scientists）、“脑子不正常”（nutty）。

Hi Mike,

This is nutty. There is no conceivable way that historical WSPR data could be used to track an aircraft.

— Joe Taylor, K1JT

他甚至懒得做更具体的回应——“我不想浪费时间和不知道自己在干啥的民科争论”。

实际上在 2021 年 4 月份，Godfrey 最早提出可能使用 WSPR 历史数据寻找 MH370 的时候，这种想法就已引起业余无线电圈不少人的批评。

尤其是在最开始的时候，Godfrey 犯过一些显而易见的错误，无谓地消耗了自己在同行中的风评。例如 4 月时他曾经提出，MH370 坠毁地点为第七弧线附近的南纬 34.4 度、东经 93.21 度，理由为这里是 7 条收发连接线的交叉点——而且这些连接全都被他判定为“强度异常”或“频率异常”。但最终有人指出，这个坐标只是美国阿拉巴马州一个发射站的对跖点——一个发射站向各个方向发出的信号，当然会汇聚于相隔 180 度的地球另一端的一点。把这当成飞机坠毁所致，当然是一个武断的结论。

四、反击

Godfrey 并没有坚持那些最显而易见的错误。而且他在半年多的时间里，做出了相当程度的努力来回应圈内的质疑。

一个常见的疑问是，Godfrey 这套技术，能用其他已知路线的飞机进行验证吗？

为了测试 GDTAAA 技术抓飞机的能力，Godfrey 与澳航飞行员 Mike Glynn 一起，安排了一次盲测。2021 年 6 月 3 日，Mike Glynn 驾驶一架空客 A330-200 客机，从太平洋岛国萨摩亚的 Faleolo 国际机场起飞，前往澳洲东部的某座城市。Godfrey 被告知起飞时间，但不知其目的地，同时由于飞机关闭了应答机，Godfrey 无法从公开渠道查询到飞机的飞行路径。

Godfrey 使用 GDTAAA 推测出这次飞行的航路并在个人网站上发布之后，Mike Glynn 才会“揭盲”公布自己记录的实际航路，因此如果 Godfrey 计算错误，会让自己被公然打脸。

结果对 Godfrey 是一场胜利——至少他自称如此。在上图中，以红色表示的实际飞行轨迹，与灰色表示的 Godfrey 推算轨迹，有非常高的吻合度。

此外 Godfrey 还试图用 GDTAAA 推测 2014 年 3 月 28 日新西兰空军一架参与救援搜索任务的 P-3C 运输机在南太平洋事故区域的航迹，并声称推测出了该机往返任务区域的航路。但是据笔者考察其报告文章，并没有找到足以支持此声明的结果示意图（当然，不排除是笔者理解能力有限所致）。

五、理论

业余无线电圈对 Godfrey 的质疑来自理论上的怀疑：飞机太小、事故区域距离任何一个收发站太远，而 WSPR 网络正如其名、使用不足 5 瓦的低功率弱信号进行传输，这一切，让人们对飞机究竟可以对信号产生多大的影响，充满了质疑。

网名 sk999 的无线电爱好者今年 4 月就发布了一篇充斥数学公式与参考文献的辨析文章并持续更新到 9 月中旬，论证 WSPR 是否可能用于搜寻 MH370。他指出，大型客机、包括机身后形成的涡流结构，能散射的 WSPR 信号太过微弱，不足以对接收到的信号强度有任何可观测的影响。

美国弗吉尼亚州的一名工程师 Victor Iannello 也在 12 月 19 日发表题为《WSPR 无法找到 MH370》的博文，批评 Godfrey 的研究。他认为，MH370 所能散射的信号强度，比原有信号强度，要弱 10 个数量级（100 亿倍）。一位德国汉诺威的工程师 Nils Schiffhauer 在中国国际广播电台从西安咸阳以 250 kW 功率发射信号的中心频率附近观察到离他家 2 千米处飞过的飞机产生的一些杂波，发现这些杂波的强度仅为广播信号的不足 1/200——以此推测，用 WSPR 的 5 瓦功率探测几千甚至上万公里外飞机，让人难以置信。

而且别忘了 WSPR 最初的目标是研究电离层性质——随着来自太阳的紫外光照射地球不同位置，位于白天区域的电离层与夜晚区域的电离层具有不同的反射特性，让两站之间信号强度（严格说是信噪比）也会随一天中的早晚不同时间而不断变化。

约瑟夫·泰勒 2010 年一篇介绍 WSPR 的科普文章给出西澳州一个接收站收到的美国东北部三个发射站的信号强度随在全天 24 小时中的变化（使用 3 周内数据汇总得到）。可以发现，仅仅由于日周期，WSPR 的信噪比就会发生几十倍的变化。

通常物理学领域中，讲究所谓“5σ 是发现，3σ 是证据，1σ 是迹象”。而 Godfrey 判定“进展指标”时，使用的是 1σ、0.5σ 和 0.25σ 三条线作为判据划分是否是“较强信号”—— 0.5σ 和 0.25σ 连通常意义上的“迹象”都难以称得上。这让 Godfrey 的工作，看起来像是从一大堆噪声数据中，挑选出那些稍微亮一点的噪声，然后以此进行推理。对我来说，我一方面非常敬佩他面对这么难用的数据坚持寻求一线希望的精神，另外也对这样的方法能得出有效结论，感到相当程度的难以置信。

六、结语

Godfrey 是如泰勒所说“疯了”吗？我不认同这样的人身攻击。他确实有在尽可能运用自己作为航空工程师的专业技能与工具，真诚地想要让 MH370 重见天日、想要帮那些苦苦等待的家属包扎伤口。但是科学不容一厢情愿，如果不能从理论上找到相当的依据，Godfrey 自称的所谓“经验证据”，是难以真正服众的。

对于 Godfrey 而言，现在最好可以联合一位物理学家，找到飞机可能影响 WSPR 信号的真正可能方式，把他已有的分析结果以同行评议论文的形式发表出来，这样才能真正有力地促成新一轮 MH370 搜索的开展。

本文来自微信公众号：出色WSJ中文版（ID：WSJmagazinechina），作者：刘博洋