AI与天文学,一场正在进行的“双向奔赴”
2025-04-12 09:01:23 阅览:444
【导语】在人工智能(AI)技术日新月异的今天,清华大学讲席教授、中国天眼(FAST)原首席科学家李菂提出,我们正站在一个类似于上世纪80年代个人计算机和本世纪初互联网的历史节点上,AI正对天文学产生深远影响。近日(rì),在(zài)中(zhōng)国(guó)科(kē)学(xué)院(yuàn)国(guó)家(jiā)天(tiān)文台(tái)和(hé)之(zhī)江(jiāng)实(shí)验(yàn)室(shì)共(gòng)同(tóng)举(jǔ)办(bàn)的(de)“人(rén)工(gōng)智(zhì)能(néng)赋(fù)能(néng)的(de)天(tiān)文学(xué)开(kāi)放(fàng)科(kē)学(xué)会(huì)议(yì)”上(shàng),来(lái)自(zì)全球(qiú)的(de)专(zhuān)家(jiā)学(xué)者(zhě)齐(qí)聚(jù)一(yī)堂(táng),共(gòng)同(tóng)探(tàn)讨(tǎo)AI如(rú)何(hé)重(zhòng)塑(sù)人(rén)类(lèi)探(tàn)寻(xún)宇(yǔ)宙(zhòu)的(de)方(fāng)式(shì)。从(cóng)AI“眼(yǎn)睛(jing)”相(xiāng)场(chǎng)望(wàng)远镜的研发,到AI在天文数据处理中的高效应用,再到AI未来可能从“助手”变为“提问者”的预测,天文学与AI的“双向奔赴”正引领着一场颠覆性的变革。年轻人们应抓住机遇,拥抱AI工具,共同探索更广袤的宇宙,为世界带来更有价值的科普资源。

“我们可能正站在类似上世纪80年代个人计算机和本世纪初互联网的历史节点。”日前,谈起人工智能(AI)对天文学的影响时,清华大学讲席教授、中国天眼(FAST)原首席科学家李菂,作了一个耐人寻味的比喻。
4月7日-9日,中国科学院国家天文台、之江实验室共同举办的“人工智能赋能的天文学开放科学会议”在浙江杭州开幕,为期三天的活动集聚了来自全球22个国家,240余位天文台、高校、研究机构等负责人以及专家学者。
在多式多样的讨论中,AI将如何带来颠覆性变革,成为反复思考的议题。与此同时,国内外天文学家们正在探寻更紧密的合作,也成为会议传递出的一大积极信号。
人工智能将如何(hé)重(zhòng)塑(sù)人(rén)类(lèi)探(tàn)寻(xún)宇(yǔ)宙(zhòu)的(de)方(fāng)式(shì)?让(ràng)我(wǒ)们(men)站(zhàn)上(shàng)“前(qián)沿(yán)”,随(suí)着(zhe)天(tiān)文学(xué)家(jiā)们(men)的(de)眼(yǎn)光(guāng),畅(chàng)想(xiǎng)未(wèi)来(lái)。
AI与(yǔ)天(tiān)文学(xué),一(yī)场(chǎng)正(zhèng)在(zài)进(jìn)行(xíng)的(de)“双(shuāng)向(xiàng)奔(bēn)赴(fù)”
在(zài)之(zhī)江(jiāng)实(shí)验(yàn)室(shì)的(de)楼(lóu)顶(dǐng),正矗立着一双仰望星空的AI“眼睛”——
李菂教授提出并和之江实验室团队共同研发的“相场望远镜”,已经进入系统调试和环境检测阶段。预计今年年底前,会收集到首批天文信号。
据介绍,这只AI“眼睛”,看得快、看得远、看得广,还拥有自主判断和筛选的能力。
“在人类眨眼的瞬间,它可以记录下整个星空的变化。”李菂介绍。传统天文望远镜如同“狙击枪”,聚焦特定天区;相场望远镜则更像“广角镜头”,以亚毫秒级速度扫描全天四分之一区域,捕捉以快速射电暴为代表的等转瞬即逝的动态宇宙现象。
人工智能和天文学的“双向奔赴”,正体现在天文领域大量的数据处理需求。西班牙加那利群岛天体物理研究所的天文学家Carlos Gutierrez在接受记者采访时感叹:“天文学与丰富多元的AI模型就是天作之合。”他解释,AI能够整合来自地面和太空望远镜的数据,极大提升了天文观测的效率。
以之江实验室研发的相场望远镜为例,在自主“摄影”时,它每秒都会产生数千张图像,远超人工处理极限。“过去,两个学生熬夜,可以分析一万张图,现在AI一天能处理百万张,且错误率更低。”李菂表示,“这样的‘高效助手’,能帮助我们抓住时间,拓展动态宇宙观测的时间前沿。”
颠覆性变革下,未来有哪些科学畅想?
“但AI的价值远不止于‘工具性辅助’,未来可能5年,可能10年,它会从‘助手’变为‘提问者’,带领人类触及未知维度。”李菂说道。
这和中国工程院院士、之江实验室主任王坚的想法不谋而合。开幕报告中,他提出,在AI时代,它不仅仅帮助我们解决我们提出的问题,它还帮助我们生成以前从未解决过的问题。“这是新技术的美妙之处。”
而人工智能“提问者”角色的变化,正在模糊人类与机器合作的边界。“引发质变的,可能是我们没有预想过的设备或研究模式,甚至是‘新研究主体’的诞生。”李菂提出了一个有趣的预测,也许未来的研究机构可能由“人机混合体”主导,或是虚拟的AI集群,它们将提出人类难以构想的问题。
这种颠覆并非空谈。曾有科学家做过这样的实验:当“喂”给AI天体运动的数据,这位“二进制”领域的哥白尼,在未接受过经验知识教育的情况下,就能自主推导出“日心说”的模型。李菂笑言:“未来某篇论文的署名,也可以是一只猫,以及它背后的深度学习大模型。”
时代下的我们,可以做些什么?
未来畅想下,当“好奇的猫”,也拥有了“认知平权”,有探索精神的年轻人们,也可以充分抓住机遇。
“AI可以把更多人带入科学领域,”利兹贝克特大学教授John Baruch表示,“有了AI的助力,年轻人们可以更‘轻松’地追求自己的兴趣。”
而对于如何面对AI带来的不确定性,李菂的回答很务实:恐惧毫无意义(yì)。越(yuè)是(shì)年(nián)轻越要拥抱“工具”。他要求学生们在提交论文前,先通过几种大模型润色和修改。“不要忘记,手艺越好的工匠,运用‘工具’也会更得心应手。因为创造力、判断力和审美都属于人类。”
会议期间,之江实验室联合国家天文台共同研发的天文领域基础模型AstroOne、SpecCLIP恒星光谱基座模型、FALCO时域光变模型进行了集中“亮相”,平台、数据、模型、知识的全面共享将为天文领域科技合作与发展注入新的动力。
同期发布的《人工智能赋能的天文学开放科学白皮书》及“全球开放天文学研究计划”,进一步诠释了合作和开放的科研新范式——当各国天文学家们共同合作、资源共享,将合力探索更广袤的宇宙,保护原始的星空,以及为世界人民和广大青少年带来更多更有价值的科普资源……
