【导语】在人工智能(AI)技术蓬勃发展的当下,天文学正站在一个历史性的转折点上。清华大学讲席教授、中国天眼(FAST)原首席科学家李菂日前比喻称,我们或许正经历着类似于上世纪80年代个人计算机和本世纪初互联网兴起的历史时刻。近日,由中国科学院国家天文台与之江实验室联合举办的“人工智能赋能的天文学开放科学会议”在杭州召开,汇聚了全球22个国家的240余位专家学者,共同探讨AI如何为天文学带来颠覆性变革。从AI“眼睛”相场望远镜的研发,到AI从“助手”向“提问者”角色的转变,天文学家们正携手探索宇宙的未知领域,预示着人机合作新时代的到来。会议期间发布的系列模型和计划,更为天文领域的科技合作与发展注入了新动力,开启了探索宇宙的新篇章。

“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。
人工智能将如何重塑人类探寻宇宙的方式?让我们站上“前沿”,随着天文学家们的眼光,畅想未来。
AI与天文学,一场正在进行的“双向奔赴”
在之江实验室的楼顶,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(tí)问(wèn)者(zhě)’,带(dài)领(lǐng)人(rén)类(lèi)触(chù)及(jí)未(wèi)知(zhī)维(wéi)度(dù)。”李(li)菂(dì)说(shuō)道(dào)。
这(zhè)和(hé)中(zhōng)国(guó)工(gōng)程(chéng)院(yuàn)院(yuàn)士(shì)、之(zhī)江(jiāng)实(shí)验(yàn)室(shì)主任(rèn)王(wáng)坚(jiān)的(de)想(xiǎng)法(fǎ)不(bù)谋(móu)而(ér)合(hé)。开(kāi)幕(mù)报(bào)告(gào)中(zhōng),他(tā)提(tí)出(chū),在(zài)AI时(shí)代(dài),它(tā)不(bù)仅(jǐn)仅(jǐn)帮(bāng)助(zhù)我(wǒ)们(men)解(jiě)决(jué)我(wǒ)们(men)提(tí)出(chū)的(de)问(wèn)题(tí),它(tā)还(hái)帮(bāng)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(tuī)导(dǎo)出(chū)“日(rì)心(xīn)说(shuō)”的(de)模(mó)型(xíng)。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(bèi)克(kè)特(tè)大(dà)学(xué)教(jiào)授(shòu)John Baruch表(biǎo)示(shì),“有(yǒu)了(le)AI的(de)助(zhù)力(lì),年(nián)轻(qīng)人(rén)们(men)可(kě)以(yǐ)更(gèng)‘轻(qīng)松(sōng)’地(de)追(zhuī)求(qiú)自(zì)己(jǐ)的(de)兴(xìng)趣(qù)。”
而(ér)对(duì)于(yú)如(rú)何(hé)面(miàn)对(duì)AI带(dài)来(lái)的(de)不(bù)确(què)定(dìng)性(xìng),李(li)菂(dì)的(de)回(huí)答(dá)很(hěn)务(wu)实(shí):恐(kǒng)惧(jù)毫(háo)无(wú)意(yì)义(yì)。越(yuè)是(shì)年(nián)轻(qīng)越(yuè)要(yào)拥(yōng)抱(bào)“工(gōng)具(jù)”。他(tā)要(yào)求(qiú)学(xué)生(shēng)们(men)在(zài)提(tí)交(jiāo)论(lùn)文前(qián),先(xiān)通(tōng)过(guò)几(jǐ)种(zhǒng)大(dà)模(mó)型(xíng)润(rùn)色(sè)和(hé)修(xiū)改(gǎi)。“不(bù)要(yào)忘(wàng)记(jì),手(shǒu)艺(yì)越(yuè)好(hǎo)的(de)工(gōng)匠(jiang),运(yùn)用(yòng)‘工(gōng)具(jù)’也(yě)会(huì)更(gèng)得(de)心(xīn)应(yīng)手(shǒu)。因(yīn)为(wèi)创(chuàng)造(zào)力(lì)、判(pàn)断(duàn)力(lì)和(hé)审(shěn)美(měi)都(dōu)属(shǔ)于(yú)人(rén)类(lèi)。”
会(huì)议(yì)期(qī)间(jiān),之(zhī)江(jiāng)实(shí)验(yàn)室(shì)联(lián)合(hé)国(guó)家(jiā)天(tiān)文台(tái)共(gòng)同(tóng)研(yán)发(fā)的(de)天(tiān)文领(lǐng)域基(jī)础(chǔ)模(mó)型(xíng)AstroOne、SpecCLIP恒(héng)星(xīng)光(guāng)谱(pǔ)基(jī)座(zuò)模(mó)型(xíng)、FALCO时(shí)域光(guāng)变(biàn)模(mó)型(xíng)进(jìn)行(xíng)了(le)集中(zhōng)“亮(liàng)相(xiāng)”,平(píng)台(tái)、数(shù)据(jù)、模(mó)型(xíng)、知(zhī)识(shi)的(de)全面(miàn)共(gòng)享(xiǎng)将(jiāng)为(wèi)天(tiān)文领(lǐng)域科(kē)技(jì)合(hé)作(zuò)与(yǔ)发(fā)展(zhǎn)注(zhù)入(rù)新(xīn)的(de)动(dòng)力(lì)。
同(tóng)期(qī)发(fā)布(bù)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)白(bái)皮(pí)书(shū)》及(jí)“全球(qiú)开(kāi)放(fàng)天(tiān)文学(xué)研(yán)究(jiū)计(jì)划(huà)”,进(jìn)一(yī)步(bù)诠(quán)释(shì)了(le)合(hé)作(zuò)和(hé)开(kāi)放(fàng)的(de)科(kē)研(yán)新(xīn)范(fàn)式(shì)——当(dāng)各(gè)国(guó)天(tiān)文学(xué)家(jiā)们(men)共(gòng)同(tóng)合(hé)作(zuò)、资(zī)源(yuán)共(gòng)享(xiǎng),将(jiāng)合(hé)力(lì)探(tàn)索(suǒ)更(gèng)广(guǎng)袤(mào)的(de)宇(yǔ)宙(zhòu),保(bǎo)护(hù)原(yuán)始(shǐ)的(de)星(xīng)空(kōng),以(yǐ)及(jí)为(wèi)世(shì)界(jiè)人(rén)民(mín)和(hé)广(guǎng)大(dà)青(qīng)少(shǎo)年(nián)带(dài)来(lái)更多更有价值的科普资源……
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