AI与天文学，一场正在进行的“双向奔赴”

【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(jīn)年(nián)年(nián)底(dǐ)前(qián)，会(huì)收(shōu)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(jiā)Carlos Gutierrez在(zài)接(jiē)受(shòu)记(jì)者(zhě)采访(fǎng)时(shí)感(gǎn)叹(tàn)：“天(tiān)文学(xué)与(yǔ)丰(fēng)富(fù)多(duō)元(yuán)的(de)AI模(mó)型(xíng)就(jiù)是(shì)天(tiān)作(zuò)之(zhī)合(hé)。”他(tā)解(jiě)释(shì)，AI能(néng)够(gòu)整(zhěng)合(hé)来(lái)自(zì)地(de)面(miàn)和(hé)太(tài)空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)的(de)数(shù)据(jù)，极(jí)大(dà)提(tí)升(shēng)了(le)天(tiān)文观(guān)测(cè)的(de)效(xiào)率(lǜ)。

以(yǐ)之(zhī)江(jiāng)实(shí)验(yàn)室(shì)研(yán)发(fā)的(de)相(xiāng)场(chǎng)望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)为(wèi)例(lì)，在自主“摄影”时，它每秒都会产生数千张图像，远超(chāo)人(rén)工(gōng)处(chù)理(lǐ)极(jí)限(xiàn)。“过(guò)去(qù)，两(liǎng)个(gè)学(xué)生(shēng)熬(áo)夜(yè)，可(kě)以(yǐ)分(fēn)析(xī)一(yī)万(wàn)张(zhāng)图(tú)，现(xiàn)在(zài)AI一(yī)天(tiān)能(néng)处(chù)理(lǐ)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。越是年轻越要拥抱“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(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时域光变模型进行(xíng)了(le)集中(zhōng)“亮(liàng)相(xiāng)”，平(píng)台(tái)、数(shù)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(néng)赋(fù)能(néng)的(de)天(tiān)文学(xué)开(kāi)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……