独家｜“慧眼”卫星首席科学家张双南：通用AI不适用于天文领域

天文学作为海量数据学科，是人工智能（AI）应用和驱动科学发现的最佳场景之一。近年来包括黑洞照片在内的众多重大突破都离不开对已有数据的挖掘。随着AGI（通用人工智能）的发展，AI技术又将如何帮助科学家们挖掘出新发现？

作为“慧眼”卫星首席科学家，中国科学院高能物理研究所（下称“高能所”）粒子天体物理中心主任张双南主导的“慧眼”卫星的观测成果，曾同时列入《自然》和《科学》2020年度的十大科学事件，并在2022年全程观测到了“万年一遇”的伽马暴。

就在两周前，高能所陶炼研究员为首席科学家的项目团队，将“宇宙猎人星座”（CATCH）的技术验证星CATCH-1送上了天。未来，他们还要将100多颗小卫星送上天组成星座。

张双南在WAIC2024的演讲报告中表示，欢迎社会各界加盟“宇宙猎人星座”（CATCH）计划，成为“宇宙猎手”，以全新的方式让人工智能助力人类探索宇宙的奥秘

那么，如何用人工智能指挥这些“星星”相互协作？人工智能技术能从哪些方面帮助天文学家？

在2024世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议“AI for Science-人工智能赋能中国空间天文专题论坛”上，张双南接受第一财经独家专访时表示，目前包括“慧眼”卫星的数据处理就用到了AI技术，比如伽马射线暴。

“慧眼”卫星作为我国第一颗空间X射线天文卫星，是一个既可以实现宽波段、大视场X射线巡天，又能够研究黑洞、中子星等高能天体的短时标光变和宽波段能谱的空间X射线天文望远镜，同时也是个高灵敏度的伽马射线暴全天监视仪。

“这个伽马射线暴太亮了，因此数据提取很困难，我们就用了机器学习的办法来对它做一些训练，然后再提取出来有效的数据。”

除此之外，AI还可以帮助他们做分类，这是最方便的。“人眼虽然一看就觉得不一样，但具体有多少类别，把它扔给人工智能的话，自己就会分类。”

他进一步告诉记者，AI能很快地把以前繁琐的人工劳动替代下来，而且AI相比人类更加客观。

“人类会先入为主，我们总是寻找我们想找的东西。AI虽然也是用数据训练出来的，但它经过训练之后比较客观，这就和人不一样。另外人也不可能像AI那样看那么多的数据，但是机器可以。”

谈到人工智能在未来的应用，张双南提到目前高能所已经专门成立了高能物理人工智能平台(HepAI)，所里的各个中心共同组织起来探讨人工智能在各个方面的具体应用研究。“在所里大家很少会去做一件共同的事情，因为我们的研究方向都不同，但这个平台是所有学科共同在做的一件事情。”

他补充解释，现在市面上的通用人工智能确实很先进，但还没有专门针对高能物理领域的，如果他们使用这类通用人工智能工具就会不准，甚至连简单的常识都会错得离谱，所以他们自己做这个服务型的平台，就能服务于包括高能物理、天文等专业领域，“这类垂直的领域都得自己去研发，你不做的话用通用的版本就会出错”。

去南极的船上给孩子们讲课。采访对象提供

除了AI技术在天文学的应用，张双南还提到了数学和物理等基础学科在人工智能发展中的重要性。

“数学是原理性的东西，很重要，物理同样也是。”他认为，数学归根结底是个工具，能让我们提高各种效率，但如果想让人工智能从原理上做一些事情的话，必须要理解非常底层的事情，比如要理解物理学，要理解科学。

张双南说，人类是具备对底层事物的理解能力的，但如果未来希望人工智能也能具备这些能力的话，就要让它理解这些事情，具备创新的能力，而不仅仅是让AI从现在的知识里再推演出一些答案出来。

“未来AI具备创造性是非常大的挑战，在科学上能不能做到我也不知道。但是我觉得物理学毕竟是底层的事情，所以我觉得未来在各个基础领域的突破，物理学作为底层的原理，数学作为最后的逻辑推理和计算手段，这两个事情都少不了。”