过去几天杭州聚集了一群特别的人，他们用AI仰望星空

在太空中寻找一颗贫金属星有多难？就好比在银河系中挖掘古老恒星的化石一样，需要大量的时间。在过去大半个世纪，全世界大型望远镜发现的铁氢比小于-4（金属含量为太阳的万分之一）的恒星总共只有50多颗。

不过通过专业大模型，一个月发现8000颗。

过去几天，来自全球22个国家的240多位天文学家们同时出现在杭州的“人工智能赋能的天文学开放科学会议”上，分享人工智能时代天文学研究。

这场会议是在联合国教科文组织（UNESCO）“2024-2033年科学促进可持续发展国际十年”（简称“科学十年”）的框架下，由中国科学院国家天文台与之江实验室联合主办。

人工智能不仅为科学服务

而是真正为科学家服务

大会第一天，王坚主旨分享了AI和研究范式变革。

他的身上有很多标签，中国工程院院士，之江实验室主任、阿里云创始人，但很多人不知道，他曾经是一名科班出身的工业心理学博士、教授、系主任。

去年，诺贝尔物理学奖颁给了约翰·J·霍普菲尔德（John J. Hopfield）和杰弗里·E·辛顿（Geoffrey E. Hinton），表彰他们在使用人工神经网络进行机器学习的基础性发现和发明。

谈及此事，王坚提到了《大西洋月刊》网站上有一篇文章上的有趣观点：这次诺贝尔奖就像是人工智能的青霉素和X光时刻。

“我认为这是一个非常好的评论。因为过去几年，人们一直在谈论人工智能的伦理和安全问题。我们可以想一下青霉素和X光技术，随着人们对其特性的了解和掌握，它们对人类的健康作出了巨大贡献，这是众所周知的。我想AI也是这样，会造福人类。”

《财富》杂志在介绍诺贝尔物理学家得主杰弗里·辛顿的时候，写的是认知心理学家，同时也是一个计算机科学家。他在心理学领域研究了人类大脑如何处理信息，并将这些研究应用于神经网络的设计。后来成为深度学习和人工智能领域的领军人物。

在人工智能领域，相似经历的科学家不少。王坚回忆起自己在杭州上大三时赫伯特·西蒙在他所在的系里待了一个星期，给他们上了一门人工智能课程，这也是他第一次接触人工智能这个领域。

这位诺贝尔经济学奖得主也是一位心理学家，同时是一位计算机科学家。他在人工智能领域有一部非常经典的著作叫作《The Sciences of the Artificial》。

研究人是如何思考和让机器学会思考，似乎是一回事。

王坚说，当前，数据、模型、计算的规模都发生了巨大的变化，我们进入了科学研究的第三范式，也可以称之为计算驱动的科学革命，其特征是计算密集、数据驱动、模型融合相协同。

“今天我们正处于AI的时代，AI不仅仅帮助你解决问题，解决你提出的问题，它还能帮助你生成可能从未解决过的问题。”他说自己一直相信，AI不仅仅是为科学服务，而是真正为科学家服务的AI。”

用AI仰望星空

一个月发现8000颗贫金属星

如同王坚所说，AI带来了科研范式变革，不仅是在地球科学领域，还渗透到了天文学领域。

AstroOne是由之江实验室和中国科学院国家天文台共同打造的天文领域基础模型，简单地说，是一个具备天文学博士能级的队友，可以辅助天文学家进行高效的天文学研究。

除了AstroOne，之江实验室和国家天文台还合作打造了SpecCLIP恒星光谱基座模型、FALCO时域光变模型等天文科学计算模型。

FALCO能够快速捕捉极端瞬变源，在光变分类、重力加速度估计、耀发检测模型等下游任务中验证了通用能力和应用效果。SpecCLIP则通过金属丰度指标在贫金属星发现过程中展现出了巨大的潜力。

中国科学院国家天文台、中国科学院大学副教授黄样介绍，在过去大半个世纪，全世界大型望远镜发现的铁氢比小于-4（金属含量为太阳的万分之一）的恒星总共只有50多颗。不过利用SpecCLIP，研究团队在短短一个月的时间里，从LAMOST（郭守敬望远镜）1000多万条中低分辨率光谱和GAIA（盖亚空间天文台）2亿多条超低分辨率光谱数据中发现了8000多颗贫金属星候选体（[Fe/H]小于-4.0）。

“如此低的金属丰度意味着这些恒星没有演化很久，带着很早期的宇宙记忆。通过这些贫金属星，我们能够去推断银河系婴儿时期的样貌。”黄样说道。

“星空”下的引路人

“太阳晚上去哪儿了？”“地球上的人为什么不会掉下去？”“月亮怎么总是在改变形状？”

利兹贝克特大学教授约翰·巴鲁克（John Baruch）笑着模仿孩子们天真的提问方式，“和我们对话的这一代人，将来极有可能是去月球度假的游客，所以他们问的每个‘为什么’都很重要。”

在会议现场，很多人和约翰一样，同时扮演着“星空下的引路人”的角色。比如，印度天文与天体物理校际中心（IUCAA）教授Ajit Keshav Kembhavi。

“天文学是孩子们通往科学世界的入口。记得小时候，爷爷总是会指着夜空对我说：'看，月亮出来了。'”Kembhavi所在的中心，日常会开展各种面向公众的科普活动，“每年都要接待很多学生，35年来从未间断。”

令他深感欣慰的是，如今在一些工作场合，“会遇到一些50岁左右的人，他们说：当年就是因为来你们这里参观，激励我成了一名科学家/研究者，改变了我的人生轨迹。”

和天文学打了一辈子交道，在这两位年长的学者眼中，这门学科具有独特魅力，却也是中小学老师最难应对的学科之一。约翰说：“我们要培养的不是未来的天文学家，而是具备科学家思维的人——敢于提问、善于提问、享受提问。这其实在当下任何地方的教育中都没有真正做到，大部分时间里我们是在告诉孩子们所有答案。”

“科学在未来社会的发展中将成为推动进步的核心力量，创新和创造力也会成为未来职业的关键需求。因此，培养创新能力和对科学的兴趣，将比单纯掌握传统技能更为重要。”而通过天文科学教育，便可以让具有好奇心、想象力和创新精神的青少年不断冒出来。

当被问到偏远地区的天文科学教育时，约翰认为非常重要的一个前提是确保能够接入互联网。他还提供了另一种看问题的视角：“比如那些未被污染的天空，往往能看到我们在城市里看不到的天文现象。所以，当他们有机会从农村走出来，就可以把城市孩子从未见过的星空带到课堂。”

新华社资料图

在让更多孩子更早接触天文教育上，中外科学家观点一致。不久前，“中国天眼”总工程师姜鹏就建议：点燃中小学生科学热情，把地理课程拓展为“地球与天文科学”课程，“天文学直指人类最深处的好奇心，让年轻人理解我们所处的宇宙，在宇宙中理解自身，这对我国青少年发展至关重要。”

这场为期三天的开放科学会议，主会场四周还密集地摆放着各大高校、科研机构天文系所的宣传易拉宝，清华、北大、浙大、复旦、中山大学……这两年，在“数理化天地生”六大基础学科中，天文学这一曾经的短板正在迅速被补齐。

刘慈欣在短篇小说《朝闻道》中提到，当原始人仰望星空的时间超过了预设的阈值，就代表产生了好奇心和智慧。

现在，每个仰望过星空的孩子，都可能在某个瞬间，听到宇宙深处传来的呼唤。

文 | 沈积慧 童蔚

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