和人工智能一起仰望星空

　　浙江在线4月9日讯（记者 何冬健 高心同 许智田 通讯员 肖乐）4月7日至9日，来自全球22个国家的天文台台长、专家齐聚杭州，参加由中国科学院国家天文台与之江实验室共同主办的“人工智能赋能的天文学开放科学会议”。

　　作为东道主，之江实验室联合中国科学院国家天文台现场发布了一系列大模型成果，展示“AI+天文学”的无限可能。会上还发布了《人工智能赋能开放科学的天文学白皮书》及开放天文学行动计划，呼吁国际范围内的开放合作。

　　AI和天文学的跨界合作

　　跨界，是这场会议的关键词。

　　寻找贫金属星是天文学家研究早期宇宙和银河系演化的重要手段，当前，这一过程正在加速。

　　通过共同开办天文大模型种子班，之江实验室和中国科学院国家天文台联合研发了SpecCLIP恒星光谱基座模型，并且在短短一个月里，从郭守敬望远镜1000多万条中低分辨率光谱和盖亚空间天文台2亿多条超低分辨率光谱数据中发现了8000多颗金属丰度为太阳的万分之一的贫金属星候选体。而在过去大半个世纪，全世界大型望远镜发现的这类恒星总共只有50多颗。

　　“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。”中国科学院国家天文台、中国科学院大学副教授黄样说。

　　印度校际天文与天体物理中心教授阿吉特·克沙夫·肯巴维（Ajit Keshav Kembhavi）认为，当前人工智能对于靠数据驱动的天文学至关重要。他说，AI的身影将在仪器构建、数据采集、数据处理与分析乃至理论的产出等各种天文学应用领域无处不在。因此，现代天文学家必须掌握数据科学与人工智能技能。

　　确实如此，以中国天眼FAST为例，在观测状态下，它好比一台常年开启的录像机，每年新增数据量可达数十PB（拍字节）。“这些数据中有大量未认证的光谱谱线。传统的方式依靠人工去辨别，同一个天区中存在几百种分子，各种谱线交织在一起，观测人员需要很长时间进行数据处理。”之江实验室高级研究专家全冬晖说。实验室的大模型可以直接用计算机深度学习、处理和辨别宇宙中的天体，帮助科研人员从繁琐的数据海中解脱。

　　除了SpecCLIP之外，之江实验室还联合中国科学院国家天文台共同研发了天文领域基础模型AstroOne以及FALCO时域光变模型。

　　会议期间，包括上述模型在内的系列天文模型在线下“模型商店”集中展示。来自全球的天文学家和科研工作者现场测试模型能力，与模型研发团队展开深入讨论，表示期待这些成果能够推动产出新的天文发现。

　　“天文学与丰富多元的AI模型堪称天作之合。”西班牙加那利天体物理研究所的天文学家卡洛斯·古铁雷斯（Carlos Gutierrez）感叹，天文学从本质上说是“天空物理学”，它不仅与从等离子体到高能过程的所有物理学分支紧密关联，还广泛涵盖数学、人工智能等跨学科知识领域，借助多样的宇宙现象助力他们验证科学理论。

　　古铁雷斯投身于观测宇宙学的多个项目，并且在研发用于天文时域现象研究的新型望远镜方面积累了丰富经验。他预言，“AI+天文学”势必会发展成为一种全新的研究范式。

　　国际范围内的开放共享

　　采访中，与会天文学家不约而同地提到一个词：开放。

　　“在构建这些模型的过程中，我们发现，模型不仅仅只是一个工具，它更是撬动科学问题、推动天文科研范式变革的引擎。更重要的是，这是一次AI科学家与天文学家共绘‘全局图’的过程。”之江实验室科学模型总体部技术总师薛贵荣表示。

　　在这张“全局图”中，天文学观测设备按照不同的观测波段分为射电、毫米波、光学、X-Ray、γ-Ray、宇宙线，它们对应着三类观测数据——图片、光谱以及时域，分别代表光的空间分布、光的频率分布以及光随时间的变化。之江实验室目前在做的就是打通从设备到数据，再到模型的路径，通过天文模型去服务天文学家打造具身智能望远镜，推动解决更多科学问题。

　　“希望从这个‘全局图’出发，能够拓展更多合作伙伴，将‘共商共建共享共发展’的开放创新机制推向纵深。”薛贵荣说。

　　会上还发布了《人工智能赋能开放科学的天文学白皮书》及开放天文学行动计划，受到与会天文学家的欢迎。

　　“白皮书涵盖了共享数据、模型、基础设施等内容，旨在进一步推动国际间的交流与合作。比如，我们呼吁暗夜保护，未来可为暗夜资源划分等级和标准，设立暗夜公园与保护区，发展星空旅游，保护原始的星空；我们呼吁共同合作、资源共享，欢迎各国天文学家来到冷湖基地开展天文设施合作；我们呼吁教育与科普，为世界人民，为广大青少年带来更多更有价值的科普资源……”中国科学院国家天文台研究员罗阿理表示。

　　开放，不仅是国际间更加紧密的合作，更饱含着天文学家对未来的期许。

　　西班牙阿拉贡宇宙物理研究中心主任哈维尔·塞那罗（Javier Cenarro）曾与中国的8个高校和科研机构合作，他认为这些合作是非常愉快的。“我非常愿意与中国继续开展合作。”他表示。

　　“我很期待将来有一天能够与之江实验室合作开发暗物质探测器，我们的研究或许可以改变天文学、改变世界。”利兹贝克特大学教授约翰·巴鲁克（John Baruch）说。