隨著詹姆斯·韋伯太空望遠鏡等新一代觀測設(shè)備的不斷發(fā)展,人類得以窺見許多過去從未觀測到的宇宙空間。這是否意味著傳統(tǒng)理論將被改寫?
昨天,2011年諾貝爾物理學(xué)獎得主、著名天體物理學(xué)家、澳大利亞國立大學(xué)教授布萊恩·施密特作客上海科普大講壇,并接受記者獨家專訪。在他看來,“科學(xué)永遠沒有正確答案,科學(xué)家的使命是不斷發(fā)現(xiàn)最佳答案。”
25%宇宙至今未被人類觸及
1998年,施密特領(lǐng)導(dǎo)的團隊通過觀測la型超新星,發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹正在加速,并因此榮獲2011年諾貝爾物理學(xué)獎。這一發(fā)現(xiàn)讓人類意識到,宇宙是一個由70%暗能量、25%暗物質(zhì)和5%普通原子物質(zhì)構(gòu)成的奇妙混合體。
“大多數(shù)科學(xué)家獲得諾獎,是因為研究了那5%的可見宇宙,而我研究的是那70%的暗能量。”施密特笑言,“至今,還有25%的宇宙未被人類觸及。”
彼時,他使用的是以哈勃望遠鏡為代表的上一代觀測設(shè)備。如今,借助詹姆斯·韋伯太空望遠鏡、錢德拉X射線天文臺等尖端儀器,人類得以窺見更多宇宙奧秘,比如早期星系中黑洞存在的證據(jù)、系外行星探測突破等。他說:“過去人們總覺得宇宙很無聊,但如今我們看到的宇宙異常活躍。”
近年,更多宇宙未解之謎隨之浮現(xiàn):暗能量的本質(zhì)究竟是什么?它是否會隨著宇宙的膨脹而增加?為解答這些問題,施密特列舉了一系列下一代空間探測任務(wù),如歐幾里得衛(wèi)星以及中國正在研制的巡天望遠鏡等,它們將以前所未有的精度測量宇宙膨脹的歷史,繼續(xù)追尋暗能量的真相。施密特表示,雖然個人的研究只是滄海一粟,“但無數(shù)滄海一粟終將拼就宇宙的全景故事”。
生活處處有天文學(xué)“副產(chǎn)品”
天文學(xué)是否離普通人太遠?施密特認為恰恰相反。“天文學(xué)是最容易激發(fā)人類好奇心的科學(xué)之一。兩三歲的孩子仰望星空時,實際上已經(jīng)在進行他們?nèi)松械牡谝淮慰茖W(xué)探索。”他指出,雖然天文學(xué)不會直接“造出一輛車”,但它與我們的日常生活息息相關(guān)——很多現(xiàn)代科技,正是天文學(xué)研究的“副產(chǎn)品”。
“你手里的手機,其實就凝結(jié)著天文學(xué)家的智慧。”施密特笑著指向記者的手機,解釋說:WiFi技術(shù)源于澳大利亞射電天文學(xué)家為尋找黑洞而發(fā)明的抗干擾算法;觸摸屏與萬維網(wǎng)都誕生在歐洲核子研究中心(CERN);數(shù)碼相機技術(shù)起初是為了將圖像傳送到木星而發(fā)明的;全球定位系統(tǒng)(GPS)上搭載的高精度原子鐘,最初是用于測量天體的位置和運動。
“最終你會發(fā)現(xiàn),天文學(xué)看似遙遠,卻實實在在塑造了我們所處的現(xiàn)代世界。”施密特說,天文研究幫助創(chuàng)造了今天人類賴以生存的各種關(guān)鍵技術(shù)。
30年前就已使用AI,自信永遠不會被它取代
談及人工智能,施密特分享了自己與AI結(jié)緣的經(jīng)歷——早在30年前,他就在科研中嘗試使用AI。
“那時計算機還很原始,但天文數(shù)據(jù)已龐大到人工無法處理。”施密特回憶,為了篩除圖像偽影、辨認恒星,他和團隊使用了雙層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(機器學(xué)習(xí)的早期形態(tài)),“那時的AI能頂10個人的工作量”。
如今,施密特和團隊正利用AI技術(shù)模擬恒星爆炸的全過程,并分析其中的復(fù)雜變化。“AI無疑加速了整個研究進程,也節(jié)省了大量望遠鏡的寶貴觀測時間。”
但他同時強調(diào),AI再強大,也只是工具。他常在澳大利亞國立大學(xué)的課堂上教授學(xué)生如何正確使用AI,并提醒年輕人要成為AI的主人,而非服務(wù)AI的人。施密特笑言:“自己有信心永遠不會被AI取代。”因為AI雖能高效分析數(shù)據(jù),但無法替代人類在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的直覺與好奇心。“再先進的AI,也無法明確告訴我們該研究什么課題——它仍需要人類來提出問題、給予指令。”
目前,詹姆斯·韋伯望遠鏡的許多觀測數(shù)據(jù)已向公眾開放。施密特鼓勵天文愛好者主動上網(wǎng)查閱,并參與數(shù)據(jù)分析:“機器學(xué)習(xí)和AI可能會遺漏某些細節(jié)。如果有人愿意嘗試處理這些數(shù)據(jù),說不定也會有諾獎級發(fā)現(xiàn)。”(作者 劉琦)
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