“我國可能在明後年發射巡天望遠鏡，未來可能會觀測完整個天區。”

這是剛剛落幕的2022世界人工智能大會上，中國載人航天工程總設計師、中國工程院院士周建平介紹的重大科學研究計劃。

周建平院士說，中國的巡天望遠鏡精度與哈勃望遠鏡相當，但視場是哈勃的300倍，觀測獲取的海量數據，將藉由人工智能技術破解更多天文奧祕。

中國巡天望遠鏡 （示意圖）

爲什麼要把望遠鏡送上太空

無論是探索宇宙深處，還是瞭解暗物質的奧祕，要破解人類關注的重大科學問題，首先要獲取精確的觀測數據。

周建平院士透露：2022年中國空間站在軌建造已進入衝刺階段，2023年或2024年，我國還將發射巡天望遠鏡，與此同時，研究宇宙暗物質的科研設施也在研發當中。

2022世界人工智能大會現場

爲什麼要把望遠鏡送上太空？荔枝新聞記者瞭解到，這是爲了消除大氣對天文觀測帶來的不利影響。

隔着不斷運動的大氣層，天文望遠鏡很難把星象看清楚，尤其是科學家們感興趣的遙遠星系，看不清它們內部的精細結構，就無法精確地研究宇宙。

早在1946年，天文學家萊曼·斯皮策（Lyman Spitzer）就大膽提出了將大型望遠鏡放置在太空中的“瘋狂計劃”。直到1990年，哈勃太空望遠鏡發射入軌，這個偉大設想才變成現實。

哈勃太空望遠鏡 來源：視覺中國

運行30多年來，哈勃望遠鏡成功彌補了地面觀測的不足，幫助解決了許多天文學的基本問題，比如調查宇宙的年齡、探索太陽系的演化、進一步證實了星系中心超大質量黑洞的存在等等。哈勃望遠鏡不僅推動了天文物理學的進步，它拍攝的太空圖片如夢似幻，讓普通人也領略了宇宙的壯美。

哈勃太空望遠鏡拍攝的星雲圖  來源：視覺中國

下一代太空望遠鏡是什麼樣的呢？

這裏產生了兩種分支，一種是建造更大口徑的望遠鏡，可以把宇宙看得更深入，捕捉更闇弱的天體信息，比如美國的韋伯太空望遠鏡。

還有一種思路，是讓太空望遠鏡“看得更開”，觀測更廣闊的天區，對宇宙的研究更高效更系統——這就是巡天望遠鏡。

精度相當 中國巡天望遠鏡比哈勃強在哪裏

中國巡天望遠鏡長什麼樣？

此前，中科院國家天文臺副臺長、中國空間站望遠鏡科學工作聯合中心主任劉繼峯向媒體表示，中國巡天望遠鏡非常有氣勢，體積如同一輛大客車，立起來相當於三層樓的高度，其口徑爲兩米。

此前的哈勃太空望遠鏡已經工作了30多年，獲得了300多平方度天區的觀測數據，大約佔天區總面積0.8%。我國的巡天望遠鏡觀測精度與哈勃相同，但視場角是哈勃的300多倍。

中國空間站望遠鏡科學數據責任科學家李然，曾有這樣一個比喻：“遠處山上有一羣羊，哈勃望遠鏡能看到其中一隻羊，我們巡天望遠鏡可以把成羣的羊都拍下來，而且其中每一隻都和哈勃望遠鏡看到的一樣清楚。”

在2022世界人工智能大會期間，周建平院士強調：“我們計劃用10年時間看完半個天區，就是17500多平方度的區域，而且我們的巡天望遠鏡工作時間可能比哈勃更長久，未來很有可能獲得整個天區的圖像。”

不僅如此，中國巡天望遠鏡還有紅外、紫外、可見光等多個觀測頻譜，意味着更強大的探測能力。

處理觀測海量數據，“人工”必須加上“智能”

1609年，伽利略第一次用望遠鏡觀察宇宙，人類對世界的感知大大延伸，天文學就此確立。

當時一邊眯着眼觀測，一邊用鵝毛筆在紙上記錄的伽利略肯定想不到：四百多年後，望遠鏡看到的星光，已經延伸到幾百億光年之外，而每日天文觀測帶來的海量數據，早已不是人工能來得及記錄和閱讀的了。

伽利略和他的天文望遠鏡  來源：視覺中國

中國“天眼”FAST首席科學家、中國科學院國家天文臺李菂研究員說，越來越多的高科技觀測手段加入，甚至顛覆了人類的既有感知，比如前幾年發現的引力波。

現在的天文學觀測數據，哪怕科學家們夜以繼日廢寢忘食也來不及處理，人工智能已經成了他和同事們做研究的重要工具。

中國“天眼” FAST望遠鏡  來源：視覺中國

地面上的FAST望遠鏡每日獲取數據已經大到驚人，當中國的巡天望遠鏡正式“上崗”，觀測數據可能高達PB級（1PB=1024TB）。

周建平院士直言：“數據量之大，可能是天文學確立以來前所未有的，僅僅依靠人力，靠科學家或是現有的軟件技術去處理，恐怕都是難以完成的。”

天文學研究越深，就越需要人工智能參與處理分析。

商湯科技董事長兼CEO徐立，談起“AI+仰望星空”，期待的不僅僅是科學家研究的範式改變，而是更多突破性成果。

他說：“當度量衡更精準的時候，傳統的物理學定律往往會暴露出不足，勢必帶來基礎理論的新突破。所以未來5~10年，有了更高精度的海量天文觀測數據，人工智能可以從中研究出什麼顛覆性成果，值得期待。”

今年的世界人工智能大會上，國家天文臺與騰訊一同獲得了大會最高獎——“SAIL 之星”卓越人工智能引領者獎。

該獲獎項目，是騰訊和國家天文臺合作的“探星計劃”。

據介紹，FAST可以探測到數億光年外的闇弱天體信號，一週內產生的脈衝星信號圖大約有3000萬張。如果以人工的方式處理這些圖片，按照1張/秒速度，不喫不喝不眠不休也需要一年的時間才能完成。

而通過AI檢測，在1臺常規服務器上，只需要3天即可獲得結果。

“探星計劃”啓動不到一年，藉助騰訊優圖實驗室的AI技術和騰訊雲的算力，AI對天文數據的整體處理效率提升了120倍。迄今“探星計劃”已經發現了22顆脈衝星。

無論是送上太空的巡天望遠鏡，還是與大地貼得更近的FAST望遠鏡，中國的天文學家們對星辰大海的觀測，更深遠也更精細。

李菂研究員有一個期待：“也許幾年後，人工智能不僅僅作爲研究助手，去解決星空中已知的疑問，而是能從中發現不一樣的世界，尋找到我們現在可能還無法想象出的宇宙規律。”

來源：荔枝新聞

編輯：YING