科技日?qǐng)?bào)記者 張佳欣
地球以外是否存在生命？這個(gè)問題似乎是科學(xué)界最迷人又難解答的問題之一。宇宙浩瀚，看似生命存在的機(jī)會(huì)眾多，但恒星之間距離遙遠(yuǎn)，尋覓生命如大海撈針。
過去，科學(xué)家依靠傳統(tǒng)觀測(cè)手段和理論模型，苦苦搜尋生命跡象卻毫無進(jìn)展。如今，太空與地面望遠(yuǎn)鏡不斷收集海量天文數(shù)據(jù)，規(guī)模與復(fù)雜度遠(yuǎn)超人類處理能力。傳統(tǒng)探索手段也面臨困境，超精密建模和模擬在處理復(fù)雜天文數(shù)據(jù)時(shí)，常顯得力不從心。
隨著科技發(fā)展，一種全新的“助手”——人工智能（AI），正逐漸嶄露頭角，為這一領(lǐng)域帶來新的希望與可能。
代理型AI“投身”行星樣本研究
英國(guó)《自然》雜志5月2日刊文稱，AI科學(xué)家“團(tuán)隊(duì)”加入研究地外天體，尋找外星生命的行列。
美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）戈達(dá)德太空飛行中心開發(fā)出一種“AstroAgents”系統(tǒng)，能在天體生物學(xué)領(lǐng)域自主進(jìn)行研究。該系統(tǒng)由8個(gè)“AI代理”組成，可分析數(shù)據(jù)并生成科學(xué)假設(shè)，涵蓋從閱讀文獻(xiàn)到撰寫論文的全流程，屬于旨在實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究自動(dòng)化的AI工具之一。
開發(fā)者計(jì)劃利用該系統(tǒng)研究NASA將從火星帶回的樣本，以確定其中是否含有表明過去或現(xiàn)在生命存在的有機(jī)分子。4月27日，團(tuán)隊(duì)在新加坡舉行的國(guó)際學(xué)習(xí)表征會(huì)議上展示了這一成果。該中心天體生物學(xué)家丹妮絲·巴克納表示，AstroAgents有助于理解分子在太空及地球上的形成與保存，還能確定應(yīng)尋找的特定生命跡象。
AstroAgents是“代理型AI”系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。這類系統(tǒng)基于大型語言模型，能更主動(dòng)地參與研究，自主決定研究?jī)?nèi)容和方式，評(píng)估結(jié)果并調(diào)整策略。
為指定代理AI的行為，團(tuán)隊(duì)向大型語言模型輸入不同提示。如“數(shù)據(jù)分析師”識(shí)別數(shù)據(jù)重要模式，“規(guī)劃師”分配任務(wù)給其他“科學(xué)家”代理，“評(píng)估師”評(píng)估假設(shè)并提出改進(jìn)建議。
團(tuán)隊(duì)用兩種大型語言模型——Claude Sonnet 3.5和Gemini 2.0 Flash來驅(qū)動(dòng)AstroAgents，并向每個(gè)系統(tǒng)輸入了來自地球各地的8塊隕石和10個(gè)土壤樣本的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，進(jìn)行了10輪優(yōu)化。最終，Gemini生成101個(gè)假設(shè)，Claude生成48個(gè)。巴克納認(rèn)為，Gemini生成的假設(shè)中有36個(gè)合理、24個(gè)新穎，Claude生成的雖無原創(chuàng)但錯(cuò)誤少、更清晰。
機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別370顆系外行星
得益于天文學(xué)家的不懈努力，我們?nèi)缃褚阎y河系中至少有5600顆行星繞著遙遠(yuǎn)恒星運(yùn)轉(zhuǎn)。這些行星形態(tài)各異，有的比木星、土星還大，是巨型氣態(tài)行星；有的比火星還小，是熾熱的巖石行星；大多數(shù)則由氣體、巖石或兩者混合而成，大小通常介于地球與海王星之間。
然而，迄今為止，尚未發(fā)現(xiàn)生存環(huán)境與地球相似的行星，也沒有行星具備人們所知的生命所需條件或化學(xué)物質(zhì)。不過，AI或許能帶來轉(zhuǎn)機(jī)，因?yàn)樗蛇M(jìn)行更深入分析。
美國(guó)《國(guó)家地理》雜志報(bào)道稱，NASA機(jī)器學(xué)習(xí)科學(xué)家哈梅德·瓦利扎德甘與天文學(xué)家喬恩·詹金斯攜手開展了一個(gè)旨在搜尋系外行星的自動(dòng)化項(xiàng)目。
2018年，該團(tuán)隊(duì)著手構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)程序ExoMiner。他們用已確認(rèn)的行星數(shù)據(jù)和誤報(bào)數(shù)據(jù)訓(xùn)練這款軟件，并在開普勒望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)檔案中對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試。很快，ExoMiner識(shí)別出370顆此前未知的系外行星，判斷至今未被推翻。只是這370顆行星中，沒有一顆與地球或太陽系行星相似，它們大多環(huán)境惡劣，不適宜生命存在。
瓦利扎德甘稱，ExoMiner只是利用AI解決這一“大海撈針”難題的起點(diǎn)。未來十年，下一代系外行星搜尋望遠(yuǎn)鏡將發(fā)射，更多數(shù)據(jù)將傳回，同時(shí)，新的AI行星探測(cè)器也在研發(fā)中。
SETI助力監(jiān)測(cè)宇宙電磁信號(hào)
澳大利亞《對(duì)話》雜志報(bào)道稱，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的搜尋地外文明（SETI）計(jì)劃研究中心致力于尋找外星智慧文明的電磁信號(hào)，其波長(zhǎng)范圍涵蓋從無線電波到可見光。
目前，這項(xiàng)計(jì)劃正在為甚大天線陣列（VLA）構(gòu)建一套并行的、由AI驅(qū)動(dòng)的軟件系統(tǒng)。VLA是一個(gè)龐大的射電望遠(yuǎn)鏡陣列，由28個(gè)直徑25米的碟形天線組成，散布在沙漠平原。投入使用后，這套AI系統(tǒng)每秒能處理2太字節(jié)（TB）數(shù)據(jù)，而現(xiàn)代筆記本電腦存儲(chǔ)容量通常僅1TB。
SETI研究中心首席執(zhí)行官比爾·戴蒙德稱，隨著搜尋外星生命工作的推進(jìn)，AI應(yīng)用愈發(fā)“不可或缺”。傳統(tǒng)上，SETI主要尋找類似人類使用的窄帶信號(hào)，但若外星先進(jìn)技術(shù)使用寬帶射電，傳統(tǒng)方法就失效了。而AI能處理海量數(shù)據(jù)，從“音頻圖像”中截取“快照”尋找模式，增加了新的搜尋目標(biāo)。
SETI還參與了“突破聆聽”計(jì)劃，正在廣泛掃描百萬顆恒星和百個(gè)星系，尋找生命存在的證據(jù)。
此外，AI也被用于探測(cè)地球附近更溫和的生命跡象。卡內(nèi)基科學(xué)研究所正利用AI分析火星巖石樣本。他們發(fā)現(xiàn)，AI區(qū)分生物和非生物物質(zhì)的準(zhǔn)確率近90%。
目前，SETI研究中心計(jì)劃用該系統(tǒng)分析地球古老樣本和火星隕石樣本，未來也許將其送入土衛(wèi)二羽流或在火星著陸。
AI在天文研究中尚處于早期階段，隨著越來越多的數(shù)據(jù)被收集和分析，探測(cè)到外星生命的可能性正在不斷增加。
