AI為尋找外星生命拓展新視野

一顆荒涼而貧瘠的外星，背景是紫色的天空，以及恒星、行星、衛(wèi)星、小行星等（藝術(shù)想象圖）。 圖片來(lái)源：美國(guó)《福布斯》雙周刊網(wǎng)站

科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞

在浩渺宇宙間，人類是已知唯一的智慧生命嗎？多年來(lái)，這個(gè)問題一直縈繞在無(wú)數(shù)科學(xué)家心頭，也推動(dòng)他們不斷探索更深遠(yuǎn)的未知。

美國(guó)《福布斯》雙周刊網(wǎng)站在近日的報(bào)道中指出，包括機(jī)器學(xué)習(xí)在內(nèi)的人工智能（AI）技術(shù)不斷取得進(jìn)步，賦予科學(xué)家搜尋外星生命更多助力，將徹底改變外星生命探索的面貌。例如，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)有望徹底改變科學(xué)家處理和分析天文觀測(cè)數(shù)據(jù)的方式；先進(jìn)的AI工具更有可能識(shí)別出表明外星生命的信號(hào)，大大加快科學(xué)家在宇宙其他角落發(fā)現(xiàn)生命的效率。

機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別潛在信號(hào)

“搜尋地外智慧生命（SETI）”項(xiàng)目主要是搜索宇宙中外星生命信號(hào)。鑒于宇宙浩渺無(wú)垠，這將是一項(xiàng)艱巨任務(wù)。AI能處理和分析遠(yuǎn)超出人類能力的龐大數(shù)據(jù)集，其中機(jī)器學(xué)習(xí)算法可篩選宇宙輻射的噪聲，從而可以前所未有的速度和準(zhǔn)確性識(shí)別可能意味著外星生命存在的信號(hào)。

AI在SETI中大顯身手的一個(gè)領(lǐng)域是“突破聆聽”項(xiàng)目。該項(xiàng)目利用分布在全球各地的望遠(yuǎn)鏡，在100萬(wàn)顆恒星中尋找智慧生命的跡象。

加拿大多倫多大學(xué)和美國(guó)加州大學(xué)科學(xué)家在2月底出版的《自然·天文學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱，他們開發(fā)出一種機(jī)器學(xué)習(xí)軟件，對(duì)820顆恒星的“突破聆聽”觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識(shí)別出了近300萬(wàn)個(gè)有價(jià)值信號(hào)。盡管大多數(shù)信號(hào)被作為干擾排除，但在2萬(wàn)多個(gè)經(jīng)過(guò)人工審核的信號(hào)中，他們找到了8個(gè)有望昭示地外智慧生命的候選信號(hào)，凸顯了AI在加速數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新天文學(xué)時(shí)代的潛力。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)隱藏系外行星

識(shí)別太陽(yáng)系外的行星對(duì)尋找外星生命至關(guān)重要。AI算法在這項(xiàng)任務(wù)中越來(lái)越不可或缺，尤其是在分析美國(guó)國(guó)家航空航天局的開普勒空間望遠(yuǎn)鏡和“凌日系外行星勘測(cè)衛(wèi)星”等收集的數(shù)據(jù)時(shí)。

開普勒空間望遠(yuǎn)鏡已借助凌日法發(fā)現(xiàn)了數(shù)千顆系外行星。2022年，谷歌AI研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出名為ExoMiner的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)篩選開普勒望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了301顆以前未知的系外行星，展示了AI發(fā)現(xiàn)宜居行星的潛力。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種算法，當(dāng)輸入足夠多數(shù)據(jù)時(shí)，它可學(xué)習(xí)并提高自己的能力。有了此次成功經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)家計(jì)劃用該算法幫助篩選其他系外行星“捕手”獲得的數(shù)據(jù)，例如歐洲空間局的“對(duì)流旋轉(zhuǎn)和行星橫越任務(wù)”，以及將于2026年發(fā)射的下一代行星搜尋任務(wù)“柏拉圖”捕捉的數(shù)據(jù)。

用模因算法找出宜居行星

確定系外行星是否適合生命繁衍生息是一項(xiàng)復(fù)雜的挑戰(zhàn)，需要分析從大氣成分到表面溫度等在內(nèi)的諸多因素。

AI模型正在接受訓(xùn)練，以預(yù)測(cè)已發(fā)現(xiàn)系外行星的宜居性。通過(guò)學(xué)習(xí)地球的已知條件和從系外行星獲得的有限數(shù)據(jù)，AI可評(píng)估銀河系其他星球存在維持生命環(huán)境的可能性。

此外，科學(xué)家也在借助AI工具，發(fā)現(xiàn)新的宜居行星。據(jù)俄羅斯衛(wèi)星通訊社報(bào)道，印度天文學(xué)家開發(fā)出新AI算法“MSMBTAI”，可從已知的5000顆行星中，找出了約60顆可能適合生命生存的行星。

MSMBTAI基于多階段模因算法，可作為一種快速篩選工具，通過(guò)觀察到的特征評(píng)估行星的宜居性。

此外，如果真的接收到來(lái)自外星文明的信號(hào)，解讀其內(nèi)容將面臨前所未有的挑戰(zhàn)。自然語(yǔ)言處理和機(jī)器學(xué)習(xí)等AI工具可能有助于解碼此類信息。

科學(xué)家表示，如果人類從外星文明接收到類似阿雷西博信息的信號(hào)，AI可分析二進(jìn)制編碼的信息，解析出潛在的含義并予以響應(yīng)。阿雷西博信息是以前地球上最強(qiáng)大的射電望遠(yuǎn)鏡阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡向25000光年外的武仙座M13星團(tuán)發(fā)射的無(wú)線電信息。

在AI的幫助下，科學(xué)家有望更快厘清人類是否是宇宙中唯一智慧生物這一亙古難題。