機(jī)器技術(shù)將幫助追蹤到外星技術(shù)

機(jī)器技術(shù)將幫助追蹤到外星技術(shù)，原因如下。——2015年追蹤外星巨型結(jié)構(gòu)課題不是完全無效的

一位藝術(shù)家關(guān)于“外星巨型結(jié)構(gòu)”可能樣貌的插畫（圖片來源：凱文 吉爾/維基媒體 普通版/CC BY 2.0）

機(jī)器學(xué)習(xí)可以追溯到2015年，那年地球上一個巨大的天文臺證明了4D時空結(jié)構(gòu)的存在?？茖W(xué)家們開始設(shè)想一個相當(dāng)牽強(qiáng)的想法：如果有智慧的外星人存在，他們是否會嘗試建造自己的科學(xué)巨型結(jié)構(gòu)？如果有，我們能找到嗎？事實(shí)上，我們已經(jīng)確定是的。這一切都始于一篇引人入勝的論文，名為“行星獵人IX”。KIC 8462852-通量在哪里？在這篇論文中，一組研究人員介紹了他們對NASA開普勒望遠(yuǎn)鏡收集的數(shù)據(jù)的分析。

它涉及到一顆恒星，距離你所在的位置約1470光年，名為KIC 8462852，或博亞吉安星。根據(jù)研究小組的結(jié)果，博亞吉安星的光線有非常奇特的下降。當(dāng)我們在宇宙中有利位置研究恒星時，每當(dāng)有東西經(jīng)過它們和恒星之間都可以在望遠(yuǎn)鏡中看到星光減弱。想象一下，你正盯著一個明亮的燈泡，然后有人從燈泡前面經(jīng)過，它的光線似乎中斷了。

通常，正如你所料，系外行星在圍繞其恒星宿主運(yùn)行時會導(dǎo)致這種變暗，但對于博亞吉安的恒星來說不是?！斑@不是一個球體，”SETI研究所的博士后研究員丹尼爾·賈爾斯在1月份的天文學(xué)會第243次會議上說?！八梢欢衙姘褰M成。它看起來像巨型結(jié)構(gòu)的樣子。正因為如此，在2015年的結(jié)果之后，人群變得瘋狂。新聞文章，后續(xù)觀察，觀點(diǎn)文章，甚至只是一般的喋喋不休開始在天文學(xué)領(lǐng)域蕩漾。好，暫停。我?guī)湍闶×它c(diǎn)麻煩，讓你知道最終的共識是：這些奇怪的下降不是由巨大的未來主義外星技術(shù)引起的。“可能是灰塵，”賈爾斯說。但事情是這樣的。

機(jī)器學(xué)習(xí)可以幫助跟蹤“這樣的信號”，“實(shí)際上在開普勒數(shù)據(jù)中被遺漏了，”賈爾斯解釋說。事實(shí)上，這篇論文背后的研究人員發(fā)現(xiàn)光降異常的一個重要原因是，公民科學(xué)家在尋找其他東西時偶然發(fā)現(xiàn)了它?；蛘哒缳Z爾斯所說：“人們沒有注意到。所以，這正是他和其他研究人員的目標(biāo)。也許，他們相信，關(guān)于外星人的真相就在數(shù)據(jù)中，我們只需要尋找它。賈爾斯和他的團(tuán)隊打算在NASA的凌日系外行星調(diào)查衛(wèi)星（TESS）收集的數(shù)據(jù)中尋找令人困惑的、神秘的、有趣的和明顯的不尋常的信號。他們想要尋找沒有定義形狀，定義深度甚至定義時間框架的星光下降，即宇宙異常值。

NASA的TESS任務(wù)旨在識別系外行星，但這并不是不使用其數(shù)據(jù)來更好地了解恒星的理由。（圖片來源：MIT）

機(jī)器學(xué)習(xí)可以幫助跟蹤像這樣奇怪的下降，可以通過光度曲線來發(fā)現(xiàn)，它代表隨著時間的推移出現(xiàn)的不同亮度?！拔覀冋谟嬎愎庾樱盙iles簡單地解釋說。然而，真正的挑戰(zhàn)恰恰是團(tuán)隊希望如何開始這個非常任務(wù)：機(jī)器學(xué)習(xí)。過程大致如下：研究中使用的TESS數(shù)據(jù)基于衛(wèi)星對不同天空扇區(qū)進(jìn)行觀察。這些扇區(qū)一次觀察了大約30天；在掃描期間，TESS每30分鐘拍攝一次觀察區(qū)域的快照。這最終導(dǎo)致該團(tuán)隊獲得了大約6000萬條準(zhǔn)備進(jìn)行分析的光曲線，這些曲線是為亮度超過14等的恒星生成的。

在星等系統(tǒng)中，較小的數(shù)字比較大的數(shù)字更亮-例如，0星等的物體比5星等的物體亮100倍。滿月以12.6左右的星等o進(jìn)入負(fù)相，太陽照射在-27左右。諸如此類。下一步是開始根據(jù)形狀和周期等因素大規(guī)模組織燈光曲線?！拔覀冋谔幚?000萬個不同的光曲線，所以我們需要它們便宜且易于計算”。賈爾斯說?！拔覀冇嬎氵@些便宜的指標(biāo)，然后在上面運(yùn)行異常檢測，這是一個基于密度的異常檢測-我們會發(fā)現(xiàn)哪些功能突出。

然后，在將數(shù)據(jù)剔除到可管理的大小之后，團(tuán)隊準(zhǔn)備應(yīng)用更精細(xì)的技術(shù)，通常需要更多的計算能力，包括細(xì)節(jié)和難做的分析?！拔覀兇_保這種行為確實(shí)存在，并且是天體物理學(xué)的，而不是由于儀器問題。賈爾斯說。如果某物表現(xiàn)出可識別的模式，那么，是時候回到剔除階段了?！白詈螅覀兺ㄟ^手動，”賈爾斯說，“因為沒有什么比人眼更擅長發(fā)現(xiàn)奇怪的東西了。

為了發(fā)現(xiàn)一名外星人，你需要一名人類。

老實(shí)說，我很高興聽到一些本質(zhì)上人類可以找到奇怪的東西，就像沒有機(jī)器真的可以。我認(rèn)為這是我們努力尋找智能外星人的理由。我想，我們天生就好奇，并且不知何故被模式中的失誤所吸引。“我們可以在一定程度上使用ML方法，”Giles告訴Space.com，“但最終，我們需要能夠理解為什么會發(fā)生這種情況。也許一個充滿即使是最精確的數(shù)據(jù)集的池就是這樣-一個充滿高精度數(shù)據(jù)集的池-直到人類開始解析以建立連接機(jī)器還沒有被編程來識別?！皩τ谙癞惓z測這樣的東西，還有一個額外的技巧，”賈爾斯說?！皼]有真值，所以我們不能訓(xùn)練一些東西來找到最奇怪的東西，或者最有趣的東西，因為我們不一定知道那是什么。

KIC 8462852和另一顆明亮的恒星進(jìn)行比較，顯示它在左側(cè)（東）有一個明顯的突出。（圖片來源：Boxaiian et al）

沒有外星人巨型結(jié)構(gòu)：恒星的奇怪變暗可能是由塵埃引起的“外星人巨型結(jié)構(gòu)”恒星再次與奇怪的調(diào)光我們能和外星人交流嗎？即使涉及到旨在模仿人類結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人，科學(xué)家們的一個限制步驟是關(guān)于解碼決定我們移動方式的物理定律。這是因為，作為人類，我們真的不需要知道人類的某些方面是如何工作的。他們只是工作。例如，幾年前，一個團(tuán)隊在弄清楚我們的指紋如何影響我們的握力方面取得了突破。你知道當(dāng)你洗滑溜溜的盤子時，你本能地知道如何用力握住盤子，以免它們從你的手中掉下來？

在整個過程中你都在無意識地考慮你的指紋。但科學(xué)家們不得不制定一個新的物理定律，將這種本能轉(zhuǎn)化為書面事實(shí)。對于機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能，似乎也有類似的擔(dān)憂，盡管這兩者在技術(shù)上都是可以訓(xùn)練的，可以提出自己的一些解決方案。讓機(jī)器編程去尋找我們以前沒有發(fā)現(xiàn)的東西是很困難的，因為我們會告訴它去尋找什么？這有點(diǎn)像科學(xué)家們?nèi)绾螕碜o(hù)詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，因為它可能會回答一些我們從未想過要問的宇宙問題。“AI和ML可以為我們做的是有限的，但只要我們了解ML具體在做什么，也有很多機(jī)會。賈爾斯說。這是精神糧食。

貝克賽安星在紅外線和紫外線。（圖片來源：IPAC/NASA,STScL(NASA)）/維基共享資源)

然而，賈爾斯說，該團(tuán)隊也在試圖尋找確實(shí)可編碼的特定異常?！拔覀円呀?jīng)將近200萬種不同的人工信號注入光曲線中，這些光曲線沒有我們所知道的任何傾斜特征，但仍然存在偽影，因此它們?nèi)匀挥行袨?。他說。至于到目前為止的異常結(jié)果？“到目前為止，這些都沒有像巨型結(jié)構(gòu)一樣對我們說話，“但他們肯定很有趣。”

By: Monisha Ravisetti

FY: 何丹懷（懷）

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