若要按照对人工智能的渴望程度排名，天文学恐怕会位列前茅。原因很简单：人们已经观察头顶的天空数千万年，要想在这片熟悉的天幕中发现新奇事儿，实在是太难了。
为了能往前多走一步，天文学家们设计了各种各样的望远镜：光学的、射电的、X射线的。它们或立于山顶，或置于荒原，或被送往太空。这些望远镜的镜头越来越大，结构越来越复杂，接收的信号越来越丰富。这些复杂的设备和海量的数据已经超出了人类所能处理的极限，需要人工智能来帮忙。
图1. 四个天文观测站所处位置的地貌[1]
目前来看，人工智能已经成为天文学家的全天候助手。
首先，在天文台站建设方面，人工智能帮助选择观测台站的位置，以获得最佳观测效果。选址过程需要综合考虑地理、气象等各种复杂因素，人工智能可以对这些因素进行预测和评估，甚至模拟出观测效果。另外，人工智能还可以帮助科学家对望远镜进行光路校准和镜面调节[2]，使望远镜的健康状态达到最优。
图2. 利用人工智能技术调整望远镜的镜面[2]
除了在天文台站建设上的应用，人工智能还可以帮助科学家设计观测计划。一个观测站要高效运行，需要仔细规划何时观测哪一片天区。这一规划要考虑目标任务、地球位置、天文事件干扰等多种复杂因素，制定一个合理的计划并非易事。另外，人工智能可以检测数据异常，及时发现可能的设备故障；还可以对数据进行去噪、变换和组合，从而获得更高清的图片。
最后，人工智能特别善于从大量数据中发现某些天文现象的细微迹象。例如，2021年《自然·天文学》杂志刊登了一篇论文，报告了科学家们搭建的一个人工智能平台，可以从海量数据中实时检测出引力波[3]。自此，引力波不再神秘，人们不仅能轻易捕获它，还可能通过它揭开宇宙深处的秘密。
图3. 利用人工智能技术检测引力波[3]
参考文献：
[1] Hu T, Huang K, Cai J, et al. Intelligence of astronomical optical telescope: Present status and future perspectives[J]. arXiv preprint arXiv:2306.16834, 2023.
[2] Wang Y, Jiang F, Ju G, et al. Deep learning wavefront sensing for fine phasing of segmented mirrors[J]. Optics Express, 2021, 29(16): 25960-25978.
[3] Huerta E A, Khan A, Huang X, et al. Accelerated, scalable and reproducible AI-driven gravitational wave detection[J]. Nature Astronomy, 2021, 5(10): 1062-1068.
供稿：清华大学 王东
制作：北京邮电大学 戴维
审核：北京邮电大学 李蓝天