[科普中國]-人工智能團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)新太陽系

北京時(shí)間2017年12月15日夜間，NASA放出了一個(gè)重磅新聞：2009年發(fā)射升空的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡在距離地球2545光年的地方發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)“太陽系”：有共計(jì)8顆行星圍繞著一個(gè)暫時(shí)被命名為開普勒-90的恒星運(yùn)動，這顆恒星與太陽非常接近。

而人類目前已知的含有行星的天體系統(tǒng)中，僅僅它和太陽系擁有8顆行星，著實(shí)是兩個(gè)龐大的家族！

開普勒望遠(yuǎn)鏡藝術(shù)構(gòu)圖?NASA/JPL

開普勒望遠(yuǎn)鏡的名字來自于人類偉大的天文學(xué)家約翰內(nèi)斯·開普勒，他總結(jié)的開普勒三大定律成為人類認(rèn)識宇宙的基礎(chǔ)。向他致敬，開普勒望遠(yuǎn)鏡的首要目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)太陽系外的類似地球的行星。

換句話說，發(fā)現(xiàn)外星生命的家園。

為此，科學(xué)家們可謂煞費(fèi)苦心，為了讓它觀測到更多信息，巧妙設(shè)計(jì)了四大絕活：

1. **軌道：**這個(gè)望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)在運(yùn)行在尾隨地球但處于外側(cè)的周期達(dá)372.5 天的軌道上，它最大限度回避了太陽和地球的影響，能夠長期在穩(wěn)定平臺上觀測目標(biāo)。

2. **火眼金睛：**開普勒望遠(yuǎn)鏡觀測系外行星的方式是凌日法，即行星擋在恒星前面時(shí)會導(dǎo)致恒星的亮度稍微降低，如果觀測到連續(xù)三次凌日，就可以確定它是顆凌日行星，從而得到它的軌道周期、大致大小等信息。

凌日法的動圖演示，通過亮度變化確定行星出現(xiàn) ?NASA/Google

3. **明察秋毫：**可以想象，開普勒觀測到的恒星與地球之間的距離以光年計(jì)，這么遠(yuǎn)的距離時(shí)恒星不過是一個(gè)不起眼的小點(diǎn)，而觀測它微弱的亮度變化更是難上加難，必須要求望遠(yuǎn)鏡能夠看到極其微弱的細(xì)節(jié)。而開普勒望遠(yuǎn)鏡的觀測精度達(dá)到了驚人的0.01%星等。這是個(gè)什么概念呢？就好比是人的肉眼看一個(gè)極亮的探照燈，已經(jīng)看不到任何東西了，但此時(shí)有一粒極小的灰塵從燈前飛過，并對探照燈亮度造成了影響。

4. **目不轉(zhuǎn)睛：**行星凌日并不容易觀測到，而宇宙又是如此之大且充滿了各種干擾。

開普勒望遠(yuǎn)鏡發(fā)射后，目前觀測目標(biāo)定位在天鵝座附近的一小塊星空，每隔80 天會產(chǎn)生一定變化。它每次觀測數(shù)量多達(dá)14.5萬顆恒星，每隔30分鐘就會拍一張照片，對比它們的區(qū)別，如果有任何一顆恒星出現(xiàn)亮度異常，就要繼續(xù)確認(rèn)是否發(fā)生了行星凌日現(xiàn)象。

人類目前已知的含有行星的系統(tǒng) ?NASA

在這種情況下，幾年來開普勒望遠(yuǎn)鏡將人類已知含行星的系統(tǒng)數(shù)量擴(kuò)大到了2658 個(gè)！總行星數(shù)量超過4000顆！

而今天公布的就是唯一能和太陽系相媲美的！

但你認(rèn)為這就完了么？

真正讓人吃驚的地方在后面！

開普勒-90系統(tǒng)和太陽系對比圖 ?NASA

事實(shí)上，這個(gè)新“太陽系”數(shù)據(jù)被記錄下來后，人類科學(xué)家經(jīng)過分析，認(rèn)為這里可能擁有6-7顆行星。對于一些多行星的系統(tǒng)，距離恒星過近的行星往往由于體積過小和公轉(zhuǎn)周期過快，很難被確認(rèn)。

但這個(gè)時(shí)候能夠進(jìn)行深度機(jī)器學(xué)習(xí)的人工智能出現(xiàn)了，它來自于谷歌研發(fā)人工智能的專業(yè)團(tuán)隊(duì)。相信整個(gè)人類還處在被阿爾法狗虐智商、被Atlas機(jī)器人虐身體素質(zhì)的陰影里沒有出來，而這次它們要出來虐世界上最頂級的科學(xué)家們了。

人工智能可以一次性學(xué)習(xí)海量的數(shù)據(jù)（動圖），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人類大腦的上限

?NASA/Google

研發(fā)團(tuán)隊(duì)找科學(xué)家們要了15000組開普勒觀測到并被科學(xué)家們花了數(shù)年后確認(rèn)已經(jīng)是完全正確的信號，于是這套智能系統(tǒng)開始分析它們，從0學(xué)習(xí)如何辨別系外行星。

按照采訪時(shí)谷歌團(tuán)隊(duì)技術(shù)復(fù)雜人的說法：“僅僅用了兩個(gè)小時(shí)，它（人工智能）就能分析完所有的數(shù)據(jù)”。

而NASA的科學(xué)家們在用新數(shù)據(jù)對它進(jìn)行考核之后說：“它的考試成績達(dá)到了96分！（96%的正確率）”。

這遠(yuǎn)不是頂級科學(xué)家可以在兩個(gè)小時(shí)內(nèi)達(dá)到的成績，即便給一個(gè)普通人10000小時(shí)定律的學(xué)習(xí)過程，他也幾乎不可能達(dá)到這個(gè)高度。發(fā)現(xiàn)了人工智能的強(qiáng)大之后，科學(xué)家們迅速把他們完全搞不定的數(shù)據(jù)扔給它處理，尤其是那些擁有較多行星數(shù)量的系統(tǒng)。

地球和開普勒-90i的軌道和周期對比動圖 ?NASA/Google

不出意外，人工智能在開普勒-90系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了科學(xué)家們未曾發(fā)現(xiàn)的開普勒-90i，這是一顆周期僅有14.4天的較小巖石質(zhì)地（類地）行星，它也確認(rèn)了另外7顆的準(zhǔn)確信號。除此之外，在之前科學(xué)家無法確認(rèn)的開普勒-80系統(tǒng)內(nèi)，它也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新行星開普勒-80g，將這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)總行星數(shù)擴(kuò)大到了6顆。

但故事還沒有結(jié)束，因?yàn)槿斯ぶ悄苡X得人類太弱了，給它的信息才這么點(diǎn)。

開普勒望遠(yuǎn)鏡僅僅觀測了做圖中橙色的區(qū)域，大概僅相當(dāng)于太陽系中最遠(yuǎn)到地球附近的距離 ?NASA

可以看到，開普勒望遠(yuǎn)鏡在觀測這顆恒星時(shí)，僅僅這么小的區(qū)域中，就發(fā)現(xiàn)了8顆行星！最遠(yuǎn)的一顆放到太陽系中已經(jīng)可以成為第一大行星，超過了木星。而太陽系內(nèi)同等的區(qū)域內(nèi)僅僅發(fā)現(xiàn)了水星、金星和地球三顆。

**這意味著開普勒-90系統(tǒng)極有可能是個(gè)超級龐大的家族，擁有數(shù)量眾多的多種行星，實(shí)際數(shù)量幾乎不可能止于8顆！**但到底有多少，人類就無法回答了。

人工智能團(tuán)隊(duì)“建議”科學(xué)家們持續(xù)觀測這個(gè)系統(tǒng)，它們一定能做出更大發(fā)現(xiàn)。

人類對系外行星數(shù)量的了解被開普勒望遠(yuǎn)鏡（黃色小點(diǎn)）極大提升，而這些大都與地球的尺寸類似 ?NASA

按照開普勒望遠(yuǎn)鏡工作這幾年的狀態(tài)，它發(fā)現(xiàn)幾乎每一個(gè)恒星附近都存在行星系統(tǒng)，而每六個(gè)系統(tǒng)里就有一顆類似地球的行星處在宜居帶上。在宜居帶內(nèi)，行星上可能存在液態(tài)水，也可能孕育與地區(qū)類似的生命。

然而，

目前銀河系里估計(jì)出來的恒星數(shù)量大約有1000億-4000億個(gè)！

目前人類已經(jīng)觀測到的宇宙中，像銀河系這樣的星系大約有1000億個(gè)！

目前人類的研究還在不斷把人類認(rèn)識到的宇宙大小持續(xù)擴(kuò)大！

因此，NASA科學(xué)家根據(jù)開普勒望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，估計(jì)宇宙中像地球一樣的行星數(shù)量大約為以下這個(gè)級別：

16,999,999,999,983,000,000,000

但這還沒完，下一代的凌日系外行星巡天望遠(yuǎn)鏡（Transiting Exoplanet Survey Satellite）將在 2018 年初發(fā)射、詹姆斯韋伯望遠(yuǎn)鏡（James Webb Space Telescope）將在2019年發(fā)射、廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡（Wide Field Infrared Survey Telescope）將在2020年發(fā)射。

它們將極大提升人類對系外行星的了解，人類發(fā)現(xiàn)的系外行星數(shù)量預(yù)計(jì)將呈幾何級數(shù)上升。

這次的發(fā)現(xiàn)公布已經(jīng)告訴我們，人工智能開始涉足人類最頂級的科研，而未來這些太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)必然也越來越多地依靠它們來分析。如果真的發(fā)現(xiàn)了外星人的微弱信號，無疑也是人工智能最先發(fā)現(xiàn)。

但是將會是誰、是否、何時(shí)、如何做出回答呢？