“我国可能在明后年发射巡天望远镜，未来可能会观测完整个天区。”
这是刚刚落幕的2022世界人工智能大会上，中国载人航天工程总设计师、中国工程院院士周建平介绍的重大科学研究计划。
周建平院士说，中国的巡天望远镜精度与哈勃望远镜相当，但视场是哈勃的300倍，观测获取的海量数据，将借由人工智能技术破解更多天文奥秘。
中国巡天望远镜（示意图）
为什么要把望远镜送上太空
无论是探索宇宙深处，还是了解暗物质的奥秘，要破解人类关注的重大科学问题，首先要获取精确的观测数据。
周建平院士透露：2022年中国空间站在轨建造已进入冲刺阶段，2023年或2024年，我国还将发射巡天望远镜，与此同时，研究宇宙暗物质的科研设施也在研发当中。
2022世界人工智能大会现场
为什么要把望远镜送上太空？荔枝新闻记者了解到，这是为了消除大气对天文观测带来的不利影响。
隔着不断运动的大气层，天文望远镜很难把星象看清楚，尤其是科学家们感兴趣的遥远星系，看不清它们内部的精细结构，就无法精确地研究宇宙。
早在1946年，天文学家莱曼·斯皮策（Lyman Spitzer）就大胆提出了将大型望远镜放置在太空中的“疯狂计划”。直到1990年，哈勃太空望远镜发射入轨，这个伟大设想才变成现实。
哈勃太空望远镜来源：视觉中国
运行30多年来，哈勃望远镜成功弥补了地面观测的不足，帮助解决了许多天文学的基本问题，比如调查宇宙的年龄、探索太阳系的演化、进一步证实了星系中心超大质量黑洞的存在等等。哈勃望远镜不仅推动了天文物理学的进步，它拍摄的太空图片如梦似幻，让普通人也领略了宇宙的壮美。
哈勃太空望远镜拍摄的星云图来源：视觉中国
下一代太空望远镜是什么样的呢？
这里产生了两种分支，一种是建造更大口径的望远镜，可以把宇宙看得更深入，捕捉更暗弱的天体信息，比如美国的韦伯太空望远镜。
还有一种思路，是让太空望远镜“看得更开”，观测更广阔的天区，对宇宙的研究更高效更系统——这就是巡天望远镜。
精度相当中国巡天望远镜比哈勃强在哪里
中国巡天望远镜长什么样？
此前，中科院国家天文台副台长、中国空间站望远镜科学工作联合中心主任刘继峰向媒体表示，中国巡天望远镜非常有气势，体积如同一辆大客车，立起来相当于三层楼的高度，其口径为两米。
此前的哈勃太空望远镜已经工作了30多年，获得了300多平方度天区的观测数据，大约占天区总面积0.8%。我国的巡天望远镜观测精度与哈勃相同，但视场角是哈勃的300多倍。
中国空间站望远镜科学数据责任科学家李然，曾有这样一个比喻：“远处山上有一群羊，哈勃望远镜能看到其中一只羊，我们巡天望远镜可以把成群的羊都拍下来，而且其中每一只都和哈勃望远镜看到的一样清楚。”
在2022世界人工智能大会期间，周建平院士强调：“我们计划用10年时间看完半个天区，就是17500多平方度的区域，而且我们的巡天望远镜工作时间可能比哈勃更长久，未来很有可能获得整个天区的图像。”
不仅如此，中国巡天望远镜还有红外、紫外、可见光等多个观测频谱，意味着更强大的探测能力。
处理观测海量数据，“人工”必须加上“智能”
1609年，伽利略第一次用望远镜观察宇宙，人类对世界的感知大大延伸，天文学就此确立。
当时一边眯着眼观测，一边用鹅毛笔在纸上记录的伽利略肯定想不到：四百多年后，望远镜看到的星光，已经延伸到几百亿光年之外，而每日天文观测带来的海量数据，早已不是人工能来得及记录和阅读的了。
伽利略和他的天文望远镜来源：视觉中国
中国“天眼”FAST首席科学家、中国科学院国家天文台李菂研究员说，越来越多的高科技观测手段加入，甚至颠覆了人类的既有感知，比如前几年发现的引力波。
现在的天文学观测数据，哪怕科学家们夜以继日废寝忘食也来不及处理，人工智能已经成了他和同事们做研究的重要工具。
中国“天眼” FAST望远镜来源：视觉中国
地面上的FAST望远镜每日获取数据已经大到惊人，当中国的巡天望远镜正式“上岗”，观测数据可能高达PB级（1PB=1024TB）。
周建平院士直言：“数据量之大，可能是天文学确立以来前所未有的，仅仅依靠人力，靠科学家或是现有的软件技术去处理，恐怕都是难以完成的。”
天文学研究越深，就越需要人工智能参与处理分析。
商汤科技董事长兼CEO徐立，谈起“AI+仰望星空”，期待的不仅仅是科学家研究的范式改变，而是更多突破性成果。
他说：“当度量衡更精准的时候，传统的物理学定律往往会暴露出不足，势必带来基础理论的新突破。所以未来5~10年，有了更高精度的海量天文观测数据，人工智能可以从中研究出什么颠覆性成果，值得期待。”
今年的世界人工智能大会上，国家天文台与腾讯一同获得了大会最高奖——“SAIL之星”卓越人工智能引领者奖。
该获奖项目，是腾讯和国家天文台合作的“探星计划”。
据介绍，FAST可以探测到数亿光年外的暗弱天体信号，一周内产生的脉冲星信号图大约有3000万张。如果以人工的方式处理这些图片，按照1张/秒速度，不吃不喝不眠不休也需要一年的时间才能完成。
而通过AI检测，在1台常规服务器上，只需要3天即可获得结果。
“探星计划”启动不到一年，借助腾讯优图实验室的AI技术和腾讯云的算力，AI对天文数据的整体处理效率提升了120倍。迄今“探星计划”已经发现了22颗脉冲星。
无论是送上太空的巡天望远镜，还是与大地贴得更近的FAST望远镜，中国的天文学家们对星辰大海的观测，更深远也更精细。
李菂研究员有一个期待：“也许几年后，人工智能不仅仅作为研究助手，去解决星空中已知的疑问，而是能从中发现不一样的世界，寻找到我们现在可能还无法想象出的宇宙规律。”
来源：荔枝新闻
编辑：YING
