人工智能是大數(shù)據(jù)天體物理時(shí)代的萬(wàn)能鑰匙嗎？

      看上去，人工智能也許能夠幫助天文學(xué)家有效地解決大數(shù)據(jù)天體物理時(shí)代所面臨的難題。然而，人工智能真的是萬(wàn)能的么？本文將從目前機(jī)器學(xué)習(xí)的局限性探討一下機(jī)器學(xué)習(xí)在天體物理中的應(yīng)用范圍。
01剛需：大數(shù)據(jù)天體物理時(shí)代到來(lái)
      隨著觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展，天文數(shù)據(jù)呈指數(shù)型增長(zhǎng)。例如，著名的斯隆巡天（The Sloan Digital Sky Survey）[1] 開(kāi)始于2000年，觀測(cè)到了約300萬(wàn)個(gè)天體，數(shù)據(jù)量大約是40TB。而目前正在運(yùn)行的暗能量巡天（The Dark Energy Survey）[2]的數(shù)據(jù)量至少是斯隆巡天的100倍。未來(lái)歐洲的歐幾里得巡天（Euclid）[3]以及美國(guó)的大視場(chǎng)時(shí)空巡天（LSST）[4] 則會(huì)把數(shù)據(jù)量推到驚人的50PB和200PB（1PB=1024TB）。
      僅僅是可觀測(cè)星系一種天體的樣本數(shù)目，就將達(dá)到數(shù)十億。因此，以往傳統(tǒng)編程加人工處理方式的效率已經(jīng)不足以應(yīng)付這樣龐大的數(shù)據(jù)量了。例如，把上百億的星系按照哈勃星系圖表（圖1）分類的工作量就多到讓人望而卻步，這還僅僅是天體物理學(xué)研究的基本操作。
      也就是說(shuō)，高效的自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理將成為剛需。幸好人工智能技術(shù)在過(guò)去的十幾年里有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，比如圖樣識(shí)別技術(shù)已經(jīng)可以快速地把互聯(lián)網(wǎng)上的圖片進(jìn)行分類。天文學(xué)家們受此啟發(fā)，開(kāi)始把人工智能領(lǐng)域里的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到天文數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理中。
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