發現新太陽系: 人工智能, 你是外星人派來的臥底么?

出品：科普中國

制作：太空精釀

監制：中國科學院計算機網絡信息中心

北京時間2017年12月15日夜間，NASA放出了一個重磅新聞：2009年發射升空的開普勒太空望遠鏡在距離地球2545光年的地方發現了另一個“太陽系”：有共計8顆行星圍繞著一個暫時被命名為開普勒-90的恒星運動，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中，僅僅它和太陽系擁有8顆行星，著實是兩個龐大的家族！

開普勒望遠鏡藝術構圖?NASA/JPL

開普勒望遠鏡的名字來自于人類偉大的天文學家約翰內斯·開普勒，他總結的開普勒三大定律成為人類認識宇宙的基礎。向他致敬，開普勒望遠鏡的首要目標是發現太陽系外的類似地球的行星。

換句話說，發現外星生命的家園。

為此，科學家們可謂煞費苦心，為了讓它觀測到更多信息，巧妙設計了四大絕活：

1.軌道：這個望遠鏡現在運行在尾隨地球但處于外側的周期達372.5 天的軌道上，它最大限度回避了太陽和地球的影響，能夠長期在穩定平臺上觀測目標。

2.火眼金睛：開普勒望遠鏡觀測系外行星的方式是凌日法，即行星擋在恒星前面時會導致恒星的亮度稍微降低，如果觀測到連續三次凌日，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。

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，這么遠的距離時恒星不過是一個不起眼的小點，而觀測它微弱的亮度變化更是難上加難，必須要求望遠鏡能夠看到極其微弱的細節。而開普勒望遠鏡的觀測精度達到了驚人的0.01%星等。這是個什么概念呢？就好比是人的肉眼看一個極亮的探照燈，已經看不到任何東西了，但此時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。

開普勒望遠鏡發射后，目前觀測目標定位在天鵝座附近的一小塊星空，每隔80 天會產生一定變化。它每次觀測數量多達14.5萬顆恒星，每隔30分鐘就會拍一張照片，對比它們的區別，如果有任何一顆恒星出現亮度異常，就要繼續確認是否發生了行星凌日現象。

人類目前已知的含有行星的系統 ?NASA

在這種情況下，幾年來開普勒望遠鏡將人類已知含行星的系統數量擴大到了2658 個！總行星數量超過4000顆！

而今天公布的就是唯一能和太陽系相媲美的！

但你認為這就完了么？

真正讓人吃驚的地方在后面！

開普勒-90系統和太陽系對比圖 ?NASA

事實上，這個新“太陽系”數據被記錄下來后，人類科學家經過分析，認為這里可能擁有6-7顆行星。對于一些多行星的系統，距離恒星過近的行星往往由于體積過小和公轉周期過快，很難被確認。

但這個時候能夠進行深度機器學習的人工智能出現了，它來自于谷歌研發人工智能的專業團隊。相信整個人類還處在被阿爾法狗虐智商、被Atlas機器人虐身體素質的陰影里沒有出來，而這次它們要出來虐世界上最頂級的科學家們了。

研發團隊找科學家們要了15000組開普勒觀測到并被科學家們花了數年后確認已經是完全正確的信號，于是這套智能系統開始分析它們，從0學習如何辨別系外行星。

按照采訪時谷歌團隊技術復雜人的說法："僅僅用了兩個小時，它（人工智能）就能分析完所有的數據"。

而NASA的科學家們在用新數據對它進行考核之后說："它的考試成績達到了96分！（96%的正確率）"。

這遠不是頂級科學家可以在兩個小時內達到的成績，即便給一個普通人10000小時定律的學習過程，他也幾乎不可能達到這個高度。發現了人工智能的強大之后，科學家們迅速把他們完全搞不定的數據扔給它處理，尤其是那些擁有較多行星數量的系統。

不出意外，人工智能在開普勒-90系統中發現了科學家們未曾發現的開普勒-90i，這是一顆周期僅有14.4天的較小巖石質地（類地）行星，它也確認了另外7顆的準確信號。除此之外，在之前科學家無法確認的開普勒-80系統內，它也發現了一個新行星開普勒-80g，將這個系統內總行星數擴大到了6顆。

但故事還沒有結束，因為人工智能覺得人類太弱了，給它的信息才這么點。

開普勒望遠鏡僅僅觀測了做圖中橙色的區域，大概僅相當于太陽系中最遠到地球附近的距離 ?NASA

可以看到，開普勒望遠鏡在觀測這顆恒星時，僅僅這么小的區域中，就發現了8顆行星！最遠的一顆放到太陽系中已經可以成為第一大行星，超過了木星。而太陽系內同等的區域內僅僅發現了水星、金星和地球三顆。

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

人工智能團隊"建議"科學家們持續觀測這個系統，它們一定能做出更大發現。

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

按照開普勒望遠鏡工作這幾年的狀態，它發現幾乎每一個恒星附近都存在行星系統，而每六個系統里就有一顆類似地球的行星處在宜居帶上。在宜居帶內，行星上可能存在液態水，也可能孕育與地區類似的生命。

然而，

目前銀河系里估計出來的恒星數量大約有1000億-4000億個！

目前人類已經觀測到的宇宙中，像銀河系這樣的星系大約有1000億個！

目前人類的研究還在不斷把人類認識到的宇宙大小持續擴大！

因此，NASA科學家根據開普勒望遠鏡的數據統計，估計宇宙中像地球一樣的行星數量大約為以下這個級別：

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鏡（Transiting Exoplanet Survey Satellite）將在 2018 年初發射、詹姆斯韋伯望遠鏡（James Webb Space Telescope）將在2019年發射、廣域紅外巡天望遠鏡（Wide Field Infrared Survey Telescope）將在2020年發射。

它們將極大提升人類對系外行星的了解，人類發現的系外行星數量預計將呈幾何級數上升。

這次的發現公布已經告訴我們，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鏡的數據必然也越來越多地依靠它們來分析。如果真的發現了外星人的微弱信號，無疑也是人工智能最先發現。

但是將會是誰、是否、何時、如何做出回答呢？