发现新太阳系：人工智能，你是外星人派来的卧底么？

　　出品：科普中国 

　　制作：太空精酿 

　　监制：中国科学院计算机网络信息中心 

　　北京时间2017年12月15日夜间，NASA放出了一个重磅新闻：2009年发射升空的开普勒太空望远镜在距离地球2545光年的地方发现了另一个“太阳系”：有共计8颗行星围绕着一个暂时被命名为开普勒-90的恒星运动，这颗恒星与太阳非常接近。 

　　而人类目前已知的含有行星的天体系统中，仅仅它和太阳系拥有8颗行星，着实是两个庞大的家族！

　　开普勒望远镜艺术构图©NASA/JPL 

　　开普勒望远镜的名字来自于人类伟大的天文学家约翰内斯·开普勒，他总结的开普勒三大定律成为人类认识宇宙的基础。向他致敬，开普勒望远镜的首要目标是发现太阳系外的类似地球的行星。

　　换句话说，发现外星生命的家园。 

　　为此，科学家们可谓煞费苦心，为了让它观测到更多信息，巧妙设计了四大绝活：

　　1.轨道：这个望远镜现在运行在尾随地球但处于外侧的周期达372.5 天的轨道上，它最大限度回避了太阳和地球的影响，能够长期在稳定平台上观测目标。

　　2.火眼金睛：开普勒望远镜观测系外行星的方式是凌日法，即行星挡在恒星前面时会导致恒星的亮度稍微降低，如果观测到连续三次凌日，就可以确定它是颗凌日行星，从而得到它的轨道周期、大致大小等信息。

　　3.明察秋毫：可以想象，开普勒观测到的恒星与地球之间的距离以光年计，这么远的距离时恒星不过是一个不起眼的小点，而观测它微弱的亮度变化更是难上加难，必须要求望远镜能够看到极其微弱的细节。而开普勒望远镜的观测精度达到了惊人的0.01%星等。这是个什么概念呢？就好比是人的肉眼看一个极亮的探照灯，已经看不到任何东西了，但此时有一粒极小的灰尘从灯前飞过，并对探照灯亮度造成了影响。 

　　4.目不转睛：行星凌日并不容易观测到，而宇宙又是如此之大且充满了各种干扰。

　　开普勒望远镜发射后，目前观测目标定位在天鹅座附近的一小块星空，每隔80 天会产生一定变化。它每次观测数量多达14.5万颗恒星，每隔30分钟就会拍一张照片，对比它们的区别，如果有任何一颗恒星出现亮度异常，就要继续确认是否发生了行星凌日现象。

　　人类目前已知的含有行星的系统 ©NASA 

　　在这种情况下，几年来开普勒望远镜将人类已知含行星的系统数量扩大到了2658 个！总行星数量超过4000颗！

　　而今天公布的就是唯一能和太阳系相媲美的！

　　但你认为这就完了么？ 

　　真正让人吃惊的地方在后面！ 

　　开普勒-90系统和太阳系对比图 ©NASA 

　　事实上，这个新“太阳系”数据被记录下来后，人类科学家经过分析，认为这里可能拥有6-7颗行星。对于一些多行星的系统，距离恒星过近的行星往往由于体积过小和公转周期过快，很难被确认。

　　但这个时候能够进行深度机器学习的人工智能出现了，它来自于谷歌研发人工智能的专业团队。相信整个人类还处在被阿尔法狗虐智商、被Atlas机器人虐身体素质的阴影里没有出来，而这次它们要出来虐世界上最顶级的科学家们了。

　　研发团队找科学家们要了15000组开普勒观测到并被科学家们花了数年后确认已经是完全正确的信号，于是这套智能系统开始分析它们，从0学习如何辨别系外行星。

　　按照采访时谷歌团队技术复杂人的说法："仅仅用了两个小时，它（人工智能）就能分析完所有的数据"。

　　而NASA的科学家们在用新数据对它进行考核之后说："它的考试成绩达到了96分！（96%的正确率）"。

　　这远不是顶级科学家可以在两个小时内达到的成绩，即便给一个普通人10000小时定律的学习过程，他也几乎不可能达到这个高度。发现了人工智能的强大之后，科学家们迅速把他们完全搞不定的数据扔给它处理，尤其是那些拥有较多行星数量的系统。

　　不出意外，人工智能在开普勒-90系统中发现了科学家们未曾发现的开普勒-90i，这是一颗周期仅有14.4天的较小岩石质地（类地）行星，它也确认了另外7颗的准确信号。除此之外，在之前科学家无法确认的开普勒-80系统内，它也发现了一个新行星开普勒-80g，将这个系统内总行星数扩大到了6颗。

　　但故事还没有结束，因为人工智能觉得人类太弱了，给它的信息才这么点。

　　开普勒望远镜仅仅观测了做图中橙色的区域，大概仅相当于太阳系中最远到地球附近的距离 ©NASA

　　可以看到，开普勒望远镜在观测这颗恒星时，仅仅这么小的区域中，就发现了8颗行星！最远的一颗放到太阳系中已经可以成为第一大行星，超过了木星。而太阳系内同等的区域内仅仅发现了水星、金星和地球三颗。

　　这意味着开普勒-90系统极有可能是个超级庞大的家族，拥有数量众多的多种行星，实际数量几乎不可能止于8颗！但到底有多少，人类就无法回答了。

　　人工智能团队"建议"科学家们持续观测这个系统，它们一定能做出更大发现。

　　人类对系外行星数量的了解被开普勒望远镜（黄色小点）极大提升，而这些大都与地球的尺寸类似 ©NASA

　　按照开普勒望远镜工作这几年的状态，它发现几乎每一个恒星附近都存在行星系统，而每六个系统里就有一颗类似地球的行星处在宜居带上。在宜居带内，行星上可能存在液态水，也可能孕育与地区类似的生命。

　　然而， 

　　目前银河系里估计出来的恒星数量大约有1000亿-4000亿个！ 

　　目前人类已经观测到的宇宙中，像银河系这样的星系大约有1000亿个！ 

　　目前人类的研究还在不断把人类认识到的宇宙大小持续扩大！ 

　　因此，NASA科学家根据开普勒望远镜的数据统计，估计宇宙中像地球一样的行星数量大约为以下这个级别：

　　16,999,999,999,983,000,000,000

　　但这还没完，下一代的凌日系外行星巡天望远镜（Transiting Exoplanet Survey Satellite）将在 2018 年初发射、詹姆斯韦伯望远镜（James Webb Space Telescope）将在2019年发射、广域红外巡天望远镜（Wide Field Infrared Survey Telescope）将在2020年发射。

　　它们将极大提升人类对系外行星的了解，人类发现的系外行星数量预计将呈几何级数上升。

　　这次的发现公布已经告诉我们，人工智能开始涉足人类最顶级的科研，而未来这些太空望远镜的数据必然也越来越多地依靠它们来分析。如果真的发现了外星人的微弱信号，无疑也是人工智能最先发现。

　　但是将会是谁、是否、何时、如何做出回答呢？  

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