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機器學(xué)習可以為尋找地外智能體提供動力

來源：中關(guān)村在線　2023-02-08 05:48:34

由于機器學(xué)習的發(fā)展，SETI（即尋找地外智能）領(lǐng)域正在加速達到新的高度。

在上周發(fā)表在《自然-天文學(xué)》上的一篇論文中，由多倫多大學(xué)的Peter Ma領(lǐng)導(dǎo)的研究小組分享了一種機器學(xué)習方法，用于挖掘來自 "突破聆聽 "項目的數(shù)據(jù)，以識別可能是潛在技術(shù)特征的信號--即表明有智能外星文明的技術(shù)復(fù)雜性跡象。

隨著人類越來越善于觀察宇宙并了解其歷史，我們是否孤獨的問題從未像現(xiàn)在這樣尖銳。如果地球之外有生命，我們怎么能找到它？為什么我們還沒有被聯(lián)系到？要怎樣才能與外星文明建立起聯(lián)系？

(資料圖片)

Ma的研究集中在電磁波譜的一個特定部分，即窄帶無線電。雖然宇宙中的各種物體都會在廣泛的頻率范圍內(nèi)發(fā)出輻射，但無線電頻率對于發(fā)送信號特別有效。而當我們，作為人類，使用無線電波進行通信時，我們使用的是窄帶，因為這更有效率。

SETI研究人員認為，外星文明，如果它們在那里，也會這樣做。"Ma解釋說："從技術(shù)角度來看，任何智能文明，如果他們也試圖通過電磁輻射（如無線電）進行傳輸，那么在窄波段進行傳輸是合理的。

為什么我們還沒有被聯(lián)系到？要怎樣才能與一個外星文明建立聯(lián)系呢？

SETI的研究人員對無線電波段的一個特殊部分感興趣，大約在1420MHz范圍內(nèi)。這被稱為氫線，對天文學(xué)家來說很重要，因為它是中性氫發(fā)出輻射的頻率，所以它是研究各種天文目標的關(guān)鍵。

研究人員認為，任何對恒星感興趣的外星文明也可能會關(guān)注這個波段，因此它被稱為 "銀河系的飲水孔"。如果一個文明試圖在宇宙中進行交流，這是我們對他們用來進行交流的頻率的最佳想法。

這種方法是前些年許多SETI研究的基礎(chǔ)：通過梳理數(shù)據(jù)來尋找這個頻段的信號，通常使用一種叫做turboSETI的算法。該算法通過頻率搜索時間圖，尋找直線，這表明信號的存在。這是一種搜索大量數(shù)據(jù)的有效方法，但它也有問題--其中最重要的是過濾掉由地球干擾引起的假陽性結(jié)果。

新方法采取了一種不同的方法。研究人員沒有搜索這些直線，而是輸入了原始觀測數(shù)據(jù)，然后模擬了他們感興趣的那種信號，并訓(xùn)練他們的算法來識別這些信號。

這使得信號識別有了更靈活的方法，在窄帶中拾取忽上忽下的異?，F(xiàn)象，即使它們沒有傳統(tǒng)算法會標記的簡單線條形狀。這是一種更普遍的方法，允許出現(xiàn)可能無法被地球上的工程師預(yù)測到的信號類型。

它也使該方法更快、更有效。"Ma說："人們最初所做的是采用經(jīng)典算法，并在管道的某個地方附加了機器學(xué)習方法?，F(xiàn)在，隨著機器學(xué)習領(lǐng)域的發(fā)展，整個管道可以是基于機器學(xué)習的。

這很重要，因為SETI本質(zhì)上是一個數(shù)字游戲：挑戰(zhàn)在于從足夠多的望遠鏡中獲取足夠多的數(shù)據(jù)，以增加探測的機會。梳理所有這些數(shù)據(jù)以找到宇宙干草堆中的針，需要越來越高效的方法。

更廣泛的SETI領(lǐng)域是一個不尋常的事業(yè)，因為研究人員可以將他們的整個職業(yè)生涯用于尋找可能存在或不存在的東西。強大的望遠鏡陣列和機器學(xué)習技術(shù)等新工具可以幫助使搜索更加準確和精確。"Ma說："歷史上從來沒有一個更好的時機讓我們做SETI。但是，即使我們的星球之外確實存在生命，我們可能永遠沒有機會發(fā)現(xiàn)它。

另一方面，還有一種誘人的可能性，那就是人類明天可能會探測到一個有趣的信號，甚至外星文明的證據(jù)可能已經(jīng)存在于幾十年來從天空中收集的大量數(shù)據(jù)中。

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