由于機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展,SETI(即尋找地外智能)領(lǐng)域正在加速達(dá)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(jī)器學(xué)習(xí)方法,用于挖掘來自 "突破聆聽 "項(xiàng)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(dú)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?
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(dāng)我們,作為人類,使用無線電波進(jìn)行通信時,我們使用的是窄帶,因?yàn)檫@更有效率。
SETI研究人員認(rèn)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(jìn)行傳輸,那么在窄波段進(jìn)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?yàn)樗侵行詺浒l(fā)出輻射的頻率,所以它是研究各種天文目標(biāo)的關(guān)鍵。
研究人員認(rèn)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(jìn)行交流,這是我們對他們用來進(jìn)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(biāo)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(jī)器學(xué)習(xí)方法,F(xiàn)在,隨著機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的發(fā)展,整個管道可以是基于機(jī)器學(xué)習(xí)的。
這很重要,因?yàn)镾ETI本質(zhì)上是一個數(shù)字游戲:挑戰(zhàn)在于從足夠多的望遠(yuǎn)鏡中獲取足夠多的數(shù)據(jù),以增加探測的機(jī)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?yàn)檠芯咳藛T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(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡陣列和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)等新工具可以幫助使搜索更加準(zhǔn)確和精確。"Ma說:"歷史上從來沒有一個更好的時機(jī)讓我們做SETI。但是,即使我們的星球之外確實(shí)存在生命,我們可能永遠(yuǎn)沒有機(jī)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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