陳孝鈿?受訪者供圖浩瀚無(wú)垠的宇宙中，每一顆恒星都是時(shí)間與空間的見證者，深深吸引了擁有好奇心的人。對(duì)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員陳孝鈿來(lái)說(shuō)，它們更是描繪銀河系乃至更遠(yuǎn)星系精細(xì)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵畫筆。近年來(lái)，在天文研究的前沿陣地，陳孝鈿圍繞變星這一宇宙“量天尺”開展系列研究并取得成果，探索銀河系及宇宙的奧秘。今年5月，陳孝鈿被授予中國(guó)科學(xué)院青年五四獎(jiǎng)?wù)?。日前，陳孝鈿在接受《中?guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)表示：“我們將迎來(lái)天文學(xué)與人工智能融合的嶄新時(shí)代。”他正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)致力于構(gòu)建天文學(xué)家的大語(yǔ)言模型，旨在讓機(jī)器具備理解和解釋復(fù)雜天文數(shù)據(jù)的能力。變星“收割機(jī)”陳孝鈿專注于對(duì)變星的觀測(cè)和研究。變星被喻為宇宙“量天尺”或者“標(biāo)準(zhǔn)燭光”，是指一種亮度隨著時(shí)間呈周期性變化的恒星，這一規(guī)律為天文學(xué)家提供了一種測(cè)量宇宙距離的獨(dú)特方式?！皹?biāo)準(zhǔn)燭光”正像一盞已知功率的燈，內(nèi)在亮度一致，當(dāng)人們離它越遠(yuǎn)，就會(huì)感覺它越暗。而根據(jù)年齡不同，變星通常分為年輕（千萬(wàn)年）的“造父變星”和年老（百億年）的“天琴座RR型變星”兩種。陳孝鈿解釋：“我們通過(guò)觀察變星亮度的周期性波動(dòng)，可以推斷出其固有亮度，而固有亮度與觀測(cè)到的亮度差異則可用來(lái)估算恒星與地球之間的距離?！笨茖W(xué)家掌握的“標(biāo)準(zhǔn)燭光”越多，得到的距離就越準(zhǔn)確。陳孝鈿開始利用世界上大型望遠(yuǎn)鏡收集的數(shù)據(jù)，在數(shù)以億計(jì)的星空中尋找變星。這何嘗不是一件枯燥的事情：為了確保準(zhǔn)確度，不僅需要大數(shù)據(jù)處理，還要靠人的肉眼識(shí)別。當(dāng)時(shí)，在兩三個(gè)月的時(shí)間里，陳孝鈿每天查看兩三萬(wàn)張圖片，終于從中分辨出上千顆造父變星。陳孝鈿帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)逐漸建立起一套分析方法，從龐大數(shù)據(jù)中“挖掘”變星。2018年，陳孝鈿等學(xué)者發(fā)布了包含近千顆造父變星的紅外全天變星星表，這批像珍珠般寶貴的恒星正是指示銀河系年輕恒星盤形狀的絕佳示蹤體。2019年，陳孝鈿與合作者在《自然-天文學(xué)》發(fā)表論文，公布首張銀河系恒星盤的三維全貌圖。結(jié)果出人意料，銀河系竟然不是過(guò)去想象的“圓盤”形狀，而是“炸薯片”一樣的彎曲形狀。經(jīng)過(guò)不斷優(yōu)化，陳孝鈿獨(dú)創(chuàng)的這套分析方法逐漸成為一臺(tái)高效的變星“收割機(jī)”。到2020年，已經(jīng)有超過(guò)80萬(wàn)顆變星被發(fā)現(xiàn)，他們據(jù)此構(gòu)建了全球收錄變星樣本量最大的數(shù)據(jù)庫(kù)。基于這一數(shù)據(jù)庫(kù)，2023年，陳孝鈿利用天琴座RR型變星這種年老的變星，打造了一把新的“量天尺”，實(shí)現(xiàn)了對(duì)遠(yuǎn)處星系的精確距離測(cè)量，誤差僅在1%至2%之間，被譽(yù)為宇宙中目前所知最好的“標(biāo)準(zhǔn)燭光”?！拔覀兪冀K在追尋如何更準(zhǔn)確地繪制星系群的形狀，深入了解宇宙的膨脹狀態(tài)，為解決‘哈勃常數(shù)危機(jī)’這一天文學(xué)難題提供證據(jù)?！标愋⑩毟嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。天文學(xué)將迎嶄新時(shí)代陳孝鈿接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)正值高考季。作為一位青年天文學(xué)家，他向廣大考生呼吁：“歡迎選擇天文學(xué)?！彪S著我國(guó)天文事業(yè)的蓬勃發(fā)展，越來(lái)越多的高校開設(shè)了天文學(xué)專業(yè)，為青年學(xué)子提供了廣闊舞臺(tái)?！疤煳膶W(xué)離不開物理和數(shù)學(xué)理論應(yīng)用，希望擅長(zhǎng)物理、數(shù)學(xué)并有志于探索宇宙奧秘的年輕人投身天文學(xué)研究，共同書寫人類探索宇宙的新篇章?！标愋⑩毐硎尽．?dāng)然，天文學(xué)研究也面臨一個(gè)挑戰(zhàn)——觀測(cè)對(duì)象數(shù)量極其龐大，科學(xué)家嘗試應(yīng)用的物理模型往往過(guò)于簡(jiǎn)化，難以充分捕捉宇宙深處的復(fù)雜性。對(duì)此，陳孝鈿認(rèn)為，構(gòu)建一個(gè)能夠映射現(xiàn)實(shí)宇宙的數(shù)字化模型尤為重要，這相當(dāng)于在虛擬世界中復(fù)刻一個(gè)“數(shù)字宇宙”。面向這一需求，研究人員的首要任務(wù)便是創(chuàng)建一個(gè)天文學(xué)專屬的大語(yǔ)言模型。陳孝鈿致力于構(gòu)建這個(gè)大語(yǔ)言模型，走在了人工智能與天文學(xué)交叉領(lǐng)域的創(chuàng)新前沿。最近一個(gè)月，他已經(jīng)初步建立起模型，參數(shù)量達(dá)到了2×109?！半m然目前模型的推理能力有限，但已經(jīng)能夠回答專業(yè)問(wèn)題?！标愋⑩毱诖K有一天，人工智能在具備理解和解釋復(fù)雜天文學(xué)現(xiàn)象的大模型基礎(chǔ)上，獨(dú)立完成復(fù)雜的科學(xué)任務(wù)，帶來(lái)更多新發(fā)現(xiàn)。從愛好者到研究者陳孝鈿的天文學(xué)之路從愛好者開始。早在青少年時(shí)代，他就展露出非凡的數(shù)學(xué)才能，并對(duì)浩渺宇宙懷揣深深的好奇與向往。2007年，他考入北京師范大學(xué)天文學(xué)專業(yè)深造，開啟了探索宇宙奧秘的旅程。在經(jīng)歷博士階段的迷茫與挑戰(zhàn)后，陳孝鈿逐漸找到了自己的科研方向。這得益于他意外收到一封來(lái)信。當(dāng)時(shí)，還在北京大學(xué)攻讀博士學(xué)位的陳孝鈿完成了一項(xiàng)關(guān)于造父變星的研究。論文發(fā)表后，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者亞當(dāng)·里斯主動(dòng)向他請(qǐng)教?！八麨槭裁磿?huì)關(guān)注造父變星的數(shù)據(jù)？很長(zhǎng)時(shí)間里，我感到很迷惑?！标愋⑩殲榇嘶撕荛L(zhǎng)時(shí)間搜集并學(xué)習(xí)各方面文獻(xiàn)，才終于明白亞當(dāng)·里斯的用心。他從此篤定信念：如果把恒星作為用于丈量宇宙的工具，這將是天文學(xué)的前沿方向。回憶當(dāng)年，陳孝鈿告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“這封信對(duì)我啟發(fā)非常大，最終決定了我今天的研究方向。”從愛好者到研究者，除了選擇對(duì)的方向外，還離不開長(zhǎng)期的堅(jiān)守。作為國(guó)際SONG計(jì)劃的一部分，中國(guó)SONG望遠(yuǎn)鏡先期坐落于海拔3200米的青海德令哈觀測(cè)站，陳孝鈿與一位同事輪流值班，每人負(fù)責(zé)一個(gè)月的觀測(cè)工作，累計(jì)在那里工作了一年多。其間，他們總是熬夜進(jìn)行望遠(yuǎn)鏡的操作和觀測(cè)，密切監(jiān)測(cè)恒星亮度的變化。2018年起，SONG望遠(yuǎn)鏡開始運(yùn)往海拔更高的青海冷湖天文觀測(cè)基地。為了提高效率，陳孝鈿大力發(fā)展自動(dòng)化觀測(cè)系統(tǒng)，讓科研人員在山下甚至北京也能進(jìn)行觀測(cè)工作。只要心中有光，即便在最遙遠(yuǎn)的星辰大海，也能找到指引前行的路標(biāo)。陳孝鈿多年堅(jiān)守，用恒星的光芒照亮了人類對(duì)宇宙的認(rèn)知邊界。（原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》?2024-07-03?第3版?綜合）