一位名叫马特奥·帕兹的高中生，凭借利用人工智能（AI）算法，成功发现了150万个新的宇宙天体，荣获了雷杰纳隆科学奖（Regeneron Science Talent Search）高达25万美元的奖金。

帕兹开发的AI算法，能够分析美国宇航局（NASA）太空望远镜收集的数据，从而寻找包括黑洞在内的各种宇宙天体。 他的这项发现，有望帮助科学家们揭开宇宙中最令人困惑的谜团之一。

实习生的“偷懒”妙招

帕兹是加州帕萨迪纳市的一名18岁高中生。他回忆说，当初在加州理工学院实习时，科学家们交给他的任务，是手动整理来自NASA任务的海量数据，这是一项极其繁琐且耗时的工作，典型的“实习生任务”。

但他并没有选择埋头苦干，而是另辟蹊径，开发了一套AI算法，代替自己完成这项工作。最终，他利用这套算法，发现了150万个新的宇宙天体，其中包括超新星和超大质量黑洞。

“惊喜”已不足以形容帕兹获奖后的心情。他表示，自己事先根本没有想过会获奖，甚至没有准备获奖感言。

发现“善变”的天体

帕兹发现的这些天体并非普通的恒星或行星，而是“变源天体”，这意味着它们会发生剧烈、不可预测的变化。例如，黑洞会根据吞噬物质的多少和旋转速度，发射出亮度不定的强大喷流。

这些变源天体蕴藏着关于宇宙奥秘的大量信息。 它们可以用来测量宇宙从大爆炸至今的膨胀速度——这仍然是科学家们试图解决的一个难题，甚至可能改写现有的物理学理论。

不过，帕兹发现的大部分天体只是“候选者”，需要科学家进行进一步研究，才能证实帕兹分析结果的准确性。 幸运的是，天文学家们已经开始着手研究他的天体目录。

AI算法的幕后功臣

帕兹的机器学习算法需要处理近200TB的数据，这些数据来自NASA的NEOWISE太空望远镜，对整个天空进行了为期10年的红外巡天观测。

NEOWISE任务通过观测红外波段，寻找地球附近的近地小行星和彗星。 此外，红外波段还能揭示隐藏在星际尘埃中的遥远天体。

尽管NEOWISE最初并非为寻找这类天体而设计，但帕兹认为，他可以通过AI算法从数据中提取出这些信息。

帕兹在加州理工学院的导师戴维·柯克帕特里克表示，在帕兹的研究之前，没有人尝试使用完整的NEOWISE数据（包含2000亿行数据）来识别和分类所有显著的变化现象。 尽管此前也有研究尝试利用NEOWISE数据寻找特定的变源天体，但帕兹的工作是首次尝试进行全面分析。

柯克帕特里克表示，在暑期项目结束后，帕兹的研究成果给他们留下了深刻的印象，因此他们聘请帕兹在加州理工学院兼职，以完成天体目录的制作。

帕兹回忆说，这段时间他经常独自待在昏暗的房间里，顶着沉重的黑眼圈，盯着电脑屏幕，努力解决程序中的错误。 有时，他会在加州理工学院的白板上演算数学问题，还会向天体物理学家和天文学家请教。

当算法最终准备就绪时，其强大的功能令他惊叹不已。

150万个新发现

为了分析所有200TB的数据，帕兹将数据分成13000个均等的部分。

该算法分析红外辐射的微小变化，识别变源天体，并将其分类，例如黑洞或双星系统。 在某些星座中，该算法发现的天体数量超出了预期。帕兹说，那时候他第一次看到了这个项目的巨大潜力。

最终，他调查了天空中超过4.5亿个天体，并识别出190万个可能是变源天体的天体，如黑洞或超新星。 其中，150万个天体从未被编入目录，是全新的发现。

帕兹说：“这太美妙了。 不仅仅是数字——这是一个让你感到自豪的庞大数字——当你将数据可视化时，你会看到银河系、卫星星系、仙女座和恒星形成区域。 虽然这只是对宇宙的单维度观察，但仅仅通过在每个发现点上绘制一个点，我们就能真正看到夜空的复杂和荣耀。”

目前，加州理工学院的一个红外研究小组已经在使用帕兹的天体目录VarWISE，研究遥远宇宙中的双星系统。 柯克帕特里克表示，他们已经在VarWISE中发现了数十个以前未被探测到的恒星系统。 他补充说，这项研究有助于他们计算遥远的外星行星的质量。

帕兹计划在今年晚些时候将该目录提交给《天体物理学杂志》发表。 该目录尚未经过同行评审，但该算法本身已于去年11月在《天文学杂志》上经过同行评审并发表。

领导NEOWISE任务的科学家艾米·迈泽尔表示，帕兹发现的变源天体候选者将被广泛研究，并展示天文调查的持久价值。

柯克帕特里克评价道：“很明显，他是一位独特的天才——聪明、勤奋，并且具有将新知识转化为研究宇宙的新想法的惊人能力。”

从洛杉矶的火灾到宇宙大爆炸

对于帕兹和他的25万美元奖金来说，下一个挑战是大学。 他表示，他已被斯坦福大学录取，并且对未来的职业道路持开放态度。

就在飞往华盛顿特区参加颁奖典礼的几周前，帕兹在帕萨迪纳的家中醒来时，看到窗外一片火海。 伊顿山火蔓延速度极快，以至于他没有收到任何官方警告。 经过疏散和数天的火灾后，他家的房子幸免于难。

他说：“这真的让你有了一个新的视角。 我对我有幸不必担心的那些问题有了新的认识。”

现在，他正在考虑将红外望远镜送入地球轨道，这次是为了监测地球本身的新兴火灾。

但更紧迫的是，帕兹希望利用他的NEOWISE发现，研究宇宙难以捉摸的膨胀速度，从大爆炸开始，并希望帮助科学家们解决宇宙学中最大的谜团。

帕兹说：“它要么有助于解决当前研究中一个备受争议的话题，要么将揭示关于宇宙起源的一些真正基础的东西。”