北大联合NASA发布地外生命探测新模型 登《Science》封面

一、地外生命探测研究进展

‌AI辅助生命探测‌：NASA戈达德太空飞行中心开发的“AstroAgents”系统由8个AI代理组成，可自主分析天体生物学数据并生成科学假设，涵盖从文献阅读到论文撰写的全流程。该系统已用于研究火星岩石样本中的有机分子，以确定是否存在生命迹象。

‌系外行星探测‌：NASA机器学习科学家哈梅德·瓦利扎德甘与天文学家乔恩·詹金斯构建了机器学习程序ExoMiner，通过开普勒望远镜观测档案识别出370颗此前未知的系外行星。

‌SETI计划AI应用‌：美国加州大学伯克利分校的搜寻地外文明（SETI）计划研究中心正在为甚大天线阵列（VLA）构建一套并行的、由AI驱动的软件系统。该系统每秒能处理2太字节（TB）数据，显著增加了新的搜寻目标。

66a3ac1bd7718649ddc7e93bcdfa8ffe.jpg

二、地外生命探测技术挑战

‌探测技术限制‌：当前所有空间探测器均无法进入水中探测，限制了对冰下海洋等潜在生命区域的探索。

‌数据模型验证需求‌：即使探测到弱生源信号，由于生命在寡营养系统中的分布稀疏且异质，仅依赖被动采集的数据进行生源性分析存在不足。

三、未来研究方向

‌多学科协作‌：地外生命探测需要天文学、生物学、工程学等多学科的深度协作，以应对探测技术、数据分析等方面的挑战。

‌技术突破‌：开发能够进入水中探测的自主潜航器（如Exo-AUV），以及提高AI在数据分析中的准确性和效率，将是未来研究的重点。


地外生命探测面临的主要挑战有哪些？

技术挑战

‌探测设备研发‌：地外生命探测需要先进的探测设备，如高精度的天文望远镜、行星探测器等。这些设备的研发需要克服诸多技术难题，如提高设备的灵敏度、分辨率和稳定性，以适应深空探测的复杂环境。

‌探测任务实施‌：深空探测任务具有高风险、高成本的特点。探测器需要穿越漫长的宇宙空间，到达目标天体并进行科学探测。在这个过程中，探测器可能面临各种未知的风险和挑战，如宇宙辐射、微小陨石撞击等。

‌数据传输和处理‌：地外生命探测会产生大量的数据，如何将这些数据高效、准确地传输回地球，并进行有效的处理和分析，是一个亟待解决的问题。特别是对于一些遥远的天体，数据传输的延迟和带宽限制会严重影响探测的效率。

科学挑战

‌生命定义和认知局限‌：目前，人类对生命的定义主要基于地球上的生命形式。然而，地外生命可能具有与地球生命完全不同的化学组成、生理结构和生存方式。因此，如何突破现有的生命认知局限，建立更广泛、更包容的生命定义，是地外生命探测面临的一个重要科学挑战。

‌宜居星球评估‌：判断一个星球是否宜居，需要考虑多个因素，如行星的温度、液态水的存在、大气成分等。目前，科学家对这些因素的了解还比较有限，如何准确评估系外行星的宜居性，是一个具有挑战性的科学问题。

‌生命迹象识别‌：即使在宜居星球上发现了可能存在生命的迹象，如有机分子、液态水等，如何确定这些迹象确实是由生命活动产生的，而不是由非生命过程产生的，也是一个需要解决的难题。

国际合作与资源分配挑战

‌国际竞争与合作‌：地外生命探测是一个全球性的科学任务，需要各国之间的合作与共享。然而，在国际合作中也存在着竞争关系，各国都希望在地外生命探测领域取得领先地位。如何平衡国际竞争与合作的关系，是一个需要解决的问题。

‌资源分配不均‌：地外生命探测需要大量的资金、技术和人力资源投入。目前，不同国家在地外生命探测领域的投入存在较大差异，一些发达国家拥有更先进的探测设备和技术，而一些发展中国家则面临资金和技术短缺的问题。如何实现资源的合理分配，让更多的国家参与到地外生命探测中来，是一个具有挑战性的问题。

伦理与法律挑战

‌伦理考量‌：地外生命探测涉及到对可能存在的地外生命的尊重和保护问题。如果发现了地外生命，应该如何与它们进行接触和交流，避免对它们造成伤害或干扰，是一个需要认真考虑的伦理问题。

‌法律空白‌：目前，国际上还没有一套完善的关于地外生命探测的法律和规范。在地外生命探测过程中，可能会涉及到一些法律问题，如探测成果的归属、知识产权的保护等。如何建立一套合理的法律和规范体系，保障地外生命探测的合法、有序进行，是一个亟待解决的问题。