曹开力 Kaili Cao
天文物理学者 · 埃里克与温迪·施密特“科学中的人工智能”博士后研究员,任职于密歇根大学数据与人工智能研究院(Michigan Institute for Data and AI in Society,MIDAS)
ORCID 0000-0002-1699-6944 · 履历(PDF) · 简版履历(PDF) · 一页简历(PDF)
我参与建设下一代巡天所需的分析基础设施,并用它来探究物理规律。
- 科学中的人工智能:我以施密特“科学中的人工智能”博士后研究员的身份主持MapHub项目,它每天用大语言模型给arXiv新论文打分;我的论文中也在适合的地方用到机器学习。凡是AI参与产出的东西,我都用同一个标准来要求:必须可以核查。
- 图像:我设计了“无为”(Effortless)算法,它能从南希·格蕾丝·罗曼空间望远镜的欠采样曝光中重建出充分采样的图像,在罗曼巡天的模拟中,速度比前身IMCOM快50到60倍;我还主导了把IMCOM重构为PyIMCOM的工作。
- 宇宙学:我预测罗曼的弱引力透镜巡天能测出宇宙的哪些性质、测到什么程度。
- 恒星:我用数千颗红巨星检验恒星模型,并让高光度巨星的星震学质量更加可靠。
- 团队:我是罗曼空间望远镜两个团队的成员,分别从事弱引力透镜宇宙学和星震学研究。
在我看来,天文巡天是对大片天区的采样,也是对时间的采样。借助这样的采样,我们能看到支配整个宇宙的规律,而不只是个别天体的特殊之处。在这个意义上,巡天标志着天文学从自然历史(又称博物学)向自然哲学的转变——正如第谷·布拉厄对行星的观测记录促成了开普勒定律,又进一步引出了牛顿的万有引力定律。
下一代巡天——例如罗曼空间望远镜的巡天——将带来丰硕的成果。当未来的史学家回望2020年代时,我希望他们看到,进步的不只是我们的仪器,还有我们的分析方法。正因如此,我在俄亥俄州立大学的博士论文(2026年)题为《为下一代天文巡天翻新分析基础设施》。它涵盖两对概念:从恒星内部到宇宙大尺度结构,从理论建模到数据分析。我主要将这些过往工作视为未来研究的铺垫;未来的研究计划见研究方向页面。
关于我
我是密歇根大学MIDAS的埃里克与温迪·施密特“科学中的人工智能”博士后研究员,也是罗曼空间望远镜两个团队的成员。我从法国文学和计算机科学转入天文物理,一路上教过编程,也指导过学生。关于我页面介绍了我的教育背景、教学经历和技能,列出了我的论文、报告和软件,还有一些个人方面的介绍;我的履历为PDF格式。
研究
我的研究涵盖图像、宇宙学和恒星三个方向,科学中的人工智能则是我博士后项目的重点。每个方向的页面都会介绍要解决的问题、我的工作、相关论文和下一步计划,其中包括一个我希望继续发展的构想。我的全部论文以及我在每篇中的贡献,都列在论文页面上。这些工作在未来五年将走向何处,见研究方向。每个方向的页面都以一段面向学生的介绍开头,术语表则解释了相关术语。
科学中的人工智能
用物理学改进AI学习所用的数据,并确保AI参与产出的一切都可以核查:这里介绍我的研究、MapHub,以及我在日常工作和教学中如何使用AI。
图像
- 图像重建:从望远镜的欠采样曝光中重建充分采样、点扩散函数可控的图像,服务于罗曼空间望远镜,也适用于其他望远镜。
- 图像分析:天文图像的物理含义——噪声、探测器效应与系统误差,以及如何把图像理解为对连续场的离散采样。
- 河外天文学:近邻星系、遥远星系与类星体,以及强引力透镜——我乐于为这些课题贡献自己在图像处理方面的专长。
宇宙学
恒星
观点
动态
- 2026年10月 MIDAS的arXiv预印本中心MapHub于10月6日生成了首批每日表格;10月11日,我上线了这个网站。
- 2026年9月 我以埃里克与温迪·施密特“科学中的人工智能”博士后研究员的身份加入密歇根大学MIDAS;MIDAS在2026年MIDAS博士后训练营上迎来了新一届研究员。
- 2026年8月 罗曼空间望远镜于2026年8月30日发射。我博士期间的许多工作都是在为处理它的数据作准备,我期待看到它拍摄的第一批图像。
- 2026年6月 6月25日,我在俄亥俄州立大学完成了博士论文答辩,论文题为《为下一代天文巡天翻新分析基础设施》(答辩幻灯片,PDF)。
联系方式
电子邮件:kailicao@umich.edu · GitHub:kailicao。关于我的任何工作,都欢迎来信交流。我特别乐意讨论哪些话题、怎样联系我最方便,见与我合作。
本页术语(2)
- IMCOM
- IMCOM是IMage COMbination(图像合并)的缩写,是一种图像协加方法。它选取各个输入像素的权重,使输出图像的点扩散函数尽可能接近用户指定的目标,同时把噪声控制住。PyIMCOM是它面向罗曼的现代实现,“无为”(Effortless)则是更快的后继方法。
- 天文物理(astrophysics)
- 本站把astrophysics译作“天文物理”。通行的译名是“天体物理”;这里换一种说法,是因为宇宙学研究的对象有时不是某个具体的天体。已有通行译名的名称照常使用,如“NASA天体物理数据系统”。