曹开力 Kaili Cao

科学中的人工智能

我在科学中运用AI的思路是:以数据为中心,结果可以核查。我用物理学改进AI学习所用的数据,让模型学到的是天空,而不是仪器;同时,AI帮我产出的一切都要符合同一条标准:无论AI帮了多少忙,我交付的成果都是白箱。此前我的论文中已经用到机器学习(Cao and Pinsonneault 2025;Cao 2026b);以AI为重点的工作,则始于我在MIDAS的施密特“科学中的人工智能”博士后项目,大部分工作还在后面。

AI模型过程可能不透明
交付成果:白箱
  • 公开的评分标准
  • 开源代码
  • 公开的每日表格
  • 每个分数都标明由AI生成
  • 分数是指引,不是评判
白箱标准,以MapHub为例:AI模型的过程也许不透明,但交付的成果可以核查。借助AI(Claude)制作。

我的立场

我在AI中做的是两端的工作:让输入大型模型的数据和模型产出的结果都可以核查,而不是自己开发模型。

在精密科学中,系统误差(systematics)是一个伦理问题:一条有偏差的管线可能让整个学术群体对宇宙得出错误的结论。所以我更偏爱自己能够解释的方法。我用AI来拓展对物理的理解,而不是用不透明的网络取代物理模型。防止错误的最好办法是学术群体的审视;自动化永远不应跑在科学方法的前面。

当数据和算力不再是制约天文学进步的瓶颈,AI又接手了越来越多的常规工作时,仍然稀缺的是创新和判断:想到别人没有尝试过的问题或方法,了解一种方法有哪些假设、在什么情况下会失效,并把结果转化为对物理的理解。这正是我想投入精力的地方。

AI在我各个研究方向中起什么作用,见研究方向。刚接触这个领域?术语表用通俗的语言解释了相关术语。

本页术语(2)
MIDAS
密歇根大学数据与人工智能研究院(Michigan Institute for Data and AI in Society),密歇根大学的数据科学与人工智能研究机构,也是那里的施密特“科学中的人工智能”博士后研究员所在的单位。
系统误差(systematics,systematic errors)
把结果始终推向同一方向的误差,而不是让结果随机散开的误差。数据再多也无法把它平均掉,所以必须弄清它的来源并加以校正。未经校正的噪声图样(例如条纹)如果与信号相似,就可能变成系统误差。

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