利用AI还能预测太阳磁场？！可也别忘记基础数学和物理学的作用哦！

09/06/2021

近日，英国女王大学科研人员研究发现，人工智能技术在预测太阳活动时起到一定作用，但也具有它的局限性。 这项研究成果由英国女王大学的Liu Jiajia博士以及谢菲尔德大学、亚伯大学、中国科学院和中国科学技术大学的研究人员共同得出，发表在《自然 天文学》杂志上。

近年来，越来越多尖端人工智能技术被用于太阳物理学和空间气象预报领域。美国宇航局（NASA）的前沿发展实验室（FDL）研究团队已经证明，使用AI深度学习技术可以虚拟计算并预测太阳光球磁场，而在借助AI技术之前，这种太阳活动只能通过NASA的SDO太阳观测卫星对~50000度的太阳色球层进行监测后再预测。

太阳光球磁场对于太阳黑子以及太阳大气中的活跃区的形成起着重要作用。这些活跃区域也是日冕物质抛射（CME）以及耀斑——太阳大气中最大型且最剧烈的爆发现象的发生地，而日冕物质抛射以及耀斑是严重影响空间天气事件的最主要因素。

空间天气是地球附近空间的物理条件（如磁场和等离子体），它决定了包括飞机、卫星、全球定位系统、电网和输油管道在内的各种现代高科技设施的功能和安全。

英国女王大学数学与物理学院天体物理研究中心（ARC）研究员、该研究组成员之一的Liu Jiajia博士说：“利用创新技术进行详细分析，我们目前已发现，利用AI模型预测太阳磁场具有一定的局限性，并提出了解决方案。”

“尽管NASA的AI模型预测法较为先进，且通过这种技术手段生成的无标记磁通量（unsigned magnetic flux）与太阳可见表面——即太阳光球层产生的磁场也高度相似，我们的研究表明，此技术在预测净通量（net flux）以及极性反转线（polarity reversion lines）等其他天文参数时表现不如预期，而这些参数在空间天气预测中也至关重要。”

“AI技术发展迅猛，有着广泛的应用。然而，我们也需要意识到这些技术的局限性，特别是在将其应用于科学研究时的不足。即使有了最先进的技术，如果不重视基础数学和物理学，科学研究也无法取得可靠的成果。”

Liu Jiajia博士补充说：“2020年5月，我加入ARC，很幸运能够在疫情期间得到英国女王大学对我科研事业的支持，感谢ARC负责人Mihalis Mathioudakis教授、Francis Keenan和David Jess博士、英国科学技术基础设施理事会STFC和Leverhulme Trust基金对我的支持。”

Mihalis Mathioudakis教授表示：“我们对LiuJiajia博士取得如此出色的研究成果表示祝贺，同时，这也表明，即使在特殊的新冠时期，学校及院系也会全力支持优秀的科研人员，为他们顺利开展科学研究、获得前沿成果助一臂之力。”

科技再发达，也不能忘记我们最基础的数学和物理学知识呀！