伦敦帝国理工学院物理系的罗伯托·特罗塔教授是一位理论物理学家和天体物理学家。他的工作探讨了统计学和机器学习如何帮助我们将地球和太空望远镜的复杂数据集转化为现实生活中的理解。
大约四年前，他在帝国理工学院发表了他的就职演讲。现在，他是一名客座教授，希望让我们能够欣赏天空和星星。他的最新著作《Starborn》最近被选为BBC广播四台的本周最佳图书。
我们采访了他，以了解星星、天空和其间的一切给人类带来了什么，以及为什么我们应该努力照顾我们的星球，这样我们仍然可以仰望星星。
当我想到太空科学家时，最初想到的并不是机器学习和大数据。您能解释一下为什么我们使用大数据和人工智能来审视我们上方的世界吗?
机器学习和人工智能对于了解我们的宇宙至关重要。伽利略和其他人曾经通过望远镜观察并画下他们所看到的东西，几年后，在哈佛天文台，女天文学家通过图像检查了数十万颗恒星和星系。由于我们现有数据的复杂性和规模，我们需要计算机从太空和地球上的望远镜收集的海量数据中提取科学意义。
我的领域最前沿的领域之一正是如此。我们探索人工智能(AI)如何为我们理解宇宙。我们一直在获取越来越多的数据，但问题是这一切意味着什么?这就是统计和机器学习的用武之地。
你能向我解释一下你想找出什么，以及人们希望通过这项工作找到什么吗?
不同的人对不同的事物感兴趣。我的研究主要集中在三个主要领域：大爆炸的第一部分发生了什么，暗物质和暗能量如何表现，以及了解宇宙是由什么组成的。
宇宙由25%的暗物质和70%的暗能量组成——它们共同构成了宇宙的95%——但我们对它们到底是什么知之甚少。
我们的存在归功于暗物质的引力。它在星系和恒星的形成过程中发挥了至关重要的作用，尤其是它们的快速形成。我们非常确定暗物质存在，因为我们看到它影响宇宙膨胀的方式以及星系移动的方式。问题是它是由什么制成的?
暗能量更难解释。我们看到宇宙增长得越来越快，我们认为这是由排斥力、反重力引起的。这或许是因为虚空本身的特性;随着宇宙的膨胀，它会产生更多的真空，这反过来又会产生更多的排斥力，因此它膨胀得更快。我们认为这种失控的扩张过程是由暗能量驱动的，但没有人知道它是什么。我们正在努力找出答案。
我无法理解你如何研究大爆炸后的最初几毫秒，因为对于很久以前的事情来说，这是一个很小的时间范围。你怎么做到这一点?
我们现在拥有宇宙历史非常非常早期的观测结果，辐射来自大爆炸后38万年。宇宙有138亿年的历史，因此宇宙诞生后的38万年只是其年龄的一小部分。多亏了这些观察，我们几乎可以追溯到最开始。
我们非常确定我们可以重建在那之前的几乎所有内容。但那里会发生什么?这是一个大问题。
我们认为宇宙在很短的时间内以指数速度膨胀得非常非常快。我们称那一刻为“通货膨胀”，我们试图重建那一小部分时间的样子，以及它是由什么触发的。
尽管这比今天的暗能量要高得多，但效果是一样的——指数膨胀。这两件事可能有联系，也可能没有联系。
宇宙中只有5%是由你我的物质构成的。这是物理学中的大问题之一。其余的东西是什么?它为什么存在?宇宙为何如此诡异?
到目前为止，关于宇宙及其怪异之处，你发现了什么?
科学始终是一项协作事业，因此您必须站在巨人的肩膀上。我有非常有才华的年轻研究人员与
我和我的团队希望通过使用数据中所有可用信息的方式来回答这些问题，并得出您可以信任的结果。
这是非常统计和计算的，我们一直在寻找如何从复杂的数据集中获取这些信息。
你的书主要是关于仰望星星——我想你已经做了很多这样的事——并欣赏星星为人类所做的一切。
答：是的，我们都是由星尘组成的，但星星为我们所做的远不止这些。这本书不是关于恒星或暗物质或我们迄今为止讨论过的任何事物的物理性质。这本书讲述了从五万年前智人走出非洲的那一刻到今天的人工智能，仰望星空对人类产生的文化影响。明星们给我们带来的灵感和知识有很多值得我们承担的责任。
您将5万年前的智人与今天的人工智能进行了比较。你说这天空和星辰的影响和五万年前一样大吗?
我们正在失去天空以及与天空的联系，你可能会问这重要吗?我认为是的，这非常重要。当我们失去天空时，我们就失去了对我们与史前时期的深厚联系的认识。
我们现在很忙，我们生活在城市，我们不再抬头，我们不再关心星星，150年前你可以从伦敦看到银河系。现在，你几乎看不到任何星星了。即使我现在在意大利的里雅斯特，那里的天空很暗，你也能看到很多经过的卫星，据估计，到2030年，卫星的数量将超过星星的数量。
当我们失去星星时会发生什么?
失去联系，你就失去了我们在宇宙中的地位的重要性以及它对无数代人的意义。这不仅危及现在，也危及我们的未来。
我们失去了这样的感觉：我们是一个漂浮在广阔、荒凉的黑暗宇宙中的蓝点，我们远离任何我们可以称之为家的地方。
我们的星球是不可替代的，不存在B行星，我们无法在我们需要的时间尺度上殖民火星。我们需要齐心协力，因为失去明星也意味着失去我们自己。
您的目标是让人们能够抬头仰望吗?
我想让人们仰望星空，同时思考我们在宇宙中的轨迹和印记。早在五万年前，我们就改变了环境以适应我们的需要。现在，人们因生物多样性的丧失和气候变化而感到危险。通过以长远的视角审视人类的整个历史弧线以及星星如何引导我们，并希望仰望星星为未来提供更多灵感，我们应该思考：“我们将走向何方?”我们现在需要的不是星星或火星，而是我们在宇宙中、我们自己的星球上的独特和美丽的地方。
如果有一天我们仰望天空，看到的是一片巨大的黑暗，而不是星星，这对人类来说会很危险吗?
这不一定是危险的，但我们都会变得更穷。想象一个世界，天空被云层笼罩，就像我在《星辰诞生》中所做的那样，没有人见过星星、太阳或月亮。它可能并不危险，但肯定不会那么丰富。
我看到你过去做过很多科学传播。教育他人是您的热情吗?
这是我一直在做的事情，并且一直觉得这是我作为一名科学家的责任。我想回馈一些我们作为科学家有幸将其作为我们工作主线所追求的兴奋、激情和热情。
很荣幸与公众分享这一点。
您对您的书被提名为本周图书有何感想?
当然，这是一项令人难以置信的荣誉，我没想到会这样。我希望我的书能够帮助打破我们可以逃往B行星的神话，并为有关保护我们星球的紧迫性的对话做出贡献。
我们必须关注此时此地正在发生的事情，下一代将没有星星，甚至可能没有星球可以生存。对我来说，这是重要的信息。
