عندما كنت طفلاً أتيحت لي الفرصة لاستخدام تلسكوب فولكس الذي يبلغ طوله مترين في سايدنج سبرينج ، أستراليا. أتذكر أنها كانت تجربة مثيرة للغاية رؤية التلسكوب يتحرك عبر كاميرا ويب حية. كنت أقوم بإدخال إحداثيات السماء ، وعلى مدار دقيقة ، سيميل التلسكوب ببطء نحو الجسم. لم أستطع الانتظار حتى أصبح عالم فلك وقضاء ليالٍ لا حصر لها في مواقع التلسكوب الفعلية – هاواي ، تشيلي ، إسبانيا ، هذه كلها مواقع بها تلسكوبات قوية كنت أرغب في استخدامها يومًا ما.
لكن لم أكن أعرف سوى القليل ، فقد اقترب عصر الملاحظات اليدوية من نهايته.
حدثت تجربتي البحثية المهنية الأولى عندما تم تعييني كمتدرب في مرصد لاس كومبريس ، ومقره في سانتا باربرا ، كاليفورنيا ، مسقط رأسي. على الرغم من أنه يسمى مرصدًا ، إلا أنه لا يوجد تلسكوب موجود بالفعل هناك. يتألف Las Cumbres من أكثر من 30 أداة في جميع أنحاء العالم ، مع مهمة وجود تلسكوب دائمًا في الظلام ، وجاهزًا لإبداء الملاحظات في أي لحظة.
نظام التلسكوب الخاص بهم مبسط للغاية ، وهو مثال رئيسي على كيفية عمل الملاحظات الفلكية اليوم. يتم التحكم في جميع التلسكوبات آليًا ، ولا تتطلب أي تدخل بشري تقريبًا ، باستثناء المهندسين المختارين المسؤولين عن صيانة الأجهزة. يتم أيضًا التحكم في الجدولة آليًا ، وبينما يمكن لعلماء الفلك طلب الملاحظات خلال ليالٍ معينة ، يتم حجز الملاحظات في النهاية والتحكم فيها بواسطة نظام آلي مبرمج لتحديد أفضل الأهداف ، وفقًا لتوافر الأداة وظروف الطقس في جميع المواقع ؛ تحليل يتم إجراؤه في ثوان معدودة.
لقد أصبح من النادر بالفعل أن يزور علماء الفلك المواقع ويقومون بأرصاد فعلية ، لأن التحكم اليدوي في التلسكوبات ، عند الضرورة ، غالبًا ما يتم عن بُعد من المنزل المريح ؛ وأي تعاون يتم ببساطة عن طريق التكبير. لقد ولت أيام إدوين هابل ، الذي كان يعيش فعليًا لفترات طويلة من الوقت على الجبل ، يراقب ليلًا بعد ليلة ، ويجمع لوحات من البيانات واحدة تلو الأخرى.
بينما أعتقد أنه من المحزن بعض الشيء أن مثل هذه الأيام قد ولت ، إلا أن هناك جانب مضيء في كل ذلك. مع التقدم التكنولوجي في كل من أجهزة التلسكوب وقدرات البرمجيات ، أصبح من الضروري إعادة النظر في عملية المراقبة وتبسيطها. لم يكن لدينا خيار آخر ، لأن البشر عرضة للخطأ بالتأكيد ، لكنهم بحاجة أيضًا إلى النوم والأكل والتواصل الاجتماعي ، بينما يمكن للآلة أن تستمر في العمل دون توقف لعقود ما دام يتم توفير الكهرباء. بصفتي عالم فلك ، فإنني أقدر العلم على كل شيء آخر وسأختار لحسن الحظ زيادة في جودة البيانات على فرصة العيش على جبل وإجراء ملاحظات يدوية ، كما قد يكون الأمر غامضًا وحالمًا.
تم استخدام التعلم الآلي كأداة لتحسين الإجراءات اليدوية منذ القرن العشرين ، في الواقع ، اعتاد زملائي دائمًا على المزاح من أن نظام البريد USPS كان يستخدم التعلم الآلي منذ الستينيات للمساعدة في فرز البريد ، بينما استخدم علماء الفلك مؤخرًا تعال لتقدير تطبيقه في مجالنا بسبب انتقال البيانات الضخمة الذي نحن فيه. سينتج تلسكوب جيمس ويب ، على سبيل المثال ، بيانات أكثر مما يمكن فحصه بصريًا. هناك صور موجودة اليوم لن يراها أي شخص في هذا العالم على الإطلاق ، ومع بدء تشغيل التلسكوبات الجديدة في السنوات القادمة ، ستندرج المزيد من الصور في فئة البيانات التي يتم فحصها فقط بواسطة آلات بلا عواطف.
باختصار ، التعلم الآلي هو توظيف حساب التفاضل التفاضلي لتحديد الأنماط المثلى في البيانات عالية الأبعاد. صورة 50 × 50 بكسل ، على سبيل المثال ، يمكن تمثيلها في مساحة 2500 بعد البعد. ولكن ما هي هذه “الأنماط المثلى” التي تحددها الآلة؟ لسوء الحظ ، لا توجد إجابة على ذلك. حقًا ، غالبًا ما يُنظر إلى التعلم الآلي على أنه فن غامض. حتى لو تمكنا من تصور الاتصالات التي أجراها محرك التعلم الآلي الخاص بي ، فسيكون ذلك بلا جدوى ، لأننا في النهاية لن نفهمها كثيرًا. إن الارتباطات التي عثرت عليها الآلة من خلال العديد من التكرارات معقدة للغاية بحيث يتعذر على عقولنا فهمها. إنه صندوق أسود إلى حد كبير – يتم إدخال البيانات ، ولا نعرف ما هي الروابط التي تعلمتها الآلة أثناء التدريب ، لكن النتائج الجيدة تظهر ، ونحن سعداء.
بصفتنا علماء فلك ، نستخدم التعلم الآلي للتعرف على الأشياء وتنبؤات الإشارات وحتى كأداة لإدارة أدواتنا. سيستغرق الأمر حياتي كلها لتفقد مليوني جسم فلكي ، ومع ذلك لديّ خوارزمية للتعلم الآلي قامت بذلك من أجلي في أقل من 30 دقيقة. أدت هذه التطورات إلى إنشاء أنظمة وسيط تأخذ بيانات التلسكوب ، وتطبق التعلم الآلي لتمييز كائنات معينة ، ثم إعادة توجيه المعلومات إلى فرق العلوم المهتمة بظواهر معينة.
سوف تمر الكثير من البيانات في القرن القادم دون أن يلاحظها أحد ، حتى بمساعدة برامج التعلم الآلي لدينا ؛ لكنني أفترض أن هذا شيء جميل – يمكن لأي شخص القيام بعلم الفلك بمجرد تنزيل البيانات العامة من أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم. نحن بحاجة إلى كل المساعدة التي يمكننا الحصول عليها ، لأنه في حين أن التعلم الآلي له فائدة هائلة ، إلا أنه في حالته الحالية لا يزال لا يمكن مقارنته بالعيون والأدمغة التي نتمتع بها ، والتي ببساطة لا تكفي.
دانيال جودينز طالب دكتوراه في علم الفلك بجامعة ولاية نيو مكسيكو. يمكن الوصول إليه عند [email protected].
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”
