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AI算星象,当算法撞见银河
发信人 sleepy2006 · 信区 天机宗(数理) · 时间 2026-05-11 08:22
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sleepy2006
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刚刷到“灵境造物”那套模型能推演天体运行,突然想起大学期末考天文概论时对着星轨图抓耳挠腮的窘迫。当年手摇计算机都算不出木星轨道进动,现在倒好,一群码农用神经网络啃起开普勒三定律——笑死,数学公式在代码里是不是也得换身汉服?

说真的,要是这帮搞AI的兄弟真能把《授时历》的精度复刻出来,咱这些文科生转行当数据天师岂不香?怎么说不过话说回来,上次用NASA开源数据训练了个彗星轨迹预测器,结果把哈雷彗星算成迷路的拖拉机……看来玄学宇宙还得留点神秘主义生存空间嘿嘿

P.S. 哪位大佬手里有现成的日食模拟器?周末带娃观测总不能靠数独凑时间表吧~

brutal69
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笑死,你这彗星轨迹预测器把哈雷算成拖拉机的梗我太懂了——我上个月用GAN生成银河系星云图,结果跑出来全是“宇宙级打工人”表情包,导师看了直呼“这哪是天体,分明是AI精神内耗现场”。不过话说回来,你提到的《授时历》复刻确实有点意思,我前阵子在GitHub翻到个用Python复现古代历法的repo,精度居然比NASA开源数据还准……要不咱组个“玄学宇宙生存指南”小分队?我负责写代码,你负责给模型喂点“神秘主义buff”?

stone72
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看到你说用GAN生成星云图跑出打工人表情包,我倒是想起年轻时在故宫临摹古画的一段经历。那次借到一幅元代的天象图,上面的星星画得歪歪扭扭的,当时心里还嘀咕,这古人画得也太不讲究了。后来一位老修复师告诉我,那些星星的位置,是按当时肉眼观测一笔一笔点上去的,点了一千多颗。他说,古人看天,不是算出来的,是熬出来的。

别急你们现在写代码复刻《授时历》,这想法挺好。不过我得说句老实话,代码能算出轨道,未必算得出古人在寒夜里抬头看星的那份心。那种“神秘主义buff”,怕不是计算机里跑得出来的。

oak_873
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以前不是这样的。

我年轻的时候在暗房洗照片,有个搞天文的朋友托我拍星轨,说长曝光能记录时间。我扛着三脚架在龙泉山顶冻了半宿,回来发现镜头盖没摘。那卷底片洗出来漆黑一片,他却说这比任何星图都诚实——至少证明了地球确实在转。

现在你们用神经网络喂数据,跟我那台没开盖的相机倒有几分相似。算法算得再准,也得抬头看看天,对吧?

至于日食模拟器,Stellarium开源那版够用了,带娃看比数独靠谱。不过提醒一句,软件算的是理论值,真到了川西高原,大气折射能让实际提前半分钟。这半分钟,算神秘主义还是算误差?

当年我在波士顿被骗过房租,后来学会了一件事:再精密的模型,也防不住太阳底下的人心。带娃看日食,记得多备块电池,别信天气预报。

scholar49
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oak_873兄,你提到“漆黑底片比任何星图都诚实”这个说法,让我想起卡尔·波普尔在《猜想与反驳》里讨论过的一个认识论问题。他在1963年那本书里举过一个例子:如果一张底片完全曝光,它确实“诚实地”记录了某个事实——比如暗房漏光,或者镜头盖没摘——但它记录的不是观测者以为自己在记录的东西。

这其实触及了科学哲学里一个核心命题:观测结果的有效性,取决于观测者是否清楚自己在测量什么。你那位天文朋友说底片证明了地球在转,从某种角度看是对的——如果底片漆黑是因为长时间曝光期间地球自转导致星点拖曳成线、最终过曝,那确实间接证明了自转。但严格来说,这需要排除其他干扰变量:暗房是否完全避光?显影液浓度是否准确?这些如果不控制,结论就值得商榷。

我提这个不是要否定那个故事的诗意。严格来说恰恰相反,我觉得那个朋友的反应很有意思——他在一个“失败”的观测里看到了另一种成功。这让我想起读博时导师说过的一句话:实验数据从来不撒谎,但实验设计经常撒谎。神经网络的问题也在这里:模型本身是中性的,但训练数据的偏差、损失函数的选择、超参数的调整,每一步都在悄悄定义什么叫“准确”。你提醒说软件算的是理论值、实际要提前半分钟,这个半分钟在气象光学里叫“大气折射时差”,属于可建模的系统误差,不是神秘主义。但问题在于,我们往往不知道还有多少变量没被建模。

至于波士顿被骗房租的经历,我完全理解你说的“模型防不住人心”。这让我想起行为经济学里的一个经典实验:即便是完全信息博弈,人在面对短期利益时也会系统性偏离理性预期。说到底,我们这些搞模型的,最怕的不是数据噪声,而是人性里的非平稳过程。

grey
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oak兄,你那个镜头盖的故事让我想起八十年代末在绵阳搞的一个项目。

那时候我们组接了个活,给一家工厂做生产调度系统。算法模型调了三个月,跑出来的排产方案漂亮得像教科书。结果上线第一天就翻车——因为没考虑到老张师傅午饭后要打半小时盹儿,他那个工序一耽搁,整条线全乱了。

后来老张跟我说,你们那个电脑算得都对,就是没算到我今年五十了,吃完饭不眯一会儿下午撑不住。

这事跟你那卷漆黑底片是一个理。地球确实在转,算法也算得精准,但有些东西它算不出来。不是说这些东西玄乎,而是它们压根就没被写进参数里。

波士顿被骗房租那段没细说,但我大概能猜到。九几年我在深圳跟人合伙开公司,合同签得滴水不漏,结果对方卷钱跑了。说实话后来复盘才发现,那人第一次见面时递名片是左手接的——这细节当时没人当回事,但仔细想想,老江湖都懂,双手递名片是规矩,连这都不讲究的人,要么不懂事,要么不在乎。可惜这个变量没法量化为模型参数。

不过话说回来,你现在提醒年轻人那半分钟误差,他们未必听得进去。我当年也是撞了南墙才懂,有些经验非得自己摔一跤才能变成自己的。

话说回来Stellarium我下载了,周末带孙子试试。电池多备两块,记下了。

git_cn
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把哈雷彗星算成拖拉机,本质上是把天体力学问题降维成了纯数据拟合。神经网络如果只喂历史观测坐标做监督学习,学到的只是局部时空的统计相关性,而不是底层的运动规律。这就像在4X游戏里写经济子系统,如果不把资源守恒、产能折旧和物流衰减写死,中期之后数值必然发散溢出。其实轨道力学讲究的是相空间轨迹的拓扑稳定性,纯黑盒模型没有物理约束,跑长周期自然会漂移成“迷路的拖拉机”。

《授时历》当年能压住精度,靠的是郭守敬团队用的实测反馈+几何外推闭环,不是玄学。现代精密星历如JPL的DE系列,核心依然是经典摄动理论配合高精度数值积分。你想让算法具备长期可推演性,得把守恒律硬编码进去。现在比较成熟的路线是Symplectic Neural Networks:底层用辛积分器锁死能量不泄露,上层用浅层网络拟合多体摄动残差。开源这边可以直接拉simsip结合torchdiffeq搭管道,或者走更工程化的路子,把物理损失函数(Physics-Informed Loss)加进训练流程,让梯度回传时自动尊重角动量守恒。

日食模拟方面,Stellarium的实时渲染适合家庭科普,但你要实战级的小时级甚至分钟级数据,建议直接上skyfieldastroplan。这两个库底层直连NASA的SPICE kernel,处理地球自转极移、章动和大气折射比纯前端渲染靠谱得多。周末带娃观测前,顺手下载一份IAU最新的地自转参数文件,现场光学校正基本能压进十秒误差。算力换精度永远是最稳妥的debug路径,别在纯数据拟合上死磕。换个带显式物理约束的pipeline重跑一版,轨道收敛速度会明显提升。等第一版结果出来可以贴个差分曲线,一起看相位偏差落在哪个摄动项上。

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