18岁高中生作为唯一作者发顶刊
用AI从NASA的2000亿条数据中
揪出150万个新天体,震惊科学界!
图源:Society for Science
当多数高中生还在为SAT发愁时,18岁的Matteo Paz已经斩获斯坦福大学offer,美国“少年诺奖”25万美金也被他收入囊中。
这位天才的成长故事,可以带给我们怎样的启示?
颠覆认知的科研壮举
Matteo Paz的研究成果之所以能够在科学界引起轰动,不仅因为他发现了如此多的新天体,更因为他所采用的创新方法。
1、“数据复活术”
NEOWISE望远镜退役前扫描天空十多年,积累了2000亿条数据,传统方法分析需要几十年。
Matteo Paz开发的VARnet算法化身“数据吸尘器”,通过卷积操作和变换技术提取高细节特征,让模型能够有效检测到周期性和非周期性的亮度变化,大大提高了数据分析的效率和准确性。
图源:Society for Science
仅用数月完成传统团队几十年的工作量,从数亿天体中筛选出:
● 190万变星候选体(150万为新发现)
● 84万高置信度变星(含54万全新天体)
● 发现双星系统、类星体、超新星等珍贵目标
2、或将改写教科书
Matteo Paz作为唯一作者,在天文学顶级期刊《The Astronomical Journal》(天文学杂志)上发表了这项研究。
加州理工团队已用其星表发现数十个全新双星系统,或将破解宇宙膨胀速度争议,甚至改写教科书。
点击链接查看研究原文:
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ad7fe6/pdf
3、2024-2025再生元科学人才奖第一名
凭借这一成果,Matteo Paz击败了2500名竞争者,摘得再生元科学人才奖(STS)桂冠,获得25万美金奖励。
图源:Society for Science
同时,也成为84年来首位独作论文夺冠高中生。该奖项诞生过13位诺奖得主,含金量堪比“少年诺贝尔奖”。
兴趣驱动的开挂人生
1、幼年启蒙
Matteo Paz的科研之路始于对天文学的热爱。从小学开始,他的母亲就定期带他去参加加州理工学院举办的天文讲座,这些讲座在他心中种下了探索宇宙的种子。
随着年龄的增长,他对天文学的热爱愈发浓厚。10岁时,他发现星星的亮度会变化,像在“眨眼睛”。为了记录这个现象,他连续3个月每晚在后院蹲守,手绘了100多张星轨图。
2、不断学习,接触知名教授
2022年夏天,Matteo Paz参加了加州理工学院的天文项目,在Andrew Howard教授领衔的行星探测器学院Caltech Planet Finder Academy,系统地学习了天文学与计算机科学知识,为他后来的科研之路打下了坚实的基础。
2023年夏天,Matteo Paz参与了加州理工学院的暑期研究计划,并幸运地匹配到了著名天文学家Davy Kirkpatrick作为导师。
图源:IPAC/Science Staff
在Kirkpatrick的指导下,他开始了对NASA的NEOWISE望远镜数据的深入挖掘。面对海量的数据,他没有选择传统的人工筛查方式,而是利用AI技术,开发了VARnet模型,成功地从数据中识别出了数百万个潜在的变星候选体。
Davy Kirkpatrick在研究过程中给了他无限的自主探索空间,Matteo Paz回忆说:“每次见面,我们只有10%的时间在讨论工作,剩下90%的时间都在闲聊,能和这样一个人畅谈科学,真是太棒了!正是这种自由,无拘束,无限的放权,让我成长地特别快。
而且,有一次交谈,我表达了自己的最终目标,并不只是来参加一个夏令营而已,而是想要发表震撼天文学界的论文时,Davy只说了一句话:‘好的,那我们来做吧!’”
3、未来,将不断探索
不久前,Kirkpatrick将Paz介绍给了加州理工学院的天文学家Shoubaneh Hemmati、Daniel Masters、Ashish Mahabal和Matthew Graham,因为Paz正在思考是否有可能将一台红外望远镜送入地球轨道来监测地球本身的新发火灾。
在飞往华盛顿特区参加STS颁奖典礼几周前的一天夜里,Paz在家中醒来,发现窗外火光冲天,加州伊顿大火(Eaton Fire)快速蔓延,当地人甚至都没来得及收到任何官方警告,大火就已烧至眼前。
经过疏散和几天的火灾扑灭,他家的房子幸免于难。但这引发了他的思考。
未来,他希望继续探索宇宙从大爆炸以来的神秘膨胀速度,来帮助科学家解开宇宙学中最大的谜题之一。
Kirkpatrick表示:“暑假过后,我们还有很多事情要做。Paz的研究成果,不仅在天文学领域意义重大,还能应用于股票市场分析、大气污染研究等多个领域。”
对高中生的启示
Matteo的故事证明:顶尖大学和竞赛评委,最看重的不是刷题能力,而是用科学思维解决真实问题的创造力。
想复刻他的成功?我们可以从以下几点来进行学习。
1、兴趣是最好的老师
Matteo Paz的科研之路始于对天文学的热爱。同样,对于同学们来说,在选择专业时要兼顾个人兴趣爱好,只有真正的热爱才能驱动你在这个领域持续探索和进步。
2、勇于尝试,敢于创新
Matteo Paz在面对NASA的海量数据时,没有选择传统的人工筛查方式,而是大胆尝试利用AI技术进行分析。这种勇于尝试、敢于创新的精神是科研和竞赛中不可或缺的。
3、持续学习,不断提升自我
Matteo Paz在科研过程中不断学习新的知识和技能,如Python编程、数据集分析等。对于同学们来说,也可以通过参加竞赛或者科研项目,让自己与来自全国各地的优秀选手交流切磋,从而发现自己的不足并不断进步。
4、竞赛经历是宝贵的财富
Matteo Paz的故事为我们广大高中生提供了宝贵的启示,尤其是对于计算机科学和算法感兴趣的同学,可以考虑参加如USACO(美国计算机奥林匹克竞赛)这样的竞赛,将是一个极好的锻炼和展示平台。
USACO美国计算机奥赛
USACO竞赛是美国国家级别的计算机竞赛,自1992年举办至今,已有30多年历史,是含金量极高的官方STEM活动。
USACO更是被MIT官方推荐的信奥赛,在其他顶尖学府如卡内基梅隆大学、佐治亚理工学院及加州大学伯克利分校等计算机科学专业的录取考量中占据重要地位,是一个在申请过程中能够显著提升竞争力的重要学术活动。
USACO是一项针对全世界所有的高中信息学竞赛选手的一项竞赛。专门为信息学竞赛选手准备,但必须在注册后才能进入题库。
这项赛事不仅可以培养学生的算法和编程思维,好的竞赛成绩还能给孩子大学申请加分。
适合学生
对计算机编程感兴趣的学生或者要申请计算机专业的学生。
赛事时间
每年12月到次年3月,每月1场,共4场。
赛事规则
▪ 形式:个人参赛,支持线上参赛。▪ 语言:支持Java、Python、Pascal、C和C++,五种编程语言,考生可选择任意语言参加▪ 计分:每个组别比赛都是3道题,每道题333.3分,总分1000分。
赛事流程
USACO竞赛晋级路径为:铜级 → 银级 → 金级 → 铂金级,难度依次提高。新注册的参赛选手需要从最低级别开始参赛,并逐步提升自己的水平。
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* 以上赛事主办方为海外机构,不与任何中国的大学、中学或小学升学加分活动挂钩,其成绩不会作为任何中国中小学升学或评优的依据,仅定位为针对中学生的课外兴趣活动和国际教学交流活动。
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