18歲高中生作為唯一作者發(fā)頂刊
用AI從NASA的2000億條數(shù)據(jù)中
揪出150萬個新天體,震驚科學(xué)界!

圖源:Society for Science
當(dāng)多數(shù)高中生還在為SAT發(fā)愁時,18歲的Matteo Paz已經(jīng)斬獲斯坦福大學(xué)offer,美國“少年諾獎”25萬美金也被他收入囊中。
這位天才的成長故事,可以帶給我們怎樣的啟示?
顛覆認(rèn)知的科研壯舉
Matteo Paz的研究成果之所以能夠在科學(xué)界引起轟動,不僅因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了如此多的新天體,更因?yàn)樗捎玫膭?chuàng)新方法。
1、“數(shù)據(jù)復(fù)活術(shù)”
NEOWISE望遠(yuǎn)鏡退役前掃描天空十多年,積累了2000億條數(shù)據(jù),傳統(tǒng)方法分析需要幾十年。
Matteo Paz開發(fā)的VARnet算法化身“數(shù)據(jù)吸塵器”,通過卷積操作和變換技術(shù)提取高細(xì)節(jié)特征,讓模型能夠有效檢測到周期性和非周期性的亮度變化,大大提高了數(shù)據(jù)分析的效率和準(zhǔn)確性。

圖源:Society for Science
僅用數(shù)月完成傳統(tǒng)團(tuán)隊(duì)幾十年的工作量,從數(shù)億天體中篩選出:
● 190萬變星候選體(150萬為新發(fā)現(xiàn))
● 84萬高置信度變星(含54萬全新天體)
● 發(fā)現(xiàn)雙星系統(tǒng)、類星體、超新星等珍貴目標(biāo)
2、或?qū)⒏膶懡炭茣?/strong>
Matteo Paz作為唯一作者,在天文學(xué)頂級期刊《The Astronomical Journal》(天文學(xué)雜志)上發(fā)表了這項(xiàng)研究。
加州理工團(tuán)隊(duì)已用其星表發(fā)現(xiàn)數(shù)十個全新雙星系統(tǒng),或?qū)⑵平庥钪媾蛎浰俣葼幾h,甚至改寫教科書。
點(diǎn)擊鏈接查看研究原文:
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ad7fe6/pdf
3、2024-2025再生元科學(xué)人才獎第一名
憑借這一成果,Matteo Paz擊敗了2500名競爭者,摘得再生元科學(xué)人才獎(STS)桂冠,獲得25萬美金獎勵。

圖源:Society for Science
同時,也成為84年來首位獨(dú)作論文奪冠高中生。該獎項(xiàng)誕生過13位諾獎得主,含金量堪比“少年諾貝爾獎”。
興趣驅(qū)動的開掛人生
1、幼年啟蒙
Matteo Paz的科研之路始于對天文學(xué)的熱愛。從小學(xué)開始,他的母親就定期帶他去參加加州理工學(xué)院舉辦的天文講座,這些講座在他心中種下了探索宇宙的種子。
隨著年齡的增長,他對天文學(xué)的熱愛愈發(fā)濃厚。10歲時,他發(fā)現(xiàn)星星的亮度會變化,像在“眨眼睛”。為了記錄這個現(xiàn)象,他連續(xù)3個月每晚在后院蹲守,手繪了100多張星軌圖。
2、不斷學(xué)習(xí),接觸知名教授
2022年夏天,Matteo Paz參加了加州理工學(xué)院的天文項(xiàng)目,在Andrew Howard教授領(lǐng)銜的行星探測器學(xué)院Caltech Planet Finder Academy,系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了天文學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)知識,為他后來的科研之路打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2023年夏天,Matteo Paz參與了加州理工學(xué)院的暑期研究計(jì)劃,并幸運(yùn)地匹配到了著名天文學(xué)家Davy Kirkpatrick作為導(dǎo)師。

圖源:IPAC/Science Staff
在Kirkpatrick的指導(dǎo)下,他開始了對NASA的NEOWISE望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)的深入挖掘。面對海量的數(shù)據(jù),他沒有選擇傳統(tǒng)的人工篩查方式,而是利用AI技術(shù),開發(fā)了VARnet模型,成功地從數(shù)據(jù)中識別出了數(shù)百萬個潛在的變星候選體。
Davy Kirkpatrick在研究過程中給了他無限的自主探索空間,Matteo Paz回憶說:“每次見面,我們只有10%的時間在討論工作,剩下90%的時間都在閑聊,能和這樣一個人暢談科學(xué),真是太棒了!正是這種自由,無拘束,無限的放權(quán),讓我成長地特別快。
而且,有一次交談,我表達(dá)了自己的最終目標(biāo),并不只是來參加一個夏令營而已,而是想要發(fā)表震撼天文學(xué)界的論文時,Davy只說了一句話:‘好的,那我們來做吧!’”
3、未來,將不斷探索
不久前,Kirkpatrick將Paz介紹給了加州理工學(xué)院的天文學(xué)家Shoubaneh Hemmati、Daniel Masters、Ashish Mahabal和Matthew Graham,因?yàn)镻az正在思考是否有可能將一臺紅外望遠(yuǎn)鏡送入地球軌道來監(jiān)測地球本身的新發(fā)火災(zāi)。
在飛往華盛頓特區(qū)參加STS頒獎典禮幾周前的一天夜里,Paz在家中醒來,發(fā)現(xiàn)窗外火光沖天,加州伊頓大火(Eaton Fire)快速蔓延,當(dāng)?shù)厝松踔炼紱]來得及收到任何官方警告,大火就已燒至眼前。
經(jīng)過疏散和幾天的火災(zāi)撲滅,他家的房子幸免于難。但這引發(fā)了他的思考。
未來,他希望繼續(xù)探索宇宙從大爆炸以來的神秘膨脹速度,來幫助科學(xué)家解開宇宙學(xué)中最大的謎題之一。
Kirkpatrick表示:“暑假過后,我們還有很多事情要做。Paz的研究成果,不僅在天文學(xué)領(lǐng)域意義重大,還能應(yīng)用于股票市場分析、大氣污染研究等多個領(lǐng)域。”
對高中生的啟示
Matteo的故事證明:頂尖大學(xué)和競賽評委,最看重的不是刷題能力,而是用科學(xué)思維解決真實(shí)問題的創(chuàng)造力。
想復(fù)刻他的成功?我們可以從以下幾點(diǎn)來進(jìn)行學(xué)習(xí)。
1、興趣是最好的老師
Matteo Paz的科研之路始于對天文學(xué)的熱愛。同樣,對于同學(xué)們來說,在選擇專業(yè)時要兼顧個人興趣愛好,只有真正的熱愛才能驅(qū)動你在這個領(lǐng)域持續(xù)探索和進(jìn)步。
2、勇于嘗試,敢于創(chuàng)新
Matteo Paz在面對NASA的海量數(shù)據(jù)時,沒有選擇傳統(tǒng)的人工篩查方式,而是大膽嘗試?yán)肁I技術(shù)進(jìn)行分析。這種勇于嘗試、敢于創(chuàng)新的精神是科研和競賽中不可或缺的。
3、持續(xù)學(xué)習(xí),不斷提升自我
Matteo Paz在科研過程中不斷學(xué)習(xí)新的知識和技能,如Python編程、數(shù)據(jù)集分析等。對于同學(xué)們來說,也可以通過參加競賽或者科研項(xiàng)目,讓自己與來自全國各地的優(yōu)秀選手交流切磋,從而發(fā)現(xiàn)自己的不足并不斷進(jìn)步。
4、競賽經(jīng)歷是寶貴的財(cái)富
Matteo Paz的故事為我們廣大高中生提供了寶貴的啟示,尤其是對于計(jì)算機(jī)科學(xué)和算法感興趣的同學(xué),可以考慮參加如USACO(美國計(jì)算機(jī)奧林匹克競賽)這樣的競賽,將是一個極好的鍛煉和展示平臺。
USACO美國計(jì)算機(jī)奧賽
USACO競賽是美國國家級別的計(jì)算機(jī)競賽,自1992年舉辦至今,已有30多年歷史,是含金量極高的官方STEM活動。
USACO更是被MIT官方推薦的信奧賽,在其他頂尖學(xué)府如卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院及加州大學(xué)伯克利分校等計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的錄取考量中占據(jù)重要地位,是一個在申請過程中能夠顯著提升競爭力的重要學(xué)術(shù)活動。

USACO是一項(xiàng)針對全世界所有的高中信息學(xué)競賽選手的一項(xiàng)競賽。專門為信息學(xué)競賽選手準(zhǔn)備,但必須在注冊后才能進(jìn)入題庫。
這項(xiàng)賽事不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的算法和編程思維,好的競賽成績還能給孩子大學(xué)申請加分。

適合學(xué)生
對計(jì)算機(jī)編程感興趣的學(xué)生或者要申請計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生。
賽事時間
每年12月到次年3月,每月1場,共4場。
賽事規(guī)則
▪ 形式:個人參賽,支持線上參賽。▪ 語言:支持Java、Python、Pascal、C和C++,五種編程語言,考生可選擇任意語言參加▪ 計(jì)分:每個組別比賽都是3道題,每道題333.3分,總分1000分。
賽事流程
USACO競賽晉級路徑為:銅級 → 銀級 → 金級 → 鉑金級,難度依次提高。新注冊的參賽選手需要從最低級別開始參賽,并逐步提升自己的水平。

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* 以上賽事主辦方為海外機(jī)構(gòu),不與任何中國的大學(xué)、中學(xué)或小學(xué)升學(xué)加分活動掛鉤,其成績不會作為任何中國中小學(xué)升學(xué)或評優(yōu)的依據(jù),僅定位為針對中學(xué)生的課外興趣活動和國際教學(xué)交流活動。
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