## 814｜三位“星际大学”科学家的愚人节论文：AI加速的星际飞船材料发现

你好，我是快刀青衣。欢迎收听快刀广播站，每天带你看AI。

经常听广播站的同学会发现，我基本上每一两周都会写一篇AI方向的学术论文进展，并且我尽量写得浅显易懂。不过说实话，大多数学术论文读起来，给我的感觉就两个字：头大。但就像那句老话说的“夜路走多了，总会遇到鬼”，放在这个话题下面，那就是论文读多了，偶尔也会撞见一篇有趣的。

这两天我看到一篇新论文，是2026年4月1日发布在全球著名论文网站arXiv上的，标题叫《超越铍：AI加速的星际飞船防护材料发现》。铍是一种金属元素，特点是重量轻且硬，所以经常用在飞机、火箭或者核反应堆上。论文作者来自两所大学，分别是“南洋星际大学”和“上海星际交通大学”，其中一位作者的单位更厉害，叫做“医学辐射管理与冬眠系”。

对，你没看错，就是星际大学，冬眠系。当时我看到这里停了一下，想了想，觉得“冬眠系”这个部门如果真的存在，招生简章大概会是这辈子最好看的文件。毕竟这个专业的核心学术能力应该就是冬眠睡觉吧？

这看起来是一篇恶搞的愚人节论文，但从标题到话题都吸引了我的注意力。当我认真看完并做了一些研究之后，我想和你说的是：这篇看起来非常不着调的论文背后，科学原理是完全真实的。

先说说这篇论文的作者。

第一作者李越，真实身份是南洋理工大学的研究员，研究方向是科学人工智能，以及石墨烯、碳纳米管等低维材料。啥叫科学人工智能呢？非常好理解，就是AI如何用在科学研发上，他在顶级期刊上发表过相关论文。另外两位作者潘旭和郭凯源是他的长期搭档，来自上海交通大学。

三个人的合作，是从2018年4月1日开始的。在致谢里，他们特别提到，这篇论文是“庆祝自那个命运般的愚人节以来八年的合作”。愚人节开始的搭档，用愚人节论文庆祝八周年，这个设定本身就是一个完整的故事。

接下来和你说说论文里玩笑的部分。

虚构机构这件事，作者其实做得相当考究。“南洋星际大学”是在戏仿新加坡的南洋理工大学（NTU），连邮编都用的是真实的639798；“上海星际交通大学”对标上海交大，邮编200240也分毫不差。名字里插了一个“星际”，机构瞬间从现实飞进科幻。

而且，这篇论文连提交日期都卡死在了4月1日，真是细节拉满。

致谢部分是整篇论文最好玩的地方。作者写道：“我们承认这项研究的实际意义有限，主要因为我们研究的飞船根本不存在。”而论文最后一句话，是《星球大战》里的经典台词：“May the Force be with you.”跟不熟悉星战的同学解释一句，这句台词的意思是“愿原力与你同在”，大致使用场景就是出征前说一句“祝旗开得胜”。

还有一个细节我很喜欢。作者还注明了，这项研究的总计算成本大约是2个CPU小时，那这个成本有多小呢？原话是“大概相当于代达罗斯飞船能源预算的十的负十次方”。换句话说，他们用了整艘星际飞船百亿分之一的能量，来研究这艘飞船该用什么材料造盾牌——这性价比可真是太高了。

好，玩笑说完了。现在说说这篇看起来不着调的论文到底在研究什么，以及为什么它的科学原理是扎实的。

故事要从一个真实的工程项目说起：“代达罗斯计划”。这不是科幻小说，而是英国星际学会在1973年到1978年间，认认真真完成的一项星际飞船设计研究。他们的目标是设计一艘无人探测器，以光速的12%飞向5.9光年外的巴纳德星。

这艘飞船面临一个真实的物理问题：在光速的12%的速度下，宇宙中那些稀薄得几乎可以忽略不计的星际介质粒子，会变成一道凶猛的粒子流。单个质子打过来，动能就已经达到了核反应的能量级。五十年前，工程师们给出的解决方案是：在飞船最前端装一块9毫米厚的铍盾牌。铍这种金属密度低、硬度够、耐高温，在当时的材料认知里是最优选择。

而这篇论文想问的就是：如果用今天的材料科学重新做这道题，我们能不能选出比铍更好的材料？

作者用了两个工具。一个叫做JARVIS-DFT数据库，这是美国国家标准与技术研究院真实维护的材料数据库，里面收录了超过76000种材料的量子力学计算结果，每种材料都有唯一的编号，任何人都可以公开查询。另一个是ALIGNN图神经网络，同样是一个真实模型，用来快速预测材料的力学性质。

他们从这个数据库里挑出20种候选材料，横跨航空航天金属、二维材料和超高温陶瓷三个大类，然后用四个维度来打分：比机械刚度、抗溅射性、热中子吸收截面，以及热力学稳定性。

注意，这里面的“比机械刚度”不是我多打了一个“比”字，而是这就是一个指标，衡量的是在同样重量下，谁更硬、更不容易变形。

先说结论，有个结果挺出乎意料。六角氮化硼和碳化硼双双跑出来，成为最优候选。它们不光力学性能优秀，还都含有硼元素，而硼对中子的吸收能力远远超过铍。原来的铍盾牌在一个指标上几乎交了白卷：热中子吸收截面为0.008靶，约等于没有。

值得注意的是，第一作者李越的主业正是石墨烯和低维材料研究。他基于筛选结果提出了分层复合盾牌设计，最外层用的恰好就是石墨烯，专门负责吸收尘埃冲击和抗溅射；第二层是六角氮化硼，捕获次级中子；第三层是高密度聚乙烯，用于慢化宇宙射线中的质子，这个用法NASA在低轨道航天器上已经验证过；最内层是薄薄一层铝，提供结构支撑。总厚度约8毫米，和原来的铍盾差不多，但飞船重量从8.5吨降到了4.5吨，减重47%。

你看，他不是在乱玩，是拿自己最熟的武器，对着一个虚构的星际飞船的靶子，认真开了一枪。

当然，这篇论文也没有回避自身的问题。ALIGNN神经网络在预测碳化硼时翻了车：模型给出9吉帕斯卡，真实值是228吉帕斯卡，差了25倍。这不是数据造假，而是图神经网络本来就有的一个老毛病，当材料的晶体结构复杂到训练集里几乎没有类似案例时，模型就会失灵。作者把这个“翻车”原原本本写进了论文，还解释了为什么翻车。

更妙的是论文最后的局限性讨论：温度效应没有考虑、49年飞行中的辐射损伤累积没有考虑、制造一块491平方米的石墨烯盾牌目前还做不到……然后是画龙点睛的一句：“我们分析的前提是存在一艘能达到光速12%的飞船，这个前提目前尚未实现。”

而且，论文的20篇参考文献，全部是真实发表的论文和技术报告。一句话总结：作者用虚构的“星际大学”身份，在愚人节发了一篇方法论完全严谨、数据完全可验证的论文。科学是真的，只是研究对象，一艘不存在的飞船，是玩笑。

虽然这篇论文里的很多细节充满了数据，但读起来感觉像在看科幻小说，仿佛对面就是一个跟你一起在星际飞船上飞行的科学怪人，他作为飞船上的机械师，正在喋喋不休地跟你说飞船材料出现的问题。虽然不少地方看不懂，但仍然觉得很有趣。

说到这里，我想多聊几个类似的故事。这种“认真地开玩笑”的风格，在学术界其实有一群同道中人和经典案例。

最有代表性的舞台，就是“搞笑诺贝尔奖”（Ig Nobel Prize）。从1991年开始，它专门颁给那些“先让人发笑、继而引人深思”的研究，颁奖典礼长期在哈佛大学的桑德斯剧场举行。颁奖典礼上，台下观众拼命往台上扔纸飞机，获奖感言超过60秒会被一个8岁左右的小女孩当场打断，这个规矩一点不含糊。

但你千万别被这个名字骗了。搞笑诺贝尔奖的很多获奖研究，是真正严肃的科学。

2014年物理学奖，颁给了认真测量“踩在香蕉皮上的摩擦系数”的日本团队。他们用标准摩擦力测量设备，设置了苹果皮、橘子皮作为对照组，最终得出香蕉皮的摩擦系数约为0.07，比冰面还要滑。听起来荒诞，但研究动机是真实的：香蕉皮内侧那层凝胶状多糖，形成润滑层的方式，和人体关节软骨的润滑机制高度相似。研究香蕉皮，是为了搞懂关节。

2018年医学奖更绝。一位美国医生接诊了一个奇怪的病人：那人告诉他，自己在迪士尼乐园坐了一次“巨雷山”过山车，两分钟后排出了一颗肾结石，而且每坐一次就掉出一颗。医生没有一笑而过，而是根据病人的肾脏CT扫描，3D打印了一个硅胶肾脏模型，装入真实尿液和三颗仿制肾结石，塞进背包，带着它去迪士尼坐了20次过山车。结论非常具体：坐前排，排出率16.67%；坐后排，排出率63.89%。如今，真的已经有医院将“坐过山车”作为轻度肾结石患者的辅助建议。玩着玩着，把病治了。

但最传奇的故事，要属物理学家安德烈·海姆（Andre Geim）。

1997年，他做了一个让人哭笑不得的实验：利用生物体的抗磁性，把一只活青蛙悬浮在磁场里。2000年，他凭这件事拿到了搞笑诺贝尔奖。十年后的2010年，他因发现石墨烯获得了真正的诺贝尔物理学奖，成为史上唯一一个同时拥有搞笑诺贝尔奖和诺贝尔奖的人。

他后来谈到石墨烯的发现过程：用透明胶带反复粘贴剥离铅笔芯，就这样得到了被理论物理学界认为“不可能独立存在”的二维材料。他说，正是“磁悬浮青蛙”之后养成的那种“不管这事有没有意义，先玩玩看”的心态，解放了他的科学直觉。

这篇关于一艘不存在的飞船的愚人节论文，大概也是这个心态。研究对象可以是虚构的，但研究本身是认真的。玩笑是入场券，科学是里面的东西。

而且，它至少让我非常开心地读完了。在我的阅读宇宙里，对一篇学术论文来说，这已经是很高的评价了。

好，今天广播就到这里。如果你觉得有帮助，欢迎分享转发给你的朋友。明天咱们接着聊AI。

> 论文地址：
> https://arxiv.org/abs/2604.00571

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