导读：随着未来引力波与电磁观测数据的快速增长，多信使天文学将面临着日益突出的数据处理与人工分析压力。近年来，以大语言模型为代表的人工智能技术不断取得突破，为人工智能与基础科学的深度交叉、科研流程的智能化提供了新契机。在这项研究中，北京大学科维理所邵立晶团队以引力波对应体关联问题为切入点，开辟了大语言模型智能体深度参与多信使天文学研究的新路径。
图1 智能体GW-Eyes示意
2017年，人类首次“听”到两颗中子星碰撞的引力波信号，并“看”到了它发出的光——这标志着多信使天文学新时代的开启。在多信使天文学研究中，联合引力波信息与电磁多波段观测，能够为人们理解如黑洞、中子星一类致密天体并合等的物理过程提供全新视角。然而，随着未来观测事件和数据规模的持续增长，如何高效寻找不同引力波源与电磁事件之间的潜在关联将成为一项重要的挑战。研究团队开发了名为GW-Eyes工具，该工具以大模型智能体为核心，为引力波对应体关联提供了一种自动化、可扩展的新方案。
[1] 观测规模持续增长：多信使天文学数据分析面临新挑战
2017年，人类首次实现了对双中子星并合事件（GW170817）的引力波和电磁对应体联合观测。多信使联合分析为揭示短伽马射线暴和千新星（双中子星碰撞后抛射物质发出的光学/红外辐射）的起源提供了关键证据，也开启了通过“标准汽笛”独立测量宇宙膨胀的新途径：通过引力波推算星体距离，结合电磁信号推算星体远离我们的速度，独立测量宇宙膨胀有多快。这一里程碑式的联合观测凸显了多信使天文学的重要价值，为研究致密天体并合及相关基础物理问题打开了新窗口。
随着下一代引力波探测器与大规模时域巡天设施的投入运行，未来观测到的引力波事件和电磁暂现源的数目将实现指数级增长。面对引力波与电磁事件的观测数据急剧增长，如何从海量候选事件中快速判断哪些信号可能来自同一个天体物理过程。未来每年可能有数百起引力波事件，每起事件都需要与成千上万的光学暂现源比对。仅靠人工逐一筛查，已不现实。
[2] 从信息获取到关联分析：GW-Eyes构建大模型驱动的智能体框架
图2 GW-Eyes的架构设计与分析流程示例。GW-Eyes采用Collector–Executor智能体架构，并集成多信使天文学领域专用工具，可通过自然语言交互完成引力波对应体关联及相关辅助任务。
针对这一问题，研究团队开发了GW-Eyes(取为引力波赋予“眼睛”之意)——一个由大语言模型驱动、面向引力波对应体关联的智能体框架。GW-Eyes将大模型的任务理解与推理能力同领域专用工具结合。在面对具体科学问题时，它能自主组织分析流程，并调用相应工具完成数据处理与计算。在架构设计上，GW-Eyes包含收集者（Collector）和执行者（Executor）两个子智能体。收集者主要负责搜集多渠道获取的多信使天文学的数据；执行者则根据研究任务制定分析策略，调用专业工具完成目录查询、空间与距离一致性分析、候选体筛选以及可视化等任务，并最终生成可供研究人员检查的分析汇报。这种设计使大模型能够从单纯的信息生成走向科研流程的组织与调度，为复杂多信使数据分析提供了新的解决方案。
[3] 从模拟测试到真实目录：验证对应体关联能力
图3 GW-Eyes在真实观测目录中的对应体关联分析
GW-Eyes可按照时间、天区位置及红移等条件筛选潜在关联事件，并比较不同引力波定位天区面积阈值下的引力波-电磁对应体关联数量。为检验GW-Eyes框架能否稳定完成关联任务，研究团队基于引力波数据库GWTC-4.0中的50个引力波事件构建了模拟电磁目录，并设置了“由引力波寻找电磁对应体”和“由电磁事件反查引力波”两类任务。测试显示，在不同大模型后端下，GW-Eyes均能稳定完成设定任务。随后，团队进一步将GW-Eyes应用于真实观测目录，在GWTC-4.0与活动星系核光学耀发目录AGNFRC之间，根据时间、天空位置及红移等信息搜索引力波-电磁对应体潜在关联对，经人工独立调用相同工具进行交叉核验后，一致率达100%，体现了GW-Eyes在对应体关联任务中的准确性与稳定性。
随着未来观测事件数量显著增加，GW-Eyes有望从海量数据中快速筛选潜在的引力波-电磁对应体，降低人工检索与交叉核验的工作负担，为多信使天文学研究提供高效的数据分析工具。
[4] 面向未来多信使观测：构建可解释、可扩展的智能科研工作流
GW-Eyes的深层价值在于它展示了一种大模型智能体进入科学研究流程的新范式。该系统能够记录工具调用、分析参数和决策过程，使研究人员可以追踪科研结果的产生过程；同时，该系统还可以继续接入新的数据类型、分析工具和筛选规则，例如光谱、图像以及更复杂的物理判据。
换言之，大模型智能体不满足于替代成熟的科学计算流程，而是在数据、工具与研究问题之间增加了一个更灵活的组织与决策层。面对未来更加密集的多信使观测，这种可解释、可扩展的人机协同模式，有望帮助研究人员将更多精力投入真正需要科学判断的问题。
总结展望
GW-Eyes首次展示了大模型智能体在引力波-电磁对应体关联中的应用潜力，也提供了一条将大模型推理能力、领域专用工具与专业数据分析流程连接起来的技术新路径。 当前工作主要围绕信息获取、候选体筛选、关联分析与结果验证展开；下一步，GW-Eyes开发团队计划与高能暂现源后随观测团队合作，基于真实观测数据与分析流程，从典型小样本案例入手，推动智能体迈向真实场景下的端到端分析，进一步拓展GW-Eyes在复杂科研任务中的自主规划、动态决策与流程控制能力。
随着更多天文数据产品、分析管线和物理判据被纳入工具体系，大模型智能体有望逐步成为连接科学问题、观测数据与专业工具的“智能编排层”，为未来多信使天文学构建更加自主、可靠的科研工作流。
研究工作对应文章“An agentic framework for gravitational-wave counterpart association in
the multi-messenger era”在The Innovation上线发表，第一作者是北京大学物理学院天文学系博士生董益铭，北京大学科维理天文与天体物理研究所研究员邵立晶是通讯作者，合作者包括北京大学物理学院天文学系博士生康亚城和王子铭，河南省科学院引力波天文研究所副研究员赵俊杰，中国科学技术大学博士生朱心远。
科研文章：Y. Dong, Y. Kang, J. Zhao, X. Zhu, Z. Wang, L. Shao, The Innovation 7 (2026) 101538.
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.xinn.2026.101538
