在复杂网络中穿梭:北航教师赵吉昌、李大庆国际科技合作结硕果

点击数:    |    加入时间:2016-01-25

“十二五”期间,北航瞄准国际学术前沿,注重引育国际高端人才,全力推进国际合作,国际化人才引育模式初见成效。学校发布《人才行动计划白皮书》,实施“蓝天人才行动计划(二期)”,成立了国际交叉科学研究院,吸引了一批海内外杰出人才。同时,学校在多学科多领域开展交叉融合研究,实现拓展国际合作的突破。

国际合作与学科交叉结出科研硕果。

2016年1月16日,北航经济管理学院讲师赵吉昌(第一作者)和可靠性与系统工程学院副教授李大庆(通信作者)与以色列Bar-Ilan大学Shlomo Havlin教授课题组合作,在Nature Communications上发表有关复杂网络故障传播的最新研究成果。成果刊发,备受瞩目。

国际合作 催生科研成果

与Shlomo Havlin教授的结缘,要从2007年说起。那一年,李大庆从北师大硕士毕业,申请了“国家建设高水平大学公派研究生项目”,来到了以色列Bar-Ilan大学,师从国际著名统计物理学家、复杂网络理论奠基人之一的Shlomo Havlin教授。在博士期间,李大庆努力克服文化与语言的差异,明确研究方向,在导师的帮助下,认识了很多学术界的同行并和他们展开合作,参与了很多科研项目,开阔了眼界,博士三年级就在物理类一级期刊Nature Physics上发表了第一作者文章。博士毕业回国后,李大庆被北航直聘为副教授,并入选了“卓越百人”计划。

2012年,当时还是北航计算机学院博士生的赵吉昌,同样申请了国家公派留学,他选中了Bar-Ilan大学,给Shlomo Havlin教授发了一封邮件,表达了希望投身他门下的想法。Shlomo Havlin教授将他的邮件转发给了李大庆,两人发现志趣相投,从而开启了合作之路。

赵吉昌说,由于研究方向类似,他早就读过李大庆的论文,却没有想到通过这样一种方式,成为了合作伙伴和朋友。

谈起导师Shlomo Havlin教授,李大庆和赵吉昌都不约而同地表达了对他的尊敬和爱戴。Shlomo Havlin教授是一名在网络科学、渗流理论和统计物理等领域国际领先的科学家,是来自世界各地超过30个国家的300多名年轻科学家的导师,发表了17篇Nature 及其子刊,引用次数超过共计25,000次,称得上是一位勤奋、高产的学者。李大庆回忆说,Shlomo Havlin教授虽然已经70多岁,但仍然坚持清晨来实验室工作,并且不辞辛苦多次往返各地与他的合作者们讨论。对于这个联合研究工作,他们也经常在以色列、美国、中国三地碰头讨论,两个80后的年轻人有时都疲惫不堪,但Havlin教授依然精神抖擞。赵吉昌说,教授是一个非常和善的人,从未与任何学生红过脸,但却以自己温和的方式,敦促学生们不断拿出阶段性成果。


李大庆与Shlomo Havlin教授

Shlomo Havlin教授早年是统计物理专业出身,后来致力于交叉领域研究,其几十年的学术生涯,在生物、气候、金融等多个领域都有所涉猎,近几年尤其关注网络科学的发展,因此对于李大庆和赵吉昌选择的研究方向,他认为是一个大方向正确的、有研究价值的问题。

在李大庆与赵吉昌眼中,Shlomo Havlin教授是严师,也是慈父。

他的一生钻研过很多学术领域,上过战场,经历过家庭的阴晴圆缺,复杂的经历让他从内而外散发出浓厚的人格魅力,无形中感染着身边的每一个人。“跟他接触,可以感受到他为人的那种平和而坚定的生活态度,让我受益匪浅”,李大庆说。正是由于跟学生深厚的情感联系,Shlomo Havlin教授不辞辛劳,不断往返国内外协助他们的工作,为支持两位学生做出了力所能及的贡献。

学科交叉 碰撞思维火花

赵吉昌毕业于北航计算机学院,李大庆任职于可靠性与系统工程学院,乍一看可能会让人产生这样的疑问:计算机与可靠性,它们的交叉点是什么?

通俗地说,如果把网络比作一个空间,空间中就有很多车、人、能量、信息等。网络的功能就是将这些“水流”(车流、人流、能量流、信息流)输送到各个地方:如果水流输送得当,就可以满足大家的需求,如果水流过多或过少,就会引发灾害。

对于研究可靠性的李大庆,思考网络、流、故障(灾害)之间的关系就成为自然。在过去的研究中,李大庆分析了网络结构和网络流对网络故障的影响。然而,要做到有效的缓解,甚至控制网络故障,就要弄清网络故障的时空行为,即故障在网络上是以何种方式传播的。

想要讨论这个问题,一方面需要用到一些物理思想,提供对问题的分析手段;另一方面,也需要通过仿真或者数据分析的方法,对问题进行理解和验证,而这方面,就是赵吉昌的强项了。李大庆说,这篇论文之所以能发表,除了研究问题本身有价值、Shlomo Havlin教授在前方的引领之外,更离不开的是赵吉昌的能力和努力。

“在目前这种情景下,计算机技术和通讯技术越来越发达,所有的数据都能够被采集上来,都能够被累计起来,但当你理解这些数据的时候,确实需要计算机的背景帮助你快速存储、处理和挖掘这些数据,发现现象,但这是不够的。”赵吉昌谦虚地笑着说。“当需要解释这些现象、挖掘规律的时候,必须有别的学科来支撑你,比如需要社会学、心理学、物理学等理论。”


赵吉昌在工作中

赵吉昌介绍说,Shlomo Havlin教授在研究气候问题时,就曾邀请气候方面的专家与自己的团队每周碰面讨论,双方各自从自己的专业角度为对方提出意见与建议,没有想到不同领域意见的碰撞却迸发出奇妙的思维火花,出现了很多漂亮的结论。可见,除了方法的互补,不同学科在一起还可以促进新的想法的产生。想要产生学科突破,交叉研究就是一个很好的捷径。

全心投入 制度提供保障

在进行国际合作与学科交叉研究的背后,并不是只有李大庆和赵吉昌两个人在战斗。

近期,学校在“双一流”建设启动会及青年科技人才培育研讨会等会议中多次强调人才引育工作的重要性,提出要全力造就一流的学术生态环境,打造国际一流的人才发展平台,将人才的个人追求与大学价值和国际需要紧密结合,不断助力高端人才的创新发展。

国家为李大庆和赵吉昌的研究提供了支持。该研究得到国家重点基础研究发展计划973项目(大城市综合交通系统的基础理论与实证研究,2012CB725404)和国家自然科学基金项目等资助。

学校除了资金方面的资助,也在潜移默化中为这些年轻的80后人才提供各种支持。李大庆入校后,被聘为副教授,并且入选学校的“卓越百人计划”,第二年又被北航评为“海外优秀人才”。可靠性与系统工程学院也在招生、经费、办公条件等方面对李大庆进行了全面的支持。不同层次的连续支持让李大庆有能力实现自己的规划,可以开始组建自己的实验室和团队。而经管学院多学科交叉融合的传统,让赵吉昌感觉如鱼得水,将计算机背景与经济管理学科内容交融,从而确定了研究方向为复杂网络、社会化媒体与商务智能。每周一次的交流会,让他很快融入了学院的科研体系,并寻到了研究兴趣一致的伙伴。

不负韶华,不辱使命。这篇研究,整整花去了李大庆和赵吉昌三年的时间,究竟修改过多少次,连他们也记不清楚了。赵吉昌说,一度连Shlomo Havlin教授都感到疲惫了,但是李大庆依旧相信一定会做出有价值的结果,带着大家坚持做下去。赵吉昌笑称,自己读博期间投论文,被拒过无数次,已经变得非常坚强了,在以色列的一年,也让自己学会了享受寂寞。

星空下,李大庆也许还在跟学生讨论一篇论文应该如何修改;赵吉昌也许刚刚推开家门,在凝视妻儿的睡脸之后,坐在电脑前利用难得的大片时间继续思考;国际交叉研究院的四层小楼中,熬夜的师生们也许在洗手间相遇,用冷水让自己变得清醒后互道一声加油……

星空下,北航人砥砺前行。

(记者 孙也程 王友欣)
编辑:孙也程

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