80后、大学教授、阿里巴巴复杂科学研究中心副主任,她是怎么做到的?

80后、大学教授、阿里巴巴复杂科学研究中心副主任,她是怎么做到的?

吕琳媛,电子科技大学教授,阿里巴巴复杂科学研究中心副主任,国家优秀青年基金获得者,目前担任国际网络科学学会理事会理事。

主要从事网络信息挖掘和社会经济复杂性方面的研究,在《物理报道》(Physics Reports)、《美国科学院院刊》(PNAS)、《自然通讯》(Nature Communications)等学术期刊发表论文60余篇,其中8篇论文入选ESI全球Top 1%高引用论文。学术专著《链路预测》获第四届中国大学出版社图书奖优秀学术著作一等奖。入选科学中国人年度人物杰出青年科学家,获浙江省“最美科技人”称号。

她是网络科学领域极具发展潜力的青年科学家,提出了网络链路预测与节点排序的新思路。她在网络信息挖掘方面带领团队完成了一系列具有理论创新和应用价值的研究工作,为推动我国统计物理与网络科学相关领域的发展做出了积极贡献。

她就是复杂网络链路预测领域的标杆式人物、电子科技大学教授吕琳媛。对科研工作和科技创新,吕琳媛有着不忘初心的执着和心系家国的情怀。

80后、大学教授、阿里巴巴复杂科学研究中心副主任,她是怎么做到的?

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文|吕琳媛

专注会带来收获:

复杂网络信息挖掘的先行者

2012年,我从瑞士弗里堡大学物理系博士毕业,我的导师是国际著名统计物理学家张翼成教授(就是著名的KPZ方程的“Z”)。我从博士期间就开始从事网络信息挖掘方向的研究,对海量信息进行挖掘、推荐、排序和预测,研究工作主要推动了“链路预测”和“节点排序”两个研究方向的发展。

由于物理学的背景,我们的研究视角和方法与传统计算机领域的研究有所不同。我们把物理学和网络科学的一些理论和模型应用到真实系统中去,如矩阵微扰、网络系综、扩散动力学等,对于网络信息挖掘提出了一些更加普适的方法。这些方法兼具可解释性和普适性这两个物理学的思想,同时也具有较高的预测能力。

网络信息挖掘要解决的关键科学问题是当一个系统已知的信息量非常少时,如何从已知的结构和动力学中挖掘更多的未知信息和有价值的信息。在理论方面,我们做了系统性的研究,提出了以系综理论和似然分析为基础的网络信息过滤基础理论体系,以及以扩散动力学为基础的网络信息过滤系列方法。例如,在2015年《美国科学院院刊》(PNAS)上发表的论文中,我们提出网络链路可预测性的概念,并通过对网络邻接矩阵进行一阶微扰给出定量化的刻画指标。国际同行评价我们这个工作是链路预测领域的一个里程碑。

受这一指标的启发,我们又提出了基于网络结构微扰的链路预测模型。这个模型不仅预测精度高还具有普适性,目前已经应用在很多研究领域,如预测脑区之间的关联、大脑功能的异常检测、预测疾病和基因之间的关系等。

我们的这些研究不仅具有理论意义还具有广泛的应用场景,可以用来解决一些与国民经济生活息息相关的现实问题。除了大家比较熟悉的在线商品推荐、好友推荐、市场营销、广告投放等领域的应用以外,还可以用来识别医保欺诈和非法集资行为、对网络谣言和舆情进行有效监控等。

例如,应用网络重要节点挖掘技术,通过监测不到1/40000的微博用户,就能跟踪99%重大食品安全舆情。未来,在这个方向上除了在理论上继续深耕细作,建立和完善方法学上的理论体系,还要进一步扩展应用范围,特别是要结合具体的领域和应用场景去解决现实的问题,这就需要各个学科的研究者协同合作,共同推进交叉学科理论和应用上的发展。

选择比努力重要:

打造学术研究的个人品牌

可能在大多数人的眼里,我算是比较幸运的。2012年博士毕业直接拿到特聘教授的职位,4年时间获得了国家优秀青年基金的资助。一路走来,我最大的感受是成功不仅靠努力,也有运气。我觉得自己是个幸运的人。如何获得幸运?我想有4个关键的因素:个人的努力、良好的心态、朋友或合作伙伴的支持以及顺势而为。

这4个因素共同作用提升了获得幸运(机会)的可能性。既然是可能性,就存在失败的概率,但我们绝不能因为可能失败而不去争取成功的机会。其实,在我这些“成功”的背后也有很多次的失败,甚至是重大的挫折,但我一直坚持初心,永不放弃。

在新技术的推动下人类正快速进入联合经济时代,这意味着社会成员之间、不同机构之间的可连接性将得到极大的提升,跨界融合成为各行各业的趋势,科研活动也像社会分工一样,会变得越来越精细,科研活动的复杂性特征日益凸显。在这种背景下,作为一名青年科研工作者,首先需要认清当前的环境,对自己有个正确的定位,才能够在科研合作中取得成功。下面,有两点体会与大家分享:

首先,选择比努力更重要。除了选择好的导师、好的平台之外,更重要的是选择一个有前景、有意义的研究领域和方向。从主观上讲,我们完全可以基于自己的喜好或兴趣选择某个研究领域一直做下去。

但是在今天,科学研究早已不是独立的社会活动,它与经济、文化等其他社会活动紧密联系在一起,这就要求我们除了追求科学研究本身的乐趣和真理之外,也需要关注研究问题与社会需求之间的联系,为国家重大战略问题的解决提供研究支撑。

科技创新既要面向世界科技前沿,做大学问、真学问,也要面向经济主战场和国家战略需求。正所谓时势造英雄,作为科研工作者,个人的选择与发展需要和国家、社会发展的整体需求相匹配,这样你的研究才能获得更广阔的发展空间。

回顾自己的科研经历,从2009年开始做网络信息挖掘,在那个时候,大数据尚未成为一个时代的热门词,但当时自己心中坚定地认为这个方向的研究工作不仅有理论研究的价值,在未来也有很广泛的应用场景可以落地。我很庆幸当时自己的选择,这才有了后来在链路预测和节点排序两个方向上产生的系列研究成果,这些成果的取得及其在电子商务、社交媒体、舆情监控、生物医疗等领域的应用,都是与时代的变化趋势密不可分的。

其次,面对科学难题“伤其十指不如断其一指”。作为青年工作者,在前期,研究领域要先追求“小而精”,而非“大而全”,在一个点上做到足够的扎实和深入。正如创业者经常讲的要“一针捅破天”,尽早在细分领域抢占学术制高点,建立科学研究的个人品牌,就像链路预测已经成为我的一个标签。

此外,我认为要充分利用科研平台的支撑和社交媒体等信息手段,加强科研成果的科普宣传工作,要与更多的群体,特别是非科研领域的读者分享交流。学者的学术声誉是唯一可能带来持续性影响力的关键因素,特别在网络时代,维护好学术声誉尤为重要。

因此,我们需要脚踏实地的工作,积累和经营自己的声誉。个人的学术声誉不仅是自己的事,还会直接影响到学术共同体内部以及与外部其他群体之间的合作效率。声誉较高的个人,会获得更多、更直接的社会协作机会。建立和维护好个人品牌,要求青年学者不仅要遵守基本的学术道德规范,还应提升学术品位,做高质量、高价值的科学研究。

构建命运共同体:

科技创新需要跨界融合

学科的专业化深化了我们对现实世界的认识,但同时也带来了我们认识世界视角的“窄化”。交叉科学的研究能够拓展我们认识事物的视角,带来新的方法论和研究成果,能够与原有的学科形成互补,打破学科之间构筑的瓶颈,加强不同学科间的对话和融合,为创新提供土壤。

创新对不同的参与者来讲,表现出“一体多面”的特征。学术界、产业界、政界对创新的讨论呈现出百花齐放式的景象。从系统的视角来看,创新是一个社会经济演化的动态过程,而非简单的技术现象,其过程非常复杂,涉及科技以外的政治、文化等子系统的协作以及政、产、学、研、金等多主体协同。创新的成败在很大程度上取决于其所嵌入的创新生态系统的运作效率,而创新生态系统本身所具有的层次性、开放性等特征,也使得我们对科技创新的认识变得更加艰难。

从全球来看,我国在人工智能、区块链、量子通信等颠覆性技术领域已处于世界领先地位,中国正日益展现出成为全球创新中心的发展态势。2018年初,国务院发布的《关于全面加强基础科学研究的若干意见》中明确提出,到21世纪中叶,把我国建设成为世界主要科学中心和创新高地。对每一位创新者而言,今天我们都处在大有可为的历史机遇期,如何通过科技创新实现个人、组织与国家的跨越式发展,是这个新时代赋予每个人的使命与责任。

从区域来看,以杭州、深圳为代表的“大湾区”已成为全球数字经济创新增长方式的“中国样本”。知识和创新成为城市、区域乃至国家持续发展的核心优势资源。更为重要的是,除了一大批本土创新型企业如阿里、华为真正站上世界舞台,在科技创新模式上,我们也有很多有益的尝试和亮点。

例如,达摩院、华大基因等一批新型研发机构持续涌现,这背后正是创新资源在基于网络链接的多物种构成的生态体系中聚集、融合、涌现的复杂作用过程。这些机构把对前沿科学的“求真”与追求经济效益的“务实”有效结合起来,通过体制机制创新整合各类资源,并根据所处的社会环境特点实现了认知价值向经济价值的转化,成为科技创新引领社会经济发展的“新物种”。

无论是创新创业企业的井喷式增长,还是新型研发机构的涌现,都从一定程度上反映出我国科技创新生态的活力和潜力。今天的科技创新的实现过程,本身就包含了认知价值和经济价值的双向流动及其转换,而这依赖于科学家、企业家、风险投资者、政策制定者等创新主体的协作,这本身就构成了一个跨界、开放的复杂网络。

用一个关键词来概括,今天的科技创新是一个强调整体思维的“命运共同体”,具有不同利益诉求的创新主体都需要在这一大局观、系统观的框架下各司其职,协同共生,为供给侧结构性改革注入科技创新的强心针。

认知需不断升级:

加强科技与商业的对话

科技与经济“两张皮”是阻碍我国创新驱动发展的主要瓶颈。作为一名科研工作者,自己也经常会碰到这个问题。从我个人的工作经验和体会来讲,我认为有几点是新时代的青年人需要特别重视的。

首先,我们要从认知上进行升级。工业时代的很多思维已经很难适应信息社会。传统的科研/经济、分工/合作的绝对二分已跟不上飞速发展的社会需要。即使在今天来看,经济学鼻祖亚当·斯密提出的“分工创造财富”依然有效,但分工需要付出的代价越来越大。网络时代,不管是科研活动内部,还是科研与经济活动之间,除了分工,更需要合作。

这个合作绝不是像组装零件一样简单,而是一种有机的整合,是一种化学反应。应该说,在万物互联的今天,分工的目的就是为了更好的合作。对于科研活动而言,我们既需要继续在各自的学科领域进行深入持续的研究,也要看到其他学科前沿的发展以及与自身的关系,这样才可能做出更有影响力的研究成果。作为科研工作者,我们需要关注和了解产业界的发展现状与趋势,很多伟大的科学问题常常来源于现实生活。

其次,我们需要打破还原论的思维定式,用系统论的视角来认识科研与商业的关系,用开放的心态与企业交流对话,用严谨的科研精神去发掘实践中的真问题、大问题。

今天,科研与商业之间的脱节与误解,很多时候并非科学研究与经济活动本身之间的天然隔阂,而是来自不同阵营中参与者的主观认知的差异,有时人为认知上的差异比客观的差异要大得多,这种差异造成的影响前者也比后者要更大。

在创新驱动新时期,科学研究与经济发展并没有也不可能绝对地二分,许多前沿科技也慢慢走进了百姓的生活。今天的青年科研工作者,在“埋头苦干”的同时也要“仰望天空”,要学会与企业、政府对话。通过对话,我们可以了解不同行为主体的认知视角和思考模式,即使本人或团队不直接参与技术的转化过程,但这种对话本身既有助于为我们的科研工作带来新的认识,也有助于降低科研成果产业化过程中存在的认知成本。

其实,科学家与企业家群体,尽管各自所处的环境不同,但两者在很多特质上具有相似性,都具有敢为天下先的开拓精神和家国情怀,这些特质对于国家的强盛至关重要。因此,沟通与合作是必要的

未来,也许只有企业家和科学家的结合,才能为21世纪中国经济和社会的发展找到良好出路。


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