冯建峰:科研是第一快乐的事(讲述•弘扬科学家精神)

  • 发布日期:2022-03-16
  • 作者:姜泓冰


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冯建峰在科研讨论班讲课


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冯建峰(中)在参与实验数据分析

人物名片

冯建峰:1964年生,“长江学者”特聘教授,现任上海数学中心首席教授、复旦大学类脑智能科学与技术研究院院长、复旦大学大数据学院院长、上海脑科学与类脑研究中心副主任。在计算神经科学领域发展了一系列数学、统计与计算机的理论和方法。通过对来自神经科学和脑疾病的不同尺度海量数据的分析、研究,他提出了非线性因果关系的方法和理论,应用于发现抑郁症和孤独症病灶及其临床诊疗。在单神经元和神经元网络的动力学研究、机器学习算法的设计和分析、随机控制理论等方面取得一定成就。

数学、物理、计算机、生物、材料、工程、医学、药学、心理学、语言学……什么样的科学研究,会将这么多学科汇集在一起?

在复旦大学类脑智能科学与技术研究院(以下简称“类脑研究院”),这样的交叉课题研究是常态。作为首任院长的冯建峰,既是上海数学中心首席教授,还兼任复旦大学大数据学院院长。而他这两年发表的学术成果,却大都与疾病有关:睡眠障碍、孤独症……


“脚踏实地,先做好人,再做科学家”

“人脑看似不大,却由860亿个工作单元(神经元)组成……”58岁的冯建峰说起他的研究领域,目光炯炯有神。

2015年,冯建峰受聘成为复旦大学类脑研究院首任院长。当时,他用系统发展神经计算的数学理论解决了一类最优随机控制问题,取得了优异成果,成为国际生物信息领域的知名专家。

1981年,冯建峰考入北京大学数学系。他和他的同学们一样,都在数学研究上有着崇高的理想,想采撷数学皇冠上的璀璨明珠。时任数学系主任丁石孙的教导,让17岁的冯建峰有了更深刻的认识。“丁老师希望我们这些年轻人,脚踏实地,先做好人,再做科学家。”冯建峰说。

年少的冯建峰,逐渐把兴趣转向应用数学领域:大二起,他开始旁听生物系课程;写博士论文时,他将随机过程理论用于神经网络研究……30年间,冯建峰一直利用数学方法研究脑科学。

凭着算法技术在工业或投资界也能有很好的发展,但冯建峰从未有过转行的念头。当复旦大学筹建类脑研究院时,在国外大学多年领导着一家实验室的他适逢其会,成为拓荒建组的不二人选。

 

“我做研究是被好奇心驱动的”

如今的复旦类脑研究院,已有一支120人的教职工队伍,有认知神经科学、计算系统生物学、人工智能算法、全脑计算等多个研究团队。

在冯建峰的邀请下,青年学者贾天野加入了复旦类脑研究院。“冯老师话不多,但总是身体力行。他的愿景是做顶天立地、高水平的科研。”贾天野说。而冯建峰则这样评价自己:“对我来说,科研是第一快乐的事,我做研究是被好奇心驱动的。”

2018年,冯建峰团队首次搭建了由7000万个脉冲神经元组成的数字大脑。通过数学算法,实现人脑全脑尺度千亿级神经元功能的精细计算模拟。通过计算模拟,进一步解析大脑感知觉、学习记忆、情感决策及信息处理等工作机制,为人工智能的原创突破提供实验及理论基础。到2021年底,数字大脑拥有的神经元数量已与真正的人脑相当。

这个数字大脑的原型就是冯建峰本人。冯建峰的助理介绍,这个“人脑模特”并不好当,日程安排“一天顶别人三天”的冯建峰,常常需要精确算好时间,从复旦大学邯郸校区驾车到浦东新区的张江国际脑影像中心,在磁共振成像设备上接受扫描,监测脑部活动,为数字大脑提供原型数据。“在高场强环境里待一个多小时,那样的滋味不好受,冯老师却毫无怨言。”他的博士生谢超说。

冯建峰一直雷打不动坚持的还有每周3到4次的讨论班。周一、周四下午是“全脑计算”课题组;周二下午则是脑神经科学研究团队。偶尔与其他工作冲突,讨论班会被挪到晚上,冯建峰即便是出差在外,也通过视频参加,从不取消。所有人都要发言,青年研究员要报告研究进展、前沿学术资讯,学生们要对导师指定的阅读文章、书籍做概述、谈观点。

“要说到点子上。把读过的50页文章,概括成三句话告诉我!”冯建峰毫不客气地叫停了一名博士生的报告。

学生们最怕讨论班上的冯建峰。“不要以为他正在忙着,记不得你报告的内容,他会一直追问‘你这个研究做到后面是什么’。可以说,讨论班结束的那天晚上,才是我们的真正周末。”谢超说。

“交叉学科的人才成长比传统学科难很多。要抗得住各种干扰,持之以恒,方能有所突破。”在冯建峰看来,做科研要有兴趣驱动,要有天赋,也要“够拼”。搭平台、拓视野、加压力,要让年轻人迅速成长起来,才能把研究院打造成具有全球影响力的前沿研究和科技创新中心。

 

“既要咬定长期目标,也要关注一些‘热点’问题”

聊起科研,“好玩”“有意思”是冯建峰常说的话。同事和学生也说,他常有天马行空般的研究灵感。

人们常说“科研要坐得住冷板凳”,冯建峰对此有自己的理解:“搞科研当然得坐得住冷板凳,耐得住寂寞,要有长远的研究目标。但研究者的头脑中不应只有一个科学问题,应该始终有短期(热)、中期(温)、长期(冷)多个选题和目标。既要咬定长期目标,也要关注一些‘热点’问题。”

近年来人工智能技术火热,但要破解人脑工作机制、实现用计算机模拟大脑工作,还有很长的路要走。比如,类脑研究院正在建设的张江国际脑库,已拥有国际共享数据库52万余个,但在一些脑科学的重要领域仍在积累数据。

研究院也在运用数据、算法提炼理论模型,通过新路径研究神经系统疾病,寻求干预治疗的方法。“冯老师带队,联系了很多医院和研究机构,收集临床需求。这个工作很累很困难,但很有价值。”副院长谢小华说。“我们收集了约17万人的睡眠状态大脑数据,分析发现,10岁左右的青少年睡得越长,大脑发育越好……”2021年7月,在世界人工智能大会上冯建峰关于健康睡眠的研究报告,引来了4.6亿人次的阅读量。这让他感到很自豪,并且开始对科普投入更多热情。现在,他正着手编著关于脑与类脑的科普图书……

日程以小时为单位,排得满满当当,夜里11点还在发微信文章、追踪研究进度;将时间管理和严格自律做到极致,即便是穿行在校园里,冯建峰也会迅速算出“最佳路线”,比别人更节省时间。

冯建峰还有许多业余爱好,包括网球、羽毛球、游泳、登山等很多体育项目。他常年保持每天一小时的体育锻炼。甚至在两个会议之间,也会换上运动鞋,在校园里跑上几圈……

 

■记者手记

跨学科融合 高水平科研

多元、交叉、融合……这样的词在生活里越来越常见。在科学界,同样也有一批跨越多学科的科学家。尤其是有了大数据、超级算力、光子设备等新技术新设备的助力后,很多传统学科的学术范式,也迎来了创新发展的新契机。

光有技术设备还不够,要真正实现跨学科融合,还需要有一大批学术基础扎实、善于突破传统知识边界的人才。今天的教育、科研和人才培养,都应对此高度重视。

当然,跨学科只是手段,跨学科研究的目的,还是要做有情怀、有利于经济社会发展和人民生活水平提高的科研。在冯建峰身上,就充分体现了这样的家国情怀。不论科研创新如何变,支撑科研工作者走得更远的,正是这样的使命和担当。



转载来源:人民日报