突破學界懸而未決難題，北京雁棲湖應用數學研究院構建“超網”

利用簡潔的數學模型解答自然界的複雜現象，10月11日，北京雁棲湖應用數學研究院舉行發佈會，介紹該院科研團隊最新發表的“超網”理論。這一理論未來有望在解決全球氣候變化、疾病、糧食產量等複雜問題上發揮重要作用。

自然界中的任何現象背後，都包含着隨機因子的相互作用。這些因子並不是一一對應的線性關係，而是互相關聯形成一張複雜的作用網絡。“此前沒有任何一個模型能夠構建起高階互作網，這是學術界懸而未決的難題。”北京雁棲湖應用數學研究院副院長鄔榮領說。

以癌症研究爲例，當前人們認爲，癌症的產生是由5%的基因因素、29%的環境和生活方式因素，以及66%的隨機錯誤共同作用導致的。但目前學術界的研究主要圍繞前兩個因素展開，對隨機錯誤的研究則無從下手。

“我們常把患癌症歸結於運氣不好，其實，偶然中包含着必然。構建起一個複雜高階互作網絡模型，就能實現隨機複雜系統的解析，解答其背後的必然。”鄔榮領說，通過測序、圖像等技術，人類將複雜的自然現象逐步轉化爲數據表達。在這些研究的基礎上，該院科研團隊融合數學、物理、化學等多個學科知識，利用數學語言織起一張“超網”，藉助新模型更好地發現自然的內在運行規律。

該模型的運算結果，已經得到了實驗數據驗證，在3種不同細菌的聯合培養實驗中，模型成功模擬了細菌相互作用的繁殖趨勢。日前，鄔榮領又收到了一個好消息，“我們合作的科研團隊在一種疾病缺陷易感模型中發現，動物實驗的結果與‘超網’預測的結果趨勢吻合，目前正在進行樣本的進一步分析。”他期待這項研究能成爲新模型的又一例證。

“超網”模型還有望開闢中國式的人工智能道路。“人工智能的發展，離不開數學的參與。現在人工智能的底層數學理論統計方法還相當基礎，如果能將‘超網’整合進入人工智能的底層框架，將大大提升其解釋現實世界的能力。”鄔榮領說。

作爲本市建設的新型研發機構，目前，北京雁棲湖應用數學研究院已引進全職科研人員170人，其中有39.4%爲外籍人員，來自24個國家。北京雁棲湖應用數學研究院院長、清華大學丘成桐數學中心主任丘成桐表示，這次發表的成果，可以與其他系統碰撞出更重要的影響，在人工智能或其他各種重要的應用上，有望發揮越來越大的威力。

來源：《北京日報》

記者：劉蘇雅