曾自强:创新需要不断突破“舒适区”

来源 :科学中国人·上半月 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiatiandegushi1989
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  运用公理化思维,从本质出发构建创新系统
  曾自强出生在山城重庆,对数学情有独钟,是典型的“85后”。2005年进入四川大学攻读数学与应用数学专业。从数学学士到管理学博士,再到从事管理科学在不同领域的应用研究,曾自强可以说一直在不断突破“舒适区”的创新之路上乘风破浪。
  说起最初选择数学专业,曾自强拿出了他的“镇宅之宝”——《几何原本》《自然哲学的数学原理》《物种起源》《相对论》。他的故事要从《几何原本》讲起——
  在中学时,曾自强读到过一本介绍《几何原本》的课外读物。虽然大部分内容看不懂,但从这本书中,他了解到,真正的高手是不需要去死记硬背那么多数学公式的,因为“欧几里得仅仅根据5条公理和5条公设,就推出了几何学的467个命题,建立了一整套欧式几何公理化理论体系”。曾自强深深地感受到,问题的关键是找到最根本的公理和公设,然后以此为基础,通过推理,演绎出一系列命题,形成一整套理论。他把这个过程形容为“无招胜有招”,即最高的境界并不是要去记住所有的招式,而是从本质出发,自然而然地演化出无穷无尽的变换。也就是从《几何原本》开始,曾自强对数学之玄妙产生了浓厚的兴趣。他希望能研究探索其中的奥秘。
  曾自强顿了顿,接着讲述“镇宅之宝”的故事:“《几何原本》对人类科学发展的影响是巨大的。牛顿的《自然哲学的数学原理》也基本是参照《几何原本》的模式来写的。牛顿通过多个公理和公设,推导出经典力学的一系列命题。”“直到今天,特斯拉创始人埃隆·马斯克常常提到的‘颠覆式创新’思想,也是通过改变逻辑基点——即公理和公设,产生不同的创新模式,打破连续性创新的发展瓶颈,从而产生十倍甚至百倍效益的颠覆式创新。”
  随着本科阶段对数学认识的不断深入,曾自强越来越发现数学理论需要在实践中去不断应用才能发挥更大的社会价值。通过研究生推免,曾自强被保送到了四川大学商学院管理科学与工程专业,硕博连读,师从徐玖平教授。“徐老师可以说是对我科研之路影响至深的人。”曾自强颇为感触地说,“徐老师是我国管理学界的领军人物,获得过多项学术荣誉,包括国际系统与控制科学院院士、蒙古国家科学院外籍院士、摩尔多瓦国家科学院荣誉院士、国家‘万人计划’哲学社会科学领军人才、国家杰出青年科学基金获得者、教育部长江学者特聘教授等。在他的影响和严格要求下,我逐渐形成了无比坚毅、超强自律以及不断突破‘舒适区’的个性和特点。”
  曾自强刚到徐玖平教授课题组时,正好赶上徐教授的国家自然科学基金重点项目“大型水利水电工程建设项目集成管理理论与方法研究”立项。曾自强作为团队成员,积极地投入研究中。他深知,“工程类的杂志发表难度很高,而且这个研究方向不利于快速高产地出论文”,但是最后他还是勇敢地承担下了这个重任。
  一开始,由于很多细节问题需要从工程实际需求中进一步深挖探索,研究曾一度陷入停滞。为了突破瓶颈,曾自强去图书馆借阅了大量水利水电工程的相关资料,开始埋头攻关。同时,在徐老师的带领下,他参加了与中国长江三峡集团公司、雅砻江流域开发有限公司、国电大渡河流域水电开发有限公司等进行的多次调研、交流,探讨大型水利水电工程建设复杂系统中的管理问题。经过几个月的不懈努力,他终于在“水布垭面板堆石坝工程中施工机械的动态分配问题”上找到了切入口,提出通过构建动态最优控制模型的思路对施工机械的分配进行优化。
  “该问题的难点在于施工机械在工作中往往会突然发生故障,从而打乱施工安排计划,使得整个系统发生较大的不确定性。”曾自强回忆道,“那么如何减少这种不确定性带来的施工成本的损失和工期的延误,就成为研究的目标。”通过对大量施工机械故障发生时间数据的分析,他发现两参数威布尔分布能够很好地拟合故障数据。于是,他建立了施工机械故障发生时间与工作时间的关系方程,从而求解出最优控制模型。更加可喜的是,他在美国土木工程师学会的旗舰期刊上发表了这一研究成果。这成为团队在该领域的一篇突破性成果。
  关键时候,还是欧几里得的公理化思想帮了大忙。曾自强告诉记者:“不同的问题有不同的逻辑基点,如果能找出各类问题的逻辑基点,便可在其基础上推演出相应的决策优化理论体系。进一步地,如果改变其逻辑基点,或者找到更好的逻辑基点,便能推演出更加完善的决策优化理论体系。因此,关键便在于如何能找到这些问题的正确的逻辑基点。我就是应用这一思想,不断地攻克难关的。”
  两赴美国深造,看好中国发展
  第一次到美国,还是在曾自强攻读博士学位期间。他受国家留学基金委资助赴美国佛罗里达大学建设管理系做联合培养博士。
  初到盖恩斯维尔小镇,一切都是新鲜的。曾自强还没来得及熟悉一下小镇,就和外导Abdol Chini教授讨论起了研究课题。当得知曾自强的研究方向是决策优化后,Abdol教授很快给了他一堆数据。同时,教授还分配给他一间独立办公室,门牌上用英文写了“Ziqiang Zeng”。
  拿到數据后,曾自强发现这些来自佛罗里达州各大型能源电力公司建设和运营的风险评估调查问卷数据,在调查问卷本身的设计上存在一定的问题,逻辑条理不清晰,使得数据结果不能准确反映真实情况,而且一些重要内容没有设计进入问卷中,导致部分对分析至关重要的数据缺失。
  为解决这一问题,曾自强开始重新设计调查问卷,并加入能源电力公司投资不同类型的能源的成本范围数据。用他的话说:“这样可将单纯的风险分析问题拓展为一个多目标能源投资组合问题,即如何选择投资能源的类型,能够既减少总的成本,又降低总的风险。”目标确定后,他开始没日没夜地工作,一边进行问卷调查,一边构建能源投资组合的优化模型,并编程设计出多目标粒子群算法实现对模型的有效求解。
  功夫不负有心人!不到4个月时间,曾自强完成了这一课题。当接过这一研究成果时,Abdol教授十分惊讶,赞赏有加,特意邀请他在学院作了一次正式的学术报告。这在中国留学生中还是头一次。   2015年,曾自强再赴美国。这一次,他是到华盛顿大学西雅图分校土木与环境工程系从事博士后研究,师从王印海教授。王教授是美国土木工程师学会交通与发展分会主席,是美国华人交通界的领军人物。3年的博士后经历,让曾自强的研究从“偏软”转向更接地气的“硬性”研究,科研水平有了质的飞越。
  在华盛顿大学期间,曾自强最难忘的事是作为核心成员参与了王教授负责的“成都市交通排放大数据分析平台”的研发项目。“成都市是特大中心城市。近年来的数据显示,成都市的PM2.5中移动源贡献最大。碧水蓝天工程,需要绿色交通的支持。但是,成都市的交通大数据平台不是基于环境相关指标的,而在市内全面布设交通排放监测设备成本过高,所以面临动态监测难的问题”,曾自强解释道。
  “信息革命的发展带来了前所未有的变革。尤其是大数据的涌现,给社会发展和人民生活带来了更加舒适、便利和经济的智慧化城市生活的可能”,曾自强认为这正是“颠覆式创新”涌现的机遇。他的研究是将数据分析技术与决策优化理论相结合,构建大数据驱动的系统动态优化等模型,突破系统实时优化的难点和瓶颈,建立适用于智慧工程复杂系统管理的决策范式,并搭建具有理论创新和应用价值的大数据系统优化平台,进一步帮助提升智慧工程系统的建设与运营管理效率,推动基础设施系统向智慧化发展的转型升级。
  2019年回国后,曾自强承担了国家自然科学基金面上項目“基于智能网联架构的‘交通-通信-应急’关联基础设施网络系统分析及协同优化研究”。交通、通信和应急服务系统是相互关联的关键基础设施网络系统,并在应急救援中发挥重要作用。这些系统通常设计为具有基本固定的容量范围,使得它们因无法满足突发事件引起的需求激增而导致系统级联失效。在“基于智能网联架构的‘交通-通信-应急’关联基础设施网络系统分析及协同优化研究”中,他的团队提出了构建基于智能网联架构的“交通-通信-应急”基础设施网络系统协同优化体系,将内部容量控制与外部需求引导相结合,抑制系统中的级联失效,以增强系统可恢复性,实现精准高效的应急救援体系。曾自强说:“这将为我国智能网联化基础设施系统协同优化控制及应急救援管理提供理论支持。”
  未来创新模式:单点创新连成“创新之网”
  当代著名科学史研究者默顿曾说过,当诺贝尔奖把每一个科学成果归因到每一个人的时候,这就是诺贝尔奖的一个结构性缺陷。原因是把一个人的功劳从整个协作网络中切割出来或分辨出来,几乎已经不可能了。   提起研究團队,曾自强娓娓道来:“我们团队不刻意强调‘点状创新’,而是更为注重能出涌现性成果的‘网状创新’。”曾自强把网状创新比喻为“烧开水”——
  一锅开水放到火炉上后,刚开始仅仅是平均升温,看不到什么气泡现象。但是,在一个特定阶段,会看到一个一个灿若星辰的小气泡冒出来,我们能够识别出这些气泡。然而,随着温度进一步升高,气泡就连成了一片,再也分不清楚各个气泡了。
  在曾自强看来,人才培养就像烧水,温度太低冒不了气泡,出不来人才。火候一到,连成片的气泡就出来了。但是,这事也急不得,火候一过,水很快烧干,人受不了也不行。曾自强认为,这是一门艺术。他说,卡文迪许实验室就是这样,从1904年至1989年的85年间,一共涌现出29位诺贝尔奖得主,关键在于涌现性人才梯队的形成。
  回到四川大学带团队,曾自强最感恩的是恩师徐玖平教授。以前在徐教授团队中的实践,现在全部派上了用场。曾经,他是“哪里需要哪里搬”的一块砖。他从不计较得失,做遍了“各种杂活”——写报告、写论文、写专著、申请专利,协助团队进行成果鉴定,成果报奖,还承担了2个英文期刊的编辑和1个国际会议的秘书工作。为了不落下任何一项工作,曾自强常常三四个晚上不睡觉,几乎每个春节都是除夕当天才从学校赶回家,初二就从家返回实验室工作。而现在,过往的一切苦和累,都成为他成长路上的奠基石。
  面对自己的研究团队,曾自强充满了信心和力量:“我的首要作用,就是给团队提供安全感和必要的指导,让每个人的才能得到最大限度的自由生长。未来的创新模式将更依赖于单点创新所连成的‘创新之网’。”
  一有时间,曾自强就对研究生讲:“首先要认识自我,要了解自己的兴趣是什么,自己的优势在哪,然后要对社会发展的趋势有较为准确的判断,要根据社会发展的主要趋势,结合自身的兴趣和优势,看看自己在什么地方最能发挥自身的价值,从而优化选择自己的职业,合理规划自己的发展。”他希望每一位同学都能够在这里成才,“遇到困难时,要多路径准备,一条路走不通,要迅速另辟蹊径。做科研需要锲而不舍、永不放弃的精神,但更需要的是突破瓶颈的智慧,只要能坚持到最后,就一定能看到‘后天升起的太阳’。”
  “我们有幸遇见这样的时代,时代更有幸遇见这样的你们!”曾自强一直这样鼓励他的“后浪们”,“创新之路,必将是一条乘风破浪、波澜险阻之路,唯有坚定决心、无惧风雨,不断突破‘舒适区’,才能披荆斩棘、行稳致远。”他们一起期待着人才梯队的涌现!
  专家简介
  曾自强,现任四川大学商学院副研究员,硕士生导师,四川省特聘专家,四川大学“双百人才工程”入选者、“好未来优秀学者奖”获得者。分别于2009年、2014年在四川大学获得理学学士、管理学博士学位。曾赴美国University of Florida作为联合培养博士生学习1年,并在美国University of Washington从事博士后研究3年。长期致力于复杂工程系统优化与大数据决策分析领域的研究,先后主持美国交通部、国家自然科学基金面上和青年项目等10项课题。近年来,在本领域知名期刊发表论文40余篇,其中SCI/SSCI检索论文35篇(ESI热点论文1篇),SCI他引400余次,出版学术专著3部(英文专著2部),获多项国家发明专利授权,研究成果获省部级科技奖励一等奖3项、国际学术论文奖2项。担任国家自然科学基金委项目评审专家、两本SCI期刊的编委及20余种国内外期刊的审稿人。多次担任国际会议分会主席及论文集领域编委,并赴美国、德国、加拿大、澳大利亚、日本、阿塞拜疆等做国际会议特邀及分会报告10余次。曾获教育部“博士学术新人奖”、四川省高层次留学人才等荣誉。
其他文献
【正】 读了杨秋风同志《论边际成本的两个关系》及余绪缨教授的答复(《会计研究》1986年第3期),觉得杨秋风同志偷换了有关概念并以个别代替一般;而余教授虽作了一些回答,但
同型半胱氨酸(Hcy)是一种含硫基的氨基酸.是蛋白质代谢的中间产物,通过肾脏排出。糖尿病高Hcy血症的病因目前尚不很清楚,胰岛素对氨基酸代谢有重要作用.胰岛素抵抗或缺乏可能是糖尿
专利号:ZL201710014769.2发明人:曾斌;王慎德;李光辉;肖尊湖;周春泉;刘旭辉;周鉴;徐刚军;严立新;汪净本发明公开了一种双金属锯条背材用D6A热轧宽带钢及其生产方法。带钢的化
多维分配模型在构造关联代价函数时,直接利用极大似然估计值代替目标的真实位置信息,未考虑极大似然估计所引入的随机误差。针对此问题,提出一种基于瑞利熵的多无源传感器数
会计信息披露质量和公司治理结构彼此制约、互相促进,是一个天然互动关系。会计信息的充分性,可靠性,及时性和相关性,可理解性可以促进公司治理结构的不断优化。然而,公司治
北京城市发展的战略定位,是全国政治、文化、国际交往、科技创新四个中心。改革开放40年来,北京在社会、经济、城市建设等方面,实现了快速发展的同时,资源环境约束效应越来越
意识的培养是所有球类运动的重中之重,足球运动也是如此。如何去培养足球意识,提高足球技、战术水平已经成为足球发展的重点。而本文的重点则是从人的心理、生理等方面对足球
社会竞争越来越激烈,高智商已经不足以满足社会对新型人才的需求。研究生作为相对高学历群体,面对日渐激烈的求职竞争,不仅需要高智商,更需要高情商的辅助作用,可见情商教育
就进出口贸易总量来说,中国已成为全球有影响力的贸易大国。但从综合竞争力和价格贸易条件等各方面因素来看,中国还不是一个贸易强国。本文以贸易条件中最重要的价格贸易条件
目的:观察任氏心脉康治疗原发性高血压病的临床疗效。方法:将原发性高血压病患者60例随机分为口服松龄血脉康对照组和口服任氏心脉康治疗组各30例,对两组患者的治疗效果及药