人物名片
馮建峰:1964年生,“長江學(xué)者”特聘教授,現(xiàn)任上海數(shù)學(xué)中心首席教授、復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院院長、復(fù)旦大學(xué)大數(shù)據(jù)學(xué)院院長、上海腦科學(xué)與類腦研究中心副主任。在計算神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展了一系列數(shù)學(xué)、統(tǒng)計與計算機的理論和方法。通過對來自神經(jīng)科學(xué)和腦疾病的不同尺度海量數(shù)據(jù)的分析、研究,他提出了非線性因果關(guān)系的方法和理論,應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)抑郁癥和孤獨癥病灶及其臨床診療。在單神經(jīng)元和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的動力學(xué)研究、機器學(xué)習(xí)算法的設(shè)計和分析、隨機控制理論等方面取得一定成就。
數(shù)學(xué)、物理、計算機、生物、材料、工程、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、心理學(xué)、語言學(xué)……什么樣的科學(xué)研究,會將這么多學(xué)科匯集在一起?
在復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院(以下簡稱“類腦研究院”),這樣的交叉課題研究是常態(tài)。作為首任院長的馮建峰,既是上海數(shù)學(xué)中心首席教授,還兼任復(fù)旦大學(xué)大數(shù)據(jù)學(xué)院院長。而他這兩年發(fā)表的學(xué)術(shù)成果,卻大都與疾病有關(guān):睡眠障礙、孤獨癥……
“腳踏實地,先做好人,再做科學(xué)家”
“人腦看似不大,卻由860億個工作單元(神經(jīng)元)組成……”58歲的馮建峰說起他的研究領(lǐng)域,目光炯炯有神。
2015年,馮建峰受聘成為復(fù)旦大學(xué)類腦研究院首任院長。當時,他用系統(tǒng)發(fā)展神經(jīng)計算的數(shù)學(xué)理論解決了一類最優(yōu)隨機控制問題,取得了優(yōu)異成果,成為國際生物信息領(lǐng)域的知名專家。
1981年,馮建峰考入北京大學(xué)數(shù)學(xué)系。他和他的同學(xué)們一樣,都在數(shù)學(xué)研究上有著崇高的理想,想采擷數(shù)學(xué)皇冠上的璀璨明珠。時任數(shù)學(xué)系主任丁石孫的教導(dǎo),讓17歲的馮建峰有了更深刻的認識。“丁老師希望我們這些年輕人,腳踏實地,先做好人,再做科學(xué)家。”馮建峰說。
年少的馮建峰,逐漸把興趣轉(zhuǎn)向應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域:大二起,他開始旁聽生物系課程;寫博士論文時,他將隨機過程理論用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究……30年間,馮建峰一直利用數(shù)學(xué)方法研究腦科學(xué)。
憑著算法技術(shù)在工業(yè)或投資界也能有很好的發(fā)展,但馮建峰從未有過轉(zhuǎn)行的念頭。當復(fù)旦大學(xué)籌建類腦研究院時,在國外大學(xué)多年領(lǐng)導(dǎo)著一家實驗室的他適逢其會,成為拓荒建組的不二人選。
“我做研究是被好奇心驅(qū)動的”
如今的復(fù)旦類腦研究院,已有一支120人的教職工隊伍,有認知神經(jīng)科學(xué)、計算系統(tǒng)生物學(xué)、人工智能算法、全腦計算等多個研究團隊。
在馮建峰的邀請下,青年學(xué)者賈天野加入了復(fù)旦類腦研究院。“馮老師話不多,但總是身體力行。他的愿景是做頂天立地、高水平的科研。”賈天野說。而馮建峰則這樣評價自己:“對我來說,科研是第一快樂的事,我做研究是被好奇心驅(qū)動的。”
2018年,馮建峰團隊首次搭建了由7000萬個脈沖神經(jīng)元組成的數(shù)字大腦。通過數(shù)學(xué)算法,實現(xiàn)人腦全腦尺度千億級神經(jīng)元功能的精細計算模擬。通過計算模擬,進一步解析大腦感知覺、學(xué)習(xí)記憶、情感決策及信息處理等工作機制,為人工智能的原創(chuàng)突破提供實驗及理論基礎(chǔ)。到2021年底,數(shù)字大腦擁有的神經(jīng)元數(shù)量已與真正的人腦相當。
這個數(shù)字大腦的原型就是馮建峰本人。馮建峰的助理介紹,這個“人腦模特”并不好當,日程安排“一天頂別人三天”的馮建峰,常常需要精確算好時間,從復(fù)旦大學(xué)邯鄲校區(qū)駕車到浦東新區(qū)的張江國際腦影像中心,在磁共振成像設(shè)備上接受掃描,監(jiān)測腦部活動,為數(shù)字大腦提供原型數(shù)據(jù)。“在高場強環(huán)境里待一個多小時,那樣的滋味不好受,馮老師卻毫無怨言。”他的博士生謝超說。
馮建峰一直雷打不動堅持的還有每周3到4次的討論班。周一、周四下午是“全腦計算”課題組;周二下午則是腦神經(jīng)科學(xué)研究團隊。偶爾與其他工作沖突,討論班會被挪到晚上,馮建峰即便是出差在外,也通過視頻參加,從不取消。所有人都要發(fā)言,青年研究員要報告研究進展、前沿學(xué)術(shù)資訊,學(xué)生們要對導(dǎo)師指定的閱讀文章、書籍做概述、談觀點。
“要說到點子上。把讀過的50頁文章,概括成三句話告訴我!”馮建峰毫不客氣地叫停了一名博士生的報告。
學(xué)生們最怕討論班上的馮建峰。“不要以為他正在忙著,記不得你報告的內(nèi)容,他會一直追問‘你這個研究做到后面是什么’??梢哉f,討論班結(jié)束的那天晚上,才是我們的真正周末。”謝超說。
“交叉學(xué)科的人才成長比傳統(tǒng)學(xué)科難很多。要抗得住各種干擾,持之以恒,方能有所突破。”在馮建峰看來,做科研要有興趣驅(qū)動,要有天賦,也要“夠拼”。搭平臺、拓視野、加壓力,要讓年輕人迅速成長起來,才能把研究院打造成具有全球影響力的前沿研究和科技創(chuàng)新中心。
“既要咬定長期目標,也要關(guān)注一些‘熱點’問題”
聊起科研,“好玩”“有意思”是馮建峰常說的話。同事和學(xué)生也說,他常有天馬行空般的研究靈感。
人們常說“科研要坐得住冷板凳”,馮建峰對此有自己的理解:“搞科研當然得坐得住冷板凳,耐得住寂寞,要有長遠的研究目標。但研究者的頭腦中不應(yīng)只有一個科學(xué)問題,應(yīng)該始終有短期(熱)、中期(溫)、長期(冷)多個選題和目標。既要咬定長期目標,也要關(guān)注一些‘熱點’問題。”
近年來人工智能技術(shù)火熱,但要破解人腦工作機制、實現(xiàn)用計算機模擬大腦工作,還有很長的路要走。比如,類腦研究院正在建設(shè)的張江國際腦庫,已擁有國際共享數(shù)據(jù)庫52萬余個,但在一些腦科學(xué)的重要領(lǐng)域仍在積累數(shù)據(jù)。
研究院也在運用數(shù)據(jù)、算法提煉理論模型,通過新路徑研究神經(jīng)系統(tǒng)疾病,尋求干預(yù)治療的方法。“馮老師帶隊,聯(lián)系了很多醫(yī)院和研究機構(gòu),收集臨床需求。這個工作很累很困難,但很有價值。”副院長謝小華說。
“我們收集了約17萬人的睡眠狀態(tài)大腦數(shù)據(jù),分析發(fā)現(xiàn),10歲左右的青少年睡得越長,大腦發(fā)育越好……”2021年7月,在世界人工智能大會上馮建峰關(guān)于健康睡眠的研究報告,引來了4.6億人次的閱讀量。這讓他感到很自豪,并且開始對科普投入更多熱情?,F(xiàn)在,他正著手編著關(guān)于腦與類腦的科普圖書……
日程以小時為單位,排得滿滿當當,夜里11點還在發(fā)微信文章、追蹤研究進度;將時間管理和嚴格自律做到極致,即便是穿行在校園里,馮建峰也會迅速算出“最佳路線”,比別人更節(jié)省時間。
馮建峰還有許多業(yè)余愛好,包括網(wǎng)球、羽毛球、游泳、登山等很多體育項目。他常年保持每天一小時的體育鍛煉。甚至在兩個會議之間,也會換上運動鞋,在校園里跑上幾圈……
■記者手記
跨學(xué)科融合 高水平科研
多元、交叉、融合……這樣的詞在生活里越來越常見。在科學(xué)界,同樣也有一批跨越多學(xué)科的科學(xué)家。尤其是有了大數(shù)據(jù)、超級算力、光子設(shè)備等新技術(shù)新設(shè)備的助力后,很多傳統(tǒng)學(xué)科的學(xué)術(shù)范式,也迎來了創(chuàng)新發(fā)展的新契機。
光有技術(shù)設(shè)備還不夠,要真正實現(xiàn)跨學(xué)科融合,還需要有一大批學(xué)術(shù)基礎(chǔ)扎實、善于突破傳統(tǒng)知識邊界的人才。今天的教育、科研和人才培養(yǎng),都應(yīng)對此高度重視。
當然,跨學(xué)科只是手段,跨學(xué)科研究的目的,還是要做有情懷、有利于經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生活水平提高的科研。在馮建峰身上,就充分體現(xiàn)了這樣的家國情懷。不論科研創(chuàng)新如何變,支撐科研工作者走得更遠的,正是這樣的使命和擔(dān)當。
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