我國首位！中科院院士鄂維南獲應(yīng)用數(shù)學(xué)麥克斯韋獎(jiǎng)，“AI for Science”概念由他提出

豐色 2023-08-22 15:29:04 來源：量子位

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四年一屆的國際數(shù)學(xué)頂會ICIAM（國際工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)大會）開幕了：

中國人首次獲得該會頒出的麥克斯韋獎(jiǎng)。

他，就是中科院院士、“AI for Science”概念的提出者鄂維南（下圖右三）。

鄂院士是一位應(yīng)用數(shù)學(xué)家，本次獲獎(jiǎng)主要是因?yàn)樵?strong>機(jī)器學(xué)習(xí)算法的分析和應(yīng)用、多尺度建模、稀有事件建模和隨機(jī)偏微分方程等方面的貢獻(xiàn)。

除了麥克斯韋獎(jiǎng)，他還在2003年獲得了ICIAM頒發(fā)的科拉茲獎(jiǎng)，由此還成為迄今為止全球第一位同時(shí)獲得這兩個(gè)應(yīng)用數(shù)學(xué)大獎(jiǎng)的數(shù)學(xué)家。

不少網(wǎng)友對此表示祝賀：

為中國有這樣的科研工作者感到驕傲。

誰是鄂維南？

鄂維南1963年出生于江蘇靖江市。

15歲就被中科大錄取，可以進(jìn)“少年班”的他還是選擇了進(jìn)數(shù)學(xué)系學(xué)習(xí)純數(shù)學(xué)。

而在大四之時(shí)，由于希望“自己學(xué)的東西真正有用，而不是只有高深”，他突然改變方向，決定改讀應(yīng)用數(shù)學(xué)。

我的內(nèi)心深處是屬于入世的，想跟社會跟技術(shù)產(chǎn)生一點(diǎn)聯(lián)系，我不是那種能一輩子待在象牙塔里的人。

最終，他一路從中國科學(xué)院、UCLA完成碩博士學(xué)位（博士期間的導(dǎo)師為著名應(yīng)用數(shù)學(xué)家Bjorn Engquist教授）。

博士畢業(yè)之后幾年，鄂維南進(jìn)入普林斯頓高等研究院和紐約大學(xué)的庫朗研究所，分別擔(dān)任研究員和教授。

并在1999年即36歲之時(shí)成為普林斯頓大學(xué)數(shù)學(xué)系和應(yīng)用數(shù)學(xué)及計(jì)算數(shù)學(xué)研究所教授，轉(zhuǎn)年也加入北大（至今為北京大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院講席教授）。

2011年，48歲的鄂維南當(dāng)選中國科學(xué)院院士。

其貢獻(xiàn)包括：

• 與合作者一起把偏微分方程、隨機(jī)分析及動(dòng)力系統(tǒng)的理論進(jìn)行巧妙結(jié)合，用于研究隨機(jī)Burgers方程、隨機(jī)passive scalar方程、隨機(jī)Navier-Stokes方程和Ginzburg-Landau方程等，證明不變測度的存在性和唯一性，分析穩(wěn)定解的特性，并在此基礎(chǔ)上解決了Burgers湍流模型中一些存有爭議的問題。
• 與合作者一起構(gòu)建一種十分有效的數(shù)值方法——弦方法，使之成為研究物理、生物和化學(xué)領(lǐng)域中稀有事件的一個(gè)重要手段。
• 提出設(shè)計(jì)與分析多物理模型的多尺度方法的一般框架等等。

從2014年開始，鄂院士的職業(yè)生涯迎來又一個(gè)轉(zhuǎn)折，他開始正式進(jìn)入機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域，并在2018年提出“AI for Science”的概念。

當(dāng)然，這得從一個(gè)叫做“維數(shù)災(zāi)難”的東西說起。

它最早由動(dòng)態(tài)規(guī)劃創(chuàng)始人理查德·貝爾曼提出，是指隨著維數(shù)的增長，分析高維空間中數(shù)據(jù)需要的計(jì)算量也呈指數(shù)級增長。

這個(gè)問題在鄂院士用多尺度模型解決多體問題、藥物和材料設(shè)計(jì)、湍流和非牛頓流體力學(xué)等難題中長期存在。

一次，鄂院士課題組在用AI輔助分子動(dòng)力學(xué)模擬時(shí)，偶然獲得了5-6個(gè)數(shù)量級上的加速效果，這使鄂院士開始意識到：

深度學(xué)習(xí)正是解決維數(shù)災(zāi)難的絕佳工具，因?yàn)樯疃壬窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)就是在逼近高維函數(shù)。

利用這一思想，鄂院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)于2017年提出深度勢能（Deep Potential）分子動(dòng)力學(xué)方法，用深度學(xué)習(xí)方法去計(jì)算上億個(gè)原子之間相互作用的勢能函數(shù)。

后來他獲戈登貝爾獎(jiǎng)的DeePMD，以及DeepModeling開源社區(qū)就是在此基礎(chǔ)之上發(fā)展而來。

而基于此，“AI for Science”（利用AI解決各種學(xué)科問題）這一概念也在鄂院士腦中生根發(fā)芽。

2018年，他在北大召集了很多方向的學(xué)者對此共同探討，這個(gè)概念被推廣至全球并得到認(rèn)可。

同時(shí)，成立相關(guān)研究院的想法也驅(qū)使他終于在2020年回國發(fā)展。

一年后，北京科學(xué)智能研究院（AI for Science Institute，簡稱AISI）就此成立。

該研究院研究員來自國內(nèi)外頂尖高校、科研機(jī)構(gòu)和科技企業(yè)，共同聚焦物理建模、數(shù)值算法、人工智能、高性能計(jì)算等交叉領(lǐng)域的核心問題，最終目標(biāo)是建設(shè)起可以“引領(lǐng)世界的「AI for Science」基礎(chǔ)設(shè)施體系”。

關(guān)于麥克斯韋獎(jiǎng)

它是ICIAM六大獎(jiǎng)項(xiàng)之一（ICIAM是僅次于ICM的國際數(shù)學(xué)頂會），1999年開始頒發(fā)，獎(jiǎng)金5000美元。

主要獎(jiǎng)勵(lì)國際公認(rèn)的在應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域做出重大原創(chuàng)性工作的數(shù)學(xué)家。

上一屆的獲得者是來自法國的Claude Bardos（驚現(xiàn)“Claude”），他對非線性偏微分方程、動(dòng)理學(xué)理論和流體的數(shù)學(xué)理論等方面做出了杰出貢獻(xiàn)。

值得一提的是，這六個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)都是由不同國家的數(shù)學(xué)學(xué)會發(fā)起設(shè)立并資助。

麥克斯韋獎(jiǎng)由英國數(shù)學(xué)及應(yīng)用研究所（IMA）（在麥克斯韋基金會the James Clerk Maxwell Foundation的支持下）發(fā)起設(shè)立，目前由IMA和麥克斯韋基金會資助。

中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會（CSIAM）則在2003年通過了設(shè)立ICIAM蘇步青獎(jiǎng)的建議，并與2007年開始頒發(fā)。

該獎(jiǎng)是以我國數(shù)學(xué)家命名的第一個(gè)國際性數(shù)學(xué)大獎(jiǎng)，旨在獎(jiǎng)勵(lì)從事應(yīng)用數(shù)學(xué)研究并對新興經(jīng)濟(jì)與人類發(fā)展，特別是對發(fā)展中國家經(jīng)濟(jì)與文化發(fā)展做出杰出貢獻(xiàn)的數(shù)學(xué)家。

2015年，復(fù)旦大學(xué)李大潛院士獲得ICIAM蘇步青獎(jiǎng)。

今年的蘇步青獎(jiǎng)由來自巴西坎皮納斯大學(xué)一位教授（Jose Mario Martinez Perez，下圖右一）獲得，獲獎(jiǎng)原因：

通過理論實(shí)踐、軟件和應(yīng)用的組合，研究解決了大規(guī)模優(yōu)化問題，以及促進(jìn)拉丁美洲最優(yōu)化和應(yīng)用數(shù)學(xué)社區(qū)發(fā)展的杰出成就。

參考鏈接：
[1]]https://mp.weixin.qq.com/s/OqZWurCNodXOP_GYvvP_HQ
[2]https://bda.pku.edu.cn/info/1003/2103.htm