北大教授茶座·回顾 | 陈松蹊:统计学所携带的交叉学科研究经历

北大教授茶座 燕园学子微助手 2023-12-05 14:30 发表于北京



编者按


北大教授茶座是学生工作部主办的一项校园文化品牌活动,在这里,同学们可以和名师大家一起品茶畅谈,近距离聆听师长经历、感受学者风范、领悟人生智慧,进一步增强科学精神和人文素养、体会青年成长与责任担当。



12月1日下午,北京大学学生工作部举办第115期教授茶座,北京大学数学科学学院、光华管理学院讲席教授陈松蹊就“统计学所携带的交叉学科研究经历”这一话题与同学们展开深入交流。

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活动现场


陈松蹊教授从自身求学、研究的经历谈起,向同学们展示了统计学在不同交叉学科研究中的妙用。陈松蹊教授1990年赴澳大利亚国立大学攻读统计学博士学位,期间,他于1992年担任了澳联邦科学与工业研究组织海洋实验室的统计师,负责监测澳洲区域南方蓝鳍金枪鱼的种群密度。他介绍道,常用的测量生物种群密度的方法是Capture-Recapture(捕获-再捕获),但为了最大限度保留数据的真实性,他们开创了航空线段抽样调查的有偏抽样方法,做出统计估计为日澳新三国联合管理这一濒临灭绝又具有很大经济价值的鱼类种群提供依据,他们的方法也最终成为了监测蓝鳍金枪鱼的一种模式。2000年后,陈松蹊教授前往新加坡国立大学担任统计系副教授,开始进行统计学与金融、计量经济的交叉研究。2003年,他赴美国爱荷华州立大学统计系任教。在美国,他结合了研究蓝鳍金枪鱼种群密度时的经验,利用Capture-Recapture方法开展了人口普查研究,由于美国人口基数大、族群复杂且特点多样,为了提高统计准确性,他又提出了基于局部特性分层的方法,即按照美国的不同人群的特点进行不同形式的事后统计估计。陈松蹊教授表示,早年的经历中,他坚持在自己的领域勤耕不辍、探索创新,为后续研究的顺利开展奠定了坚实基础,为“幸运”的降临做足了准备。


陈松蹊教授讲到,2008年,他受到光华管理学院邀请,来到北京大学,担任商务统计与经济计量系主任。2013年时,基于对北京空气污染问题的关注,陈松蹊教授开始了对于大气污染的统计研究。他介绍到,大气污染的影响因素主要包括气象条件和排放量,气象条件会对人为污染因素的估算带来干扰,而如何从监测数据中提取污染排放信息一直是环境科学一个未解之题。因此,他带领团队运用因果推断的思路,通过构造基准气象分布,提出了去除气象干扰的算法,为大气管理提供科学方法。他进一步研究得出,北方空气污染主要是人为排放而非北风减弱造成,为空气污染治理提供了科学数据支撑。陈松蹊教授提到,2020年,新冠肺炎疫情爆发伊始,身在美国访学的他十分关注国内疫情状况,及时联系团队开展对疫情传染情况的统计学研究并形成研究简报,供中央决策参考,为抗击疫情建言献策。他表示,从研究金枪鱼种群密度、美国人口普查到北京大气污染、新冠疫情传播等问题可以发现,统计学方法的加入改变了原本的研究范式,使其更加直观、详细而科学。

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陈松蹊教授分享


关于统计学所承载的“交叉学科”研究,陈松蹊教授指出,作为基础理学之一,统计学蕴含着理、工、农、医和社会科学实证研究的方法论,能够与许多基础学科进行交叉研究。纵观统计学的研究历史,在中世纪时,统计学最开始就是为了收集并分析国家发展中的各项数据;到近代,统计学奠基人费希尔也是在农业研究中得到了统计学的众多灵感。因此,统计学正是在交叉学科的土壤里面播种、发芽,也将会在交叉学科的研究中开花、结果。


在交流提问环节,有同学表示,进行交叉学科研究时由于自身对于所交叉学科缺乏足够专业的了解,很难判断所研究的领域是否在该学科中属于重点问题。陈松蹊教授指出,时刻关注所研究领域的前沿消息固然重要,但如果能够找到一个熟悉相关领域的搭档,构建长期合作的关系,互相交流、共同学习,进行交叉学科研究就会事半功倍。他表示,北京大学囊括了各个领域的顶尖人才,自由的学风为学科的交叉提供了丰沃的土壤,希望同学在此尽情发挥所长,不断发掘交叉学科研究的宝藏。

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现场同学提问


还有同学提出,目前人工智能发展势头正盛,一些交叉学科方面的问题可以通过人工智能来解决,因此想要请教:传统的统计学解决方法和人工智能的解决方法有何区别。陈松蹊教授指出,许多问题并不是输入数据便可以得出结果,数据收集的实验方法设计、数据获取的方式、数据偏差的去除等问题是目前人工智能难以顺利应对的。统计学是一门具有统计思想的学科,而人工智能虽然有很强大的计算能力,但是在算法方面还有很大的改善空间,如果能将统计学中的方法与人工智能相结合,将会带来“1+1>2”的效果。


活动最后,陈松蹊教授与在场同学合影,并写下寄语“愿同学们享受统计分析带来的惊喜”。参加此次茶座的同学表示,陈松蹊教授结合自身进行统计学交叉学科研究的丰富经历现身说法,向同学们展现了一位学者不懈深耕的治学态度、锐意创新的治学方法和聚焦难点的治学追求,描绘出了统计学在交叉学科研究中的种种妙用,为同学们的求学之路提供了丰富的灵感与实用的方法,激励同学们不断创新,在交叉学科的研究中施展本领、在服务社会的过程中体现担当。

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活动合影

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陈松蹊教授寄语


习近平总书记在主持中央政治局第三次集体学习时强调,加强基础研究,是实现高水平科技自立自强的迫切要求,是建设世界科技强国的必由之路。促进交叉学科研究是世界高水平研究型大学的共同发展趋势与重要发展策略,新时代北大青年要牢记总书记嘱托,立志担当民族复兴重任,密切关注国家重点领域,将个人发展与民族命运结合起来,充分发挥个人所长,深耕专业领域,为国家发展和民族复兴贡献力量。



第115期教授茶座·微语录




01

微语录·一

为什么统计学可以承载交叉研究?是因为如今各学科、领域有了更多的“数据”,我们研究范式变成了数据驱动的,而统计学正是一个指导数据收集分析的学科,是一个方法论的学科。

02

微语录·二

统计学领域已经做了一百多年的交叉学科研究了。当我们简单地回顾统计学的发展历史时,便能看到它的交叉学科属性,可以说统计学是在“交叉”的土壤里发扬光大的。

03

微语录·三

当你有了一个关于算法的想法,它看起来可能是powerful的,但需要统计学、数学这些基本学科的支持,来提高它的稳健型,融合起来后再从机理上理解问题。

04

微语录·四

真正要做兼具交叉与数据驱动的研究是困难的,但要做有用的科研务必如此,那些有力的算法需要找到一个对应的领域付诸实践。

05

微语录·五

提出一个交叉的问题后,要去多听对应交叉学科的报告,了解相关学科前沿,多读paper,关键是需要找到一个愿意引导你的专业人士,才能知道你的研究问题是否在对应的交叉学科也有意义。

06

微语录·六

做交叉学科,应该准备好几把“锋利的斧子”别在腰间,也就是好的分析方法。国家非常需要这样又懂理论统计、又懂应用、又懂场景的年轻人。

07

微语录·七

只要有数据的地方就有统计学,就要有数据分析。

08

微语录·八

坚持是很重要的,是金子就一定会发光,当你的研究足够有意义、能够提供新的视角,就一定会被看到。

09

微语录·九

要不断尝试与团队进行有效的沟通,让别人对你的研究问题保持源源不断的好奇,才能共同有效地开展交叉学科的研究,找到核心的方法。

10

微语录·十

关于在交叉学科中找出研究方法,我的经验是:在对研究问题抱有信心的前提下,边做边找,当你需要不断给研究团队指出方向时,研究方法也就逐渐清晰了。




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来源 | 学生工作部

文字 | 曹彦磊

图片 | 高培超

视频 | 姜乃文

排版 | 王石依依