作者:方芳 来源:科学网 发布时间:2018/1/14 8:28:45
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“中国青年女科学家奖”获奖者吴晓群:发掘复杂网络中的美丽新世界

 

 

一条河流过风景秀丽的村庄,河中有两座小岛,七座石桥将河两岸与岛连接起来。有人突发奇想:能否每座桥只走一次,然后回到起点?这就是数学史上著名的“七桥问题”。伟大的数学家欧拉解答了这个问题,并由此开创了新的数学分支——图论。如今,图论已经成为了研究复杂网络的重要工具。这些由问题驱动的数学研究正是应用数学重要的组成部分。

第十四届“中国青年女科学家奖”获奖者,武汉大学数学与统计学院应用数学系主任吴晓群和她的团队就正致力于复杂网络的研究。什么是复杂网络?“绝大多数人认识的网络,可能只是日常上网用的万维网,但网络的概念很大,我们实际就生活在一个极其复杂的网络中。”吴晓群解释说,每一个人可以看作是网络中的一个节点,而人与人之间的关系,以及人与事物的关系都可以用一条线来表示,这样就形成了一个庞杂的网络。如今,很多数学家试图用数学的方式描述这个网络,研究它的几何性质、形成机制、演化过程、统计规律,以便更好地服务于现实需求,而这也恰恰是吴晓群所要攻克的难题。

如果人类能通过观察网络的行为动力学,解释个体之间的关系,是否能更好的认识世界?吴晓群给出的答案是肯定的:它将推动全人类的进步,改变我们的世界和生活。

“当你沉浸在‘双11’狂欢中,淘宝用大数据为你推荐产品的背后,其实就有复杂网络理论的应用。”吴晓群解释说。利用复杂网络的理论,把杂乱无章的信息建立起关联,人们就可以对模糊世界进行精准量化和预测,发现什么是重要节点,什么是边缘节点。基于复杂网络分析人们在不同时间、不同地点的行为,未来能够更容易处理复杂问题,例如疏导城市拥堵的交通、控制流行病传播等等。

吴晓群及其导师陆君安教授的团队一度与疾病预防控制中心进行合作,用复杂网络理论研究传染病的传播。他们利用医院提供的数据,将人与这些数据建立起一个网络,用数学的方法找到传染病的源头,发掘哪些人是易感染人群,哪些人是重点保护对象,从而更深入地了解疾病的传播方式及预防扩散方案。他们经过理论研究,将一些初步成果反馈给了疾控中心。有了理论依据,疾控中心就能更快、更准地开展防控工作。

事实上,生活中处处有数学,将数学与现实生活联系起来解决实际问题,正是吴晓群学习数学、从事应用数学研究的直接原因。“应用数学其实是一个交叉学科,用它解决其他学科中的数学问题,才能真正发挥数学的作用。”她说。

吴晓群至今已经在武汉大学学习、工作了21年。近十年来,吴晓群几乎每年都有几个月在国外访学研究,再加上在国内大学授课教学、参加各种学术会议,一度让她感到很难集中精力进行自己想做的研究。然而作为一名女性科研工作者,她无疑是幸运的,她说,“在很多时候,我都能得到单位和家人的全力支持,这也是我与团队能将复杂网络研究不断创新,逐步走向世界前列的重要原因之一。”目前,吴晓群和她的团队正在如火如荼地开展多层复杂网络这一前沿课题的研究。

除了自己的科研梦想,作为博士生导师,吴晓群对学生的培养也有自己的理解。很多人认为女生学不好数学,但吴晓群却称,“女生学不好数学”只是自己给自己找的偷懒借口。“科研之路是循序渐进的,年轻科研人要受得了清贫,耐得住寂寞,潜下心来做自己看中的方向,终将会做出成果,一切都会变得更好。”她说。

 
 
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