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作者:季页 张殷宸
7月10日-11日,梁湘三教授主讲的“因果分析暨多尺度动力学暑期讲习班”在南京举办。来自南方科技大学、南京大学、天津大学、中国海洋大学、中科院海洋所、中科院大气所、中科院南海所、厦门大学、复旦大学、国防科技大学(长沙)、湖南师范大学、华东师范大学、北京师范大学、北京大学、电子科技大学、河海大学、中山大学、澳门大学、英国伦敦大学、北京、吉林、山东省气象局等70多所高校和知名事、企业等数百位专家学者和青年师生参加了本次讲习班。
本次讲习班主要围绕“因果分析”和“多尺度动力学”两个主题展开,旨在简明扼要地讲解这两方面的系统性理论,分享前沿进展和最新应用成果,推进不同学科(大气海洋科学、经济学、智能科学、神经科学等)之间的交流合作。
因果分析是科学研究的核心课题,在诸如经济学、人工智能、神经科学、湍流、天气预报、气候归因与预测、网络动力学、量子物理、基因测序等等都有直接的应用,Clive Granger、Judea Pearl因此而分获诺贝尔奖、图灵奖。由于人工智能、深度学习之故,因果推断现已成为热门领域。在本次讲习班中,梁湘三教授以深入浅出的语言讲解了最近从第一性原理在严格意义上推导出来的因果分析与信息流理论,并根据学员的专业背景佐以气候预测、大气海洋动力学、神经科学、金融分析、流体力学、机器学习等不同学科的应用实例,很好地展示了因果分析与信息流理论在不同领域的广泛应用前景。
大气海洋的动力现象往往包含着不同尺度的过程,在现行的大气海洋研究中,经常把多尺度问题等同于尺度分离。尽管“多尺度”几个字以很高的频率出现在诸多文献中,但多尺度动力学一些最基本的问题都不大为人所知,遑论能有多少进展。在本次讲习班中,梁湘三教授整理了过去多年来在这方面的系统研究成果,以“正则传输”为主线,详细讲解了为多尺度动力学而创建的数学工具“多尺度子空间变换”(MWT),以及由此而来的流体力学新概念、新定理、与新方法论,并介绍由此导致的在台风、寒潮、风暴、暴雨、北大西洋涛动等领域的新发现。而后,会务组容逸能博士进行了实例演示,并安排了现场实践,直观展现了新工具在解决实际难题、导致科学新发现上的优势,加深了学员们的理解。
本次讲习班学术氛围浓厚,交流讨论热烈,与会科研工作者更加深入地了解了“因果分析”和“多尺度动力学”的前沿进展,表达了对这两个新兴科学领域的研究兴趣。相信本次讲习班的成功举办将进一步推动人工智能、复杂网络、气候预测、极端天气动力学、认知科学、金融分析、量子物理等学科的发展,促进不同高校和科研单位之间跨学科的交流与合作。
图1 会场一瞥
图2 梁湘三教授讲解从第一性原理在严格意义上导出的因果分析和信息流理论
图3 会间小憩
图4 容逸能博士作软件应用演示
图5 梁湘三教授回答大家的疑问