突破学界悬而未决难题！北京雁栖湖数学院构建一张“超网”

利用简洁的数学模型解答自然界的复杂现象，10月11日，北京雁栖湖应用数学研究院举行发布会，介绍该院科研团队最新发表的“超网”理论。该理论由团队自主研发构建，未来有望在解决全球气候变化、疾病、粮食产量等复杂问题上发挥重要作用。

自然界中的任何现象背后，都包含着随机因子的相互作用。这些因子并不是一一对应的线性关系，而是互相关联形成一张复杂的作用网络。“此前没有任何一个模型能够构建起高阶互作网，这是学术界悬而未决的难题。”北京雁栖湖数学院副院长邬荣领说。

以癌症研究为例，当前人们认为，癌症的产生是由5%的基因因素、29%的环境和生活方式因素，以及66%的随机错误共同作用导致的。但目前，学术界的研究主要围绕前两个因素展开，对于后者则无从下手。

“我们常把患癌症归结于运气不好，但其实，偶然中包含着必然。构建起一个复杂高阶互作网络模型，就能实现随机复杂系统的解析，解答其背后的必然。”邬荣领说，通过测序、图像等技术，人类将复杂的自然现象逐步转化为数据表达。在这些研究的基础上，该院科研团队融合数学、物理、化学等多个学科知识，利用数学语言织起一张“超网”，借助新模型更好地发现自然的内在运行规律。

该模型的运算结果，已经得到了实验数据验证，在3种不同细菌的联合培养实验中，模型成功模拟了细菌相互作用的繁殖趋势。这两天，邬荣领又收到了一个好消息。“我们合作的科研团队在一种疾病缺陷易感模型中发现，动物实验的结果与‘超网’预测的结果趋势吻合，目前正在进行样本的进一步分析。”他期待，这项研究能成为新模型的又一例证。

“超网”模型还有望开辟中国式的人工智能道路。“人工智能的发展，离不开数学的参与。现在人工智能的底层数学理论统计方法还相当基础，如果能将‘超网’整合进入人工智能的底层框架，将大大提升其解释现实世界的能力。”邬荣领说。

作为本市建设的新型研发机构，目前，北京雁栖湖数学院已引进全职科研人员170人，其中有39.4%为外籍人员，他们来自24个不同的国家。“研究院的建设，把25%的精力放在基础数学，以提供重要的研究方法和工具，50%来做应用数学研究，最后25%的精力用于从应用数学到工业领域的延伸。”北京雁栖湖数学院院长、清华大学丘成桐数学中心主任丘成桐表示，这次发表的成果，可以与其他系统碰撞出更重要的影响，在人工智能或其他种种重要的应用上，有望发挥越来越大的威力。

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