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中国统计科学在创新中前行

  对美国联邦储备委员会来说,2006年2月6日是一个特别的日子。当艾伦·格林斯潘结束了长达18年的美联储主席任期后,第14任美联储主席本·伯南克在这一天宣誓就职。  伯南克是一名在统计学方面有相当造诣的金融学家,在出任美联储主席之前是普林斯顿大学经济系系主任。普林斯顿大学冠名金融讲座教授、国际数理统计研究会会长范剑青博士说,统计方法是进行金融分析的基本工具,伯南克的任职说明了统计学对经济的影响力。  统计学如此重要,但各个国家的发展水平并不一致。范剑青举例说,美国每年召开统计学年会,平均约5000人参加;2006年他回国参加四年一度的中国统计年会,仅有约500人参加,但是比起四年前只有200余人已有很大进步。另外,统计学研究人员在美国供不应求,但国内统计学人才出现了青黄不接的现象;美国的学术统计经常帮助政府出谋划策,而中国的学术统计界却没有那么多机会。  作为普林斯顿大学教授、中国科学院数学与系统科学研究院统计科学研究中心主任,范剑青2006年已是第四次回国。他说:“国内对统计科学在市场经济中的重要性认识不够,这可能与国内经济发展水平有关。在美国,华人统计学家的力量非常强大,我很希望能够利用这股力量来提升国内统计学的水平及推动它在社会生活中的应用。”  “概率统计是描述复杂世界最简洁有力的语言”  统计学起源于2000多年前的古希腊,主要是帝王为战争作准备时对资源进行的调查;“统计学”一词出现在1749年的德语中,是德国学者阿亨华尔在《欧洲各国国势学纲要》一书中为国势学所起的名字,国势学是对当时欧洲各国的人口、土地、财政、军事等方面实力的描述与比较,德国大学1660年开始讲授此课;现代统计学源于英国的农业生产:利用统计选择高产的种子、肥沃的土地;随着学术与应用的发展,英国和美国分别于1834年和1839年成立统计学会,大约有7000和20000左右的会员;中国现代统计学则是从数学开始的。  传统的统计学主要指官方统计、工业统计和现场统计,现代统计学则注重挖掘数据包含的信息,用已知来预测未知,用过去预测未来。范剑青说:“社会活动看似杂乱无章,对个体来说有很多不确定性,但总体上都是服从一些统计规律的。无论医学、经济学、社会科学、工业生产或是科学实验得到的都是数据,统计学就是对这些数据进行加工和提炼,找出规律、预测未知。概率统计是描述社会活动最简洁有力的语言。”  范剑青指出,统计学浸透到当今信息社会的方方面面,“一个学科如果连定量都做不到一定是不成熟的。生物、医学、经济、金融、国防等社会生活的各个方面都需要数学来量化,任何一个体系运行的好坏都要通过数据来检验,现代科技的发展更是把改进技术指标的关键变成了统计问题”。金融市场需要分析数据、预测市场走向;汽车安全气囊的设计需要分析加速度的变化和各种事故数据;制定政策需要对社会现状充分了解,如掌握监狱人数、参加医疗保险的人数等各类数据。“在美国,每10年进行一次人口抽样普查;统计是大学里许多学科的必修课;美国数学会的研究报告指出,统计与生物统计的硕士、博士毕业生占数学科学毕业总数的1/3,这还不包括经济、工程、社会学等培养的统计人才;医药研发公司雇佣了约1/3的统计学家,因为法律规定药品的效果要由统计来判断。所以美国统计人才那么多,我至今没听说过统计学家会失业。”  统计学旺盛的生命力来源于它和实际应用的紧密结合。范剑青说:“就像文学家只要贴近生活就不会觉得没有题材可写,统计最好的题材就是从实际问题中抽象出理论和方法。只要人类不断发展,统计学家的新问题就会源源不断。”  范剑青在普林斯顿大学经济系的同事出任美联署主席,他的导师在学术休假期间在华尔街一个管理1000亿美元基金的公司参与投资策略,范剑青本人也是华尔街金融咨询公司摩根·
史丹利的咨询师。范剑青说:“真正帮助解决问题的主要还是统计。数学家对世界经济的影响是毫无疑问的,许多经济学家本身也是数学家、统计学家,诺贝尔经济学奖获得者有许多都与数学特别是统计科学有关。”  2006年8月,第25届国际数学家大会在西班牙首都马德里举行,范剑青应邀作45分钟报告。他在报告结束时的最后一句话是:“数学科学在解决有重大影响的社会问题的挑战中会得到更强劲的发展,对实践方法的推敲和完善将促进理论、方法和应用的良性循环,从而推动它们的共同进步。”范剑青说:“我相信这样数学科学可以得到很多其他学科的垂青。”  中国统计界面临青黄不接的局面  2005年7月中国科学院数学与系统科学研究院统计科学研究中心成立时,范剑青曾表示人才的青黄不接是中国统计科学发展面临的最大问题。这次接受《科学时报》记者采访时,他仍表示中美之间统计科学发展的最大差距在于中国统计人才的青黄不接。“‘文革’前那批人都退休或者快退休了;20世纪80年代的那批学者大量留学海外,他们当中不少人成为统计界的领军人物,在常青藤大学当终身教授的我国大陆学者就有10名左右,其中统计系主任两名。华人统计学者在美国的力量非常强大,更强的群体在其他学科不容易找到。”范剑青本人是《统计年鉴》创刊70年以来第一位非欧美血统的主编。  范剑青表示:“华人在美国统计界做了很多很重要而且前沿的工作。比如2000年以来有4名华人拿到COPSS总统奖;有30多位大陆学者是国际数理统计学会或美国统计学会的Fellow,他们当中还有获得Gugenheim
Fellow、洪堡奖、晨兴金奖等的;统计学界每次开会,作重要报告的华人很多;很多统计系有近1/4是中国人;有人估计四五百位华人在美国做统计教授,这个数字本身可能比我国大陆作统计科学研究的人还多。”  造成这种青黄不接的状况,范剑青认为根源在于用单尺度衡量统计研究的水准,忽视了统计学科自身的特性。“衡量知识价值应该是多尺度的,尤其是统计这样的应用科学,不能只从数学的角度来衡量,把统计看作数学的一个方向,而应该作为一个学科来发展。中国唯一的统计领域的院士陈希儒先生也曾经表示,他做的是统计中的数学问题,他自己认为是片面的。我回国后,大家之所以认为我还不错,是因为我的统计理论做得还可以,有密密麻麻的公式和复杂的论证。美国有些统计学家一辈子跟医学打交道,解决了很多疾病和医药问题,看起来方法论很简单,但是解决了大量的社会问题,贡献很大;如果只用单尺度来衡量,可能会有人说他的水平比较低,这种评价是不全面的。”  在实际应用中,统计也面临着尴尬。一方面,企业家和统计学家之间语言不通。范剑青希望中国的统计学家能主动学一些经济、金融、生物等其他科学知识,以便帮助投资人设计更合理的投资模式,帮助其他领域的学者探索自然奥秘。另一方面,中国的金融产品少、尖端技术的研制有限,很多人从观念上顾不到用统计学知识帮助他们管理质量、节约能源、开发新技术。而美国再简单的金融公司或高科技行业都会主动找统计学家咨询。范剑青笑称:“统计学家其实是很便宜的,作出的贡献远远大于得到的报酬。中国有许多企业需要用统计科学来管理产品质量,提高竞争力。”  走出困境在于全社会的重视和支持  “每次在中国开会都会联络很多留学生回国,加深他们的认识和感情,将来水到渠成会回来一批人。”范剑青说,除了组织学术会议,他还有许多帮助国内学术界的设想,“主要是人才培养,比如帮中国银行界培养人才、建立统计学科交叉实验室等,我们想做的很多,但能否做成并不取决于我们的愿望,还在于得到国家有关部门的重视和支持。”  范剑青认为对于华人统计学家来说,回来不是问题,关键要看回来后能不能发挥更好的作用,“我也想回来的,但是回来要能发挥一定的作用,如果回来的作用比外边小,就不一定是最好的选择。现在,国内需要搭建一个平台吸引海外的人回来工作。他们不用长时间呆在中国,只要利用学术年假、寒暑假每年来三四个月,即使每次只来几个人,总共加起来就不少了,这样学术气氛就活跃起来了。为了迎接这批人过来,我很希望中国有一个科技平台、有地方让这些学者来帮助国内培养高级统计人才,也帮助统计界吸引优秀的生源。”  因为许多华人对中国现状的了解毕竟有限,范剑青希望一些有识之士能在其中穿针引线,帮助他们解决问题。据中科院数学与系统科学研究院副院长陈敏介绍,目前在国家基金委的“十一五”重大项目的立项中已对统计学进行了考虑。中国科学院数学与系统科学研究院成立了统计科学研究中心,为统计人才培养搭起了平台,但范剑青认为这些还不够。他说:“解决实际问题更容易得到人们的承认和重视,我们在刚开始时需要政府有关部门大力支持,如果能帮政府作出一些重大成就,就会扩大统计科学在社会上的影响,让人们认识到它在社会各个方面都能发挥极其重要的作用,让统计学走出目前的困境。我坚信中国统计科学一定会在创新中得到发展。”(陈欢欢)

  弗雷德里克·L·摩尔(Frederick L.
Moore)是美国普林斯顿大学1918年的毕业生,一位著名的银行家,他先锋性地投资开发了加拿大西部石油和煤气资源,投资并策划了沃特·迪斯尼公司股票的上市。他的学生爱德华·B·古德诺(Edward
B. Goodnow)
1947年从普林斯顿大学毕业。2004年,古德诺向母校捐款500万美元设立Frederick
L.
Moore/’18金融教授席位。2006年,经全校性评选,范剑青成为第一位、也是唯一一位Frederick
L.
Moore/’18金融教授。对于这个头衔,范剑青淡淡地说:“好处就是不用解释我在普林斯顿做得怎么样。”

来源:科学时报

  2006年10月的一天,正在北京开会的范剑青接受了《科学时报》记者长达4个小时的采访。谈到为何如此慷慨地给记者时间,他说:“统计科学是为社会服务的,希望更多的人能了解、热爱并支持统计科学,希望统计科学在中国有更多的应用。”“数学科学在解决有重大影响的社会问题的挑战中会得到更强劲的发展,对实践方法的推敲和完善将促进理论、方法和应用的良性循环,从而推动它们的共同进步。”

365bet在线官网,  今年43岁的范剑青已是国际统计科学界的领军人物。2000年,哈佛大学教授Marvin
Zelen在向他颁发统计学最高奖——考普斯总统奖时称:范剑青对统计有巨大、广泛的贡献。

  范剑青这次回国是参加四年一度的概率统计年会并作全会报告,这是他今年第四次回国。在海外身负重任,为何还不辞辛劳为祖国服务呢?他说:“为国家做一些事情,这是一种感情。”

  陪同采访的中国科学院数学与系统科学院副院长陈敏说:“无论是做人的品质、做学问的态度还是对祖国的热爱,范剑青都是我们的楷模。他是国际统计方向的领军人,却时时不忘帮助祖国。在担任香港中文大学统计系教授和系主任期间,他积极推动大陆学者访问计划和博士培养项目。现在,在完成普林斯顿的工作后,他将主要精力放在国内。”

  “你应该侧重于应用”

  1978年,年仅15岁的范剑青以数理化几乎满分的成绩考入复旦大学数学系。1982年大学毕业后,他认为自己的数学功底不错,但数学只是一个好工具,而他自己一直想做与社会相关的事情,因此选择了“与数学接近,又与实际结合”的学科——统计学,成为中国科学院应用数学所研究员方开泰的研究生。

  1985年,范剑青硕士毕业后考上在职博士。当时,他并不想出国,因为“觉得自己的研究做得挺好,已经在国内一流期刊上发表了约10篇论文”;但另一方面,范剑青也深深感到“我的研究局限在自己了解的知识之内,技巧多但想法不多”。

  20世纪80年代中期,国内的“出国风”冲击着范剑青,他开始想到国际统计学的前沿——美国,然而当时他和外界并没什么联系。但他非常幸运,得到了著名的国际理论统计学权威、加州大学伯克利分校教授Lucient
Le Cam的赏识,获得加州大学校董会奖学金,来到伯克利攻读博士。

  当时,范剑青希望跟随Le Cam做博士,但Le
Cam说自己年龄大了,将他推荐给一位29岁的专家大卫·道能浩(David L.
Donoho)。道能浩后来获得麦克阿瑟天才奖和考普斯总统奖,并当选美国科学院院士。但当时尚未出道的他对范剑青说,“你跟我做学问可以,但我毕竟年轻,你以后要走自己的路,还需要有资深的人指导”。于是,道能浩又将范剑青推荐给伯克利的另一位统计学大师、美国科学院院士彼得·毕克(Peter
J
.Bickel),范剑青因此有了两位导师。毕克是考普斯总统奖的第一位获得者,也是获得麦克阿瑟天才奖的四位统计学家之一,他在数学技巧、为人处事等方面都给范剑青以指导。

  范剑青认为,自己在伯克利最大的收获就是从老师那里学到很多科学思想和科学哲学。他说:“我把我的数学结果拿给老师看,但他说‘不用看,我知道你们中国人做数学可能比我都好,我就跟你去喝咖啡,聊聊数学,教你怎么做有创意的研究,探讨什么是知识创新’。”

  博士毕业时,道能浩对他说:“中国人的数学功夫不错,但做学问没有自己的特色就永远没有出路,我侧重理论,而你应该侧重应用。”

  范剑青说,做数学有两种方向,一种是“向里走”,解决数学自身的内在联系或难题;另一种是“向外走”,用数学去解决经济学、生物学、社会学等科学领域里的问题。他说:“我的兴趣是用数学去揭开自然的奥秘,归纳社会现象,发展统计科学理论和应用,而不是解决数学难题。理论、方法、应用是融为一体的。学术价值的关键是知识创新的程度。”

  “只要问题够复杂我就做”  纵览范剑青长达24页的简历,很难用简略的语言概括他的学术成就,但是他解决的问题却有一些共性——复杂、开创性、革命性。许多数学问题由于过于复杂曾被认为只限于理论演练,但是范剑青的工作却让理论变成了现实。由于他的工作,许多原先只能解决饱和、一元、正态、均匀、参数的统计学问题被扩展到非饱和、多元、非正态、非均匀、非参数。国际统计界对他的评价是“在理论和方法论上都开辟了很多新领域,为后续研究奠定了基础”。他独创的非参数建模法使他获得了2000年的考普斯总统奖,北卡罗来纳大学统计系教授Marron甚至用“文艺复兴”形容这项工作对统计学的影响。

  在这项工作中,范剑青的贡献在于提出局部建模新理念。他说:“统计的最大问题在于模型误差,局部建模的优点在于可以大大降低误差。以地球为例,整体建模就是一个球体,但是局部看来就是有山有水、有平地有弧度,可以精确描述。当时,关于非参数的想法存在相互争论的两派,我进入这个领域的第一篇文章就是说两派都有其优缺点,但局部建模综合了它们的优点。”范剑青证明了他的方法是最有效的,从此结束了该领域的长期争论。局部建模法能广泛应用于许多复杂问题的解决,如医学、保险、经济等方面。2000年诺贝尔经济学奖得主赫克曼就是用类似模型分析经济问题而名扬世界。

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