欢迎您登录科学中国人官方网站!!
新浪微博|网站地图|联系我们|旧版回顾
曹进德:敢为天下先
——记首届全国创新争先奖获得者曹进德及其团队

作者:本刊记者 胡 敬  来源:科学中国人  发布时间:2018-1-16

导读:  尽管在科研领域独树一帜、自成一家,但曹进德却并不埋首自封,只为追求个人的进步。在潜心研究之余,他还花费了大量时间和心血培养团队。他说,创新不是一个人的事,因此他要集众人之所长,发挥群体的智慧,带领群雁振翅起高飞。

  欧洲科学院院士、国际电气与电子工程师协会会士(IEEE Fellow)、汤森路透“全球高被引科学家”、首届全国创新争先奖获得者……当这些任何一个都能使人肃然起敬的荣誉称号集于一身时,会发生什么样的化学反应?是光芒万丈还是一枝独秀?所有想象中本该有的大师距离感,在见到曹进德的那一刻全都消散了。
  他平易近人的语气、虚怀若谷的态度让人如沐春风。尽管在科研领域独树一帜、自成一家,但他却并不埋首自封,只为追求个人的进步。在潜心研究之余,曹进德还花费了大量时间和心血培养团队。他说,创新不是一个人的事,因此他要集众人之所长,发挥群体的智慧,带领群雁振翅起高飞。

  
  2017年5月27日,在我国首个全国科技工作者日即将到来之际,旨在鼓励科技工作者勇于创新的全国创新争先奖在京揭晓。这是继“国家自然科学奖”“国家技术发明奖”“国家科学技术进步奖”之后,由国家批准设立的又一个重大科技奖项,是国家科技奖励体系的重要组成部分和补充,是国家科技奖项和人才计划的有效衔接。
  众所周知,创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。纵观世界各国几千年的文明发展史,各个阶段的主要强国无一不是抓住了历次科技革命的机遇,依靠原始创新引领技术变革和产业发展,最终步入了世界强国之列。由于历史原因,我国同世界科技发展潮流在近代渐行渐远,屡次错失富民强国的历史机遇,其根源之一就是科技落后。
  进入21世纪以来,我国科技整体水平大幅提升,一些重要领域跻身世界先进行列,某些领域正由“跟跑者”向“并行者”“领跑者”转变。而这一转变的根本原因就是我国走出了一条自力更生、自主创新的发展道路。依靠持之以恒的自主创新,过去这些年来,我国航天事业创造了以“两弹一星”、载人航天、月球探测为代表的辉煌成就;中国高铁成为当今世界上最快的列车,并成为我国走向世界的一张“黄金名片”;量子通信研究取得重大突破,在国际上首次成功实现了“多自由度量子体系的隐形传态”一系列原始创新成果不断涌现。
  人才是创新的根基,是创新的核心要素。在这场由创新引领的全球竞逐中,是我们的科技工作者们以敢为天下先的勇气站在了潮头,奋勇争先。全国创新争先奖的颁发便是对他们书写创新“答卷”的肯定。从东南大学数学学院院长、首届全国创新争先奖获得者曹进德身上便可管窥一二。
  
创新为基 博众人之长
  
  作为当今世界最热门的词汇之一,创新几乎成为了人人争相竞逐的目标。但是,究竟什么是创新?
  从哲学上来说,创新是人的实践行为,是人类对于发现的再创造,是对于物质世界矛盾的利用再创造;从社会学观点来看,创新是指人们为了发展需要,运用已知的信息和条件,突破常规,发现或产生某种新颖、独特的、有价值的新事物、新思想的活动;而从经济学角度来讲,创新则是指以现有的知识和物质,在特定的环境中,改进或创造新的事物(包括但不限于各种方法、元素、路径、环境等),并能获得一定有益效果的行为
  可见,在不同的学科背景下,创新有着不同的含义。在曹进德看来,在科研领域,创新至少应该包含3个层次的创新。“譬如栽树,第一层次的创新就是直接栽种了一棵树,也就是开创了一个新领域;第二层次就是理论与工程方法上的创新,比如让这棵树长出了一根本来没有的枝桠,也就是说能解决重大理论与工程问题;第三层次虽然没有长出新的东西,但是却能让你的树长得更好更漂亮,这也是创新。”
  尽管创新的层次不一样,但只要有新的领域、新的方法、新的思想,甚至是新的工具出现,都属于创新。“开辟一个新的领域固然很好,但也不是说其他层次就一定落后。就像从原来的树上生长出来的枝桠也有可能落地再生长,并且比原先的树还要大。副产品也有可能超过主产品,重要的是创新思维和方法。”曹进德说。
  作为复杂网络与神经动力学领域的带头人,曹进德的主攻方向在应用数学,尽管以理论为主,但研究的问题却是从工程实践中提炼出来的。数学发展到如今,已有足够庞大的基础理论支撑,但应用到各学科、工程实践中的知识却寥寥无几。在曹进德团队,用数学理论知识解决各个领域的实际问题就是他们的目标。
  “虽然我研究的领域好像涉及的范围很广,神经网络、复杂网络、多智能系统,再到现在的网络群体智能等等,但实际上万变不离其宗,背后都是有共同点的。”曹进德说,无论是做神经网络还是复杂网络,从数学角度来讲,都可以抽象为点和边的结构。点即为一个个单独的个体,个体与个体之间关联起来便渐渐张开了“大网”。在神经网络里,一个个神经元就是个体,关联起来便形成了神经网络。“无论是哪种网络,用数学的方法都可以抽象为点边的结构,然后用图论来表示。某种意义上来说,这其实也是思维上的创新。”他说。
  图论是数学的一个分支,它以图为研究对象,用来描述某些事物之间的特定关系。原先在数学领域,图论研究是一个单独的方向,和代数分离,但在近年来网络研究的催生下形成了新的学科方向——代数图理论,即将两者结合起来共同进行研究。“也就是说,在这些相关的领域,无论我们现在做的是哪一个,但其实背后都存在着某种本质上的共性一面。就像现在热门的大数据、人工智能也是一样,数据与数据之间的关联也可以用图论来表示。”曹进德说。当然,各个单元之间并不是简单地关联起来就完成了,其背后形成的原理才是研究的重点。“鸟群为什么能形成队形?飞行编队为何短短时间就能协调一致?我们看到的都只是现象,背后的原理是什么?无论研究哪一个领域,解决这些现象的本质才是最重要的。但是一个人的力量肯定不行,我们需要聚集一群人的力量,发挥群体智慧,实现群体智能。”曹进德表示。
  栽好梧桐树,引来凤凰栖。要想成为“领跑者”,首先就要求自身拥有足够的发展前景吸引人前往。在曹进德团队,以理论为主的研究基本注定了成果的体现形式不外乎一些原创性文章。因此,论文也成为了检验团队成果的主要途径之一。
  仅以团队领导人曹进德为例,多年来他在神经动力学与优化、复杂网络与复杂系统和多智能体系统等领域做出了系统而深入的研究,并在SIAM J.、IEEE Trans.、Nonlinearity、Physica D和Automatica等刊物发表论文数十篇,SCI他引超万次,H-指数为85。这绝不是一串普通的数字。不了解的人或许不太明白,在信息领域,不仅仅是在国内,即使从全球来看,论文他引及影响因子能达到这样的数据也是极其罕见的。从2014年开始,曹进德就连续3年被汤森路透评为“全球高被引科学家”。并且,近两年连续入选数学、工程学及计算科学3个领域的高被引榜单,成为全国同时入选3个领域的唯二学者之一。
  不过,“大厦之成,非一木之材也;大海之阔,非一流之归也。”事实证明,只有汇集群体的力量、博采众人之长,才能从量变引发质变的飞越,成为事业发展的阶梯。
  
百家争鸣 汇发展力量
  
  2017年2月27日,爱思唯尔发布了2016年中国高被引学者榜单。中国内地38个学科的1776名最具世界影响力的中国学者入选其中。值得注意的是,在上榜的22位东南大学专家学者中,有5位来自同一课题组。他们就是东南大学复杂系统与网络科学研究中心主任曹进德及其团队成员梁金玲、刘庆山、虞文武和卢剑权。并且,在此之前,曹进德与虞文武已连续多年入选汤森路透“全球高被引科学家”榜单。
  一石激起千层浪。短短几年时间,曹进德团队就以迅雷不及掩耳之势进入了众人视线,成为荣誉与光环的焦点。尽管如此,在团队成员眼中,外界的评价也远远比不上自身原创性成果的贡献。
  “现在的评价体系应该说非常丰富,但并不是越多越好,还是要注重原创性的贡献,要看你有没有解决实际中重大的问题,或者对这个领域有没有贡献这些才是最重要的事。”东南大学青年特聘教授、数学学院副院长虞文武如是说道。
  作为团队的领头人之一,虞文武长期从事复杂网络系统协同分析、控制与优化等相关研究,曾先后入选2014年度国家“万人计划”青年拔尖人才、2016年度教育部“长江奖励计划”青年学者、2013年获国家优秀青年科学基金;2014~2016年连续3次入选汤森路透全球高被引科学家;发表SCI文章100余篇,引用8000余次,H-指数为37。并且,他曾获2016年度国家自然科学奖二等奖(第二完成人)、2016年度中国指挥与控制学会科学技术奖一等奖(第一完成人)、2016年度教育部自然科学奖二等奖(第一完成人)、江苏省数学成就奖等多个奖项和荣誉。从2010年正式加入团队至今,他与团队共同见证了彼此的进步与发展。
  当然,不只是他,团队每一位成员都是如此。作为少数的女性科研工作者之一,东南大学复杂系统与网络科学研究中心教授梁金玲加入课题组已近十年。在这里,她曾先后获得第九届“中国青年女科学家奖”(2012年),并入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”;同年被遴选为江苏省第四期“333高层次人才培养工程”中青年科学技术带头人培养对象,2015年入选江苏省“六大人才高峰”高层次人才。2007年获得教育部自然科学奖二等奖(排名第二),2014年获得首届汤森路透中国引文桂冠“高被引学者”荣誉称号对于梁金玲而言,在团队中得到飞跃式发展似乎是再自然不过的一件事。
  “曹进德老师每年都会给自己定一些目标,不停前进。在他的带动下,我们团队的每一个成员都在不断地往前走。尽管做科研时间维度比较长,但只要不半途而废,坚持不懈地做下去总能取得成就。”梁金玲说。
  还有东南大学青年特聘教授、复杂系统与网络科学研究中心副主任卢剑权,在团队的几年中,他曾先后获得2016年江苏省科学技术奖二等奖(第一完成人)、2010年江苏省科学技术奖一等奖(第二完成人)、2016年获江苏省数学成就奖,并入选教育部新世纪优秀人才支持计划、江苏省“333高层次人才培养工程”中青年科学技术带头人培养对象、江苏省“六大人才高峰”高层次人才等。在他看来,做科研不仅不会枯燥,反而充满了无边乐趣,就像开发城堡,深入其中就会发现其乐无穷。
  ……
  正所谓:“一花独放不是春,百花齐放春满园。”在曹进德团队,越来越多优秀的成员如雨后春笋般涌出,成为创新驱动发展的重要力量。
  “经常有人问我带团队有什么诀窍,实际上我也没有提前规划过,顺其自然就过来了。”曹进德笑着说,“我想,只要你有足够的资源和平台,并且让每一位成员都能充分地发展,自然会有优秀的人才加入团队之中。”
  
自由生长 天高任鸟飞
  
  在中国,自1929年陈寅恪先生在所作的王国维纪念碑文中提出“独立之精神,自由之思想”以来,这句话几已成为学术界的“圣经”。然而,尽管心向往之,但现实生活中能实现的又有几何?也正是因此才更加显得难能可贵。
  “大到国家、学校,小到几人的团体,其实都需要树立文化。前人的精神思想就像灯塔,在潜移默化中影响着每一个人,代代相传。”曹进德说,拥有文化底蕴的团队就像历经风雨的大学一样,教授的风采、严谨的治学精神、努力学习的氛围每一项都在无形之中影响着每一个人。在曹进德团队,这样一种文化根植于每一个人心中。
  “他从来没说让我们一定要继续做科研,学生能够成长起来才是曹老师最希望看到的,尽管去了其他领域也是一样。”卢剑权说。
  在东南大学复杂系统与网络科学研究中心,有近乎一半的成员都曾是曹进德所带的学生。梁金玲是他的第一届博士生,虞文武、卢剑权是他的硕士生,还有东南大学数学学院教授王冠军、副教授聂小兵同样曾是他的博士生
  经常有人问曹进德,“为什么你的学生出去后还会再回来?”的确,在曹进德所带的学生中,大部分都曾有德、英、美及香港等地区的留学经验,等在他们面前的是更加广阔、自由翱翔的舞台。那么,为什么他们还愿意回来?
  “每一个成员的发展前景是我最优先考虑的目标,无论硕士也好、博士也好,只要有利于他们的发展我都会支持,不去管将来会怎样。”曹进德说,如果必须要有可总结的经验,也许这就是他的“制胜法门”。
  对待每一个学生,曹进德总会竭尽所能为他们创造更好的条件和舞台,只要对他们有利、对国家有利、对社会有利,那么,即使送出去后不回来又有什么关系?然而,也恰好是这样的广阔胸怀才成就了如今优异的团队。无论是曾经的学生还是新加入的青年人才,曹进德全部一视同仁,给予对方最大的空间和舞台,从不会过分干涉和领导。这一中心主任之责许多时候也只是维系管理,“让每一位成员自由发挥才能成长为参天大树”。
  “我们国家行政化确实比较严重,但曹老师却给我们提供了一个非常宽松的环境,让我们自由发挥,从来不会过多干涉,让我们按照他的想法来做。”虞文武介绍。也正因为如此,短短几年时间,他就做出了令人称赞的成就。
  青出于蓝而胜于蓝,学生超过老师的现象再正常不过。如果没有一个足够包容的胸怀、没有可供自由发展的环境,又如何创造更多的成就,事业又由谁来传递?
  “每一个老师都希望看到自己的学生事业有成,这就需要给他们足够的发展空间,管理上要与时俱进。”曹进德说。
  当然,放松绝不是放弃不管。风筝飞得再高也始终离不开线的牵引,而在团队之中,这根线就化为了团队的凝聚力。“几十人心往一处想、劲往一处使并不容易,但只要形成了良好的团队精神和文化,即使你什么都不教,日积月累之中、耳濡目染之下,总会受到环境的影响。”曹进德说,“周围人的进取心以及敬业精神你总能感受得到,无形之中就会受到激励。”有了这股劲,“单飞”时会飞得更高,合作就会产生更大的效果,所谓“1+1>2”不外如是。
  
不忘初心 风雨砥砺行
  
  团队能够一步步发展到如今的规模,这是曹进德最初并不敢想的一件事。
  2000年初,作为特聘教授从云南大学辗转调入东南大学时,曹进德只有独自一个人。面对全新的环境,不要说建立团队,就连自己该如何发展也无法确定。“那时所想的无非就是赶紧适应环境稳定下来,能够对学校有所贡献。”曹进德说。尽管1996年在云南大学任教时,他已经被破格提升为教授,但换了新的单位,无论以前做得再好,一切都得“清零”重来。
  那时师资力量较弱,刚到东南大学时,曹进德所在的研究方向,硕博士生的课几乎全由他一个人来上。尽管面临的压力非常大,但他深知一个院系、团队要建立起来必须树立文化。因此,在开始所带的几届学生中,曹进德事无巨细,从各方面一点一滴培养他们,花费了大量时间和心血。就这样一届又一届慢慢形成了自己的文化。从老师到学生,人人兢兢业业、奋发进取。
  “我一般很少会给学生压力,但是他们自己会感受得到。因为前面的师兄师姐都太优秀了,你不说他们自己也能感觉到压力。”曹进德说。之前有一个学生压力太大,状态很不好,曹进德知道后赶紧停下交给他的所有任务,自己也经常给他打电话聊天,并让同门师兄师姐关注他的微信朋友圈及时开导。后来那个学生不仅缓解了状态,还和关心他的师兄师姐们成为了很好的朋友。“最近就有一个学生压力大,主要就是因为前面的人做得太好,他自己也是有上进心的人才会感觉到压力。我就跟他说,你的长处不在这儿,要是换你擅长的领域来做,你的师兄师姐也不一定超过你。后来他自己也想通了,现在也做得不错。”曹进德说。
  看到如今受到广泛关注与赞誉的团队,曹进德有时也会不禁感慨。十几年的时光匆匆而逝,不知不觉间他就从一个人的团队发展到如今的规模。无心插柳柳成荫,没有想过的荣誉也一个个纷至沓来。2015年年底,全球最大的非营利专业技术学会IEEE(国际电气与电子工程师协会)公布了2016年度Fellow名单。因在神经网络分析方面的突出贡献,曹进德成为了当年入选的中国内地14位学者之一。不到半年后,他又迎来了一个更加意料不到的惊喜。在给人发邮件时,无意中他发现了大半个月前欧洲科学院发来的院士当选确认信,以肯定他在所研究领域的突出成就,着实在意料之外。
  “欧洲科学院院士是提名推荐制,也不用你提交材料,有人提名推荐并经过严格的评选程序通过后就会给你发来确认信。所以在那之前你是一无所知的。”曹进德说,2016年共有2位中国学者当选欧洲科学院院士,除了他以外,另一位即为中国科学院院长白春礼院士。
  尽管团队受到的关注越来越多,但曹进德并不敢有丝毫放松。反而随着规模的日益壮大,他对自己和团队成员也有了更高的要求。从自己的领域出发,不仅要解决实际生活中重大问题,并且还要融入到国家重大发展战略中去。“以不变应万变,如何用自己所学为国家发展和经济建设做出贡献是我们现在最为关心的问题。”曹进德说。
  穷则独善其身,达则兼济天下。用自己所长为国家发展贡献力量是曹进德团队永恒不变的目标。只是,当能力越大时,责任也就随之越大。
  2017年3月,在联合学校多个院系相关学科的教授,整合了交通、信息、电气等多个学院的优秀人员后,曹进德又带领新的队伍成功申报了江苏省网络群体智能重点实验室,再一次集众人力量重新出发。他说:“个人的成长与国家发展息息相关,学有所成后就应当将自己的知识融入到国家经济建设需求中去。无论是平台建设还是人才引进,我们的目标始终如一。”
    
专家简介:  
  曹进德,教授,博士生导师,四川大学理学博士,香港中文大学博士后,享受国务院特殊津贴。现任东南大学首席教授,校学术委员会副主任、理学部主任、数学学院院长,江苏省网络群体智能重点实验室主任、复杂系统与网络科学研究中心主任。2017年当选为巴基斯坦科学院外籍院士,2016年因在其研究领域的突出成就当选为欧洲科学院院士,2015年因其在神经网络分析方面的突出贡献当选IEEE Fellow。现为Thomson Reuters全球高被引用科学家(覆盖工程学、计算机科学和数学3个领域)。2017年获首届全国创新争先奖,2010年获江苏省科学技术奖一等奖(排名第一),2008年获Thomson Reuters卓越研究奖,2007年获教育部自然科学奖二等奖(排名第一)。
  曹进德长期从事复杂网络与复杂系统、神经动力学与优化、多智能体系统研究,先后主持国家自然科学基金项目7项,教育部博士点基金3项,项目成果作为国家自然科学基金项目成果巡礼写入国家自然科学基金委2009年年度报告。已在SIAM J.、IEEE Trans.、Nonlinearity等刊物发表论文数十篇,SCI他引超万次,ESI高被引论文51篇,H-指数为85。2006~2015年期间6篇论文获中国百篇最具影响优秀国际学术论文。先后担任IEEE Trans. Neural Networks、IEEE Trans. Cybernetics、IEEE Trans. Cognitive and Developmental Systems、Nonlinear Analysis: Modeling and Control、Advances in Difference Equations、Math. Comput. Simulat.和Neural Networks等12个SCI学术期刊的编委。
  

分享到:
资讯