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陳雷：在港科大（廣州），以大數(shù)據(jù)研究驅(qū)動(dòng)前沿科技

數(shù)據(jù)是什么樣的？在香港科技大學(xué)（廣州）信息樞紐數(shù)據(jù)科學(xué)與分析學(xué)域主任陳雷教授看來(lái)，數(shù)據(jù)不是簡(jiǎn)單冰冷的數(shù)字，而是有著多種形態(tài)、可以流動(dòng)變化的“數(shù)據(jù)立方體”（Data Cube）。數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的信息和價(jià)值就像寶藏一般，需要挖掘和開(kāi)采。在“工業(yè)革命4.0”時(shí)代，數(shù)據(jù)科學(xué)與分析不僅是一個(gè)典型的交叉學(xué)科，而且正顯示出驅(qū)動(dòng)前沿科技發(fā)展的能量。

從2005年加入香港科技大學(xué)，到2019年參與香港科技大學(xué)（廣州）的籌設(shè)，作為世界數(shù)據(jù)科學(xué)與分析領(lǐng)域的領(lǐng)軍學(xué)者，陳雷看到了大數(shù)據(jù)學(xué)科在粵港澳大灣區(qū)更為廣闊的研究和應(yīng)用前景，也在港科大（廣州）這張“白紙”上看到了盡情揮灑的無(wú)限可能。

我不喜歡一眼看到頭（predictable）的生活

2005年，陳雷加入香港科技大學(xué)。從助理教授、副教授、正教授到講座教授，陳雷的學(xué)術(shù)道路走得非常順?biāo)?。在大?shù)據(jù)學(xué)科領(lǐng)域，他的研究成果在多個(gè)國(guó)際頂尖的學(xué)術(shù)期刊和學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表，并獲得諸多榮譽(yù)，例如：2015年SIGMOD會(huì)議‘Test-of-Time Award’,獲獎(jiǎng)?wù)撐模惱诪榈谝蛔髡撸┮驯灰贸^(guò)1500次；2022年VLDB“最佳論文獎(jiǎng)”（Best Regular Paper Award）。陳雷帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)獲得多項(xiàng)國(guó)家級(jí)基金資助，并與華為、微軟等世界知名企業(yè)建立了長(zhǎng)期合作關(guān)系。

同時(shí)，在陳雷的帶領(lǐng)下，香港科技大學(xué)推出了全香港首個(gè)授課型大數(shù)據(jù)技術(shù)課程（MSc of Big Data Technology）。這個(gè)項(xiàng)目憑借雄厚的師資實(shí)力、科學(xué)合理的課程設(shè)置、與業(yè)界的緊密合作，已成為港科大最受歡迎、學(xué)生就業(yè)情況最好的研究生課程之一。

一路順風(fēng)順?biāo)瑸槭裁匆獊?lái)港科大（廣州）、從零開(kāi)始？陳雷說(shuō)，他考慮了兩方面的情況?！按蟾艔?018、2019年開(kāi)始，我就感覺(jué)到，內(nèi)地城市、特別是科技企業(yè)比較集中的城市，公眾對(duì)數(shù)據(jù)智能化的接受程度很高。這樣的環(huán)境下，數(shù)據(jù)來(lái)源非常豐富，為研究提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也孕育出很多研究課題?！标惱渍f(shuō)，舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，香港至今還有很多場(chǎng)所是不接受電子支付的，只收實(shí)體貨幣；但在內(nèi)地，電子支付已經(jīng)成為常態(tài)。相比之下，電子支付的廣泛應(yīng)用可以產(chǎn)生大量的消費(fèi)數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行挖掘，能夠?qū)οM(fèi)者的行為模式進(jìn)行更精準(zhǔn)的分析。

“同時(shí)，來(lái)自產(chǎn)業(yè)的需求也在急速增加。不僅騰訊、阿里巴巴等互聯(lián)網(wǎng)頭部企業(yè)重視大數(shù)據(jù)，很多傳統(tǒng)行業(yè)的企業(yè)也在做數(shù)字化轉(zhuǎn)型，他們都希望與高校開(kāi)展聯(lián)合科研，也愿意為學(xué)生提供實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)。我當(dāng)時(shí)就想，如果在內(nèi)地、特別是在大灣區(qū)的內(nèi)地城市有一個(gè)平臺(tái)，開(kāi)展科研、交流、學(xué)生培養(yǎng)，會(huì)便利得多，很多想法也可以落地實(shí)現(xiàn)?！标惱渍f(shuō)，因此，在2019年，港科大（廣州）創(chuàng)新的融合學(xué)術(shù)架構(gòu)尚在討論和完善之時(shí)，他就義無(wú)反顧地加入了籌建團(tuán)隊(duì)。

“我不喜歡predictable的生活?！标惱渍f(shuō)，在港科大（廣州），有任何想法都可以立刻放手去做。這里平臺(tái)廣闊，機(jī)會(huì)無(wú)限。

以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)跨學(xué)科研究 創(chuàng)下建校以來(lái)多個(gè)“第一”

從加入港科大（廣州）至今，陳雷帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，為學(xué)校實(shí)現(xiàn)了許多“第一次”的突破。

2021年8月，陳雷率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)為仍在籌建中的港科大（廣州）贏得了數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)會(huì)議VLDB的2024年主辦權(quán)。這將是港科大（廣州）首次承辦頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議，也將是VLDB會(huì)議第二次到中國(guó)內(nèi)地舉辦。2022年，陳雷主持申報(bào)的“多模態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與知識(shí)融合的可解釋性知識(shí)圖譜推理技術(shù)”項(xiàng)目獲得2022年度國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)支持項(xiàng)目—企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金資助，資助經(jīng)費(fèi)（直接經(jīng)費(fèi)部分）254萬(wàn)元。這是香港科技大學(xué)（廣州）首次獲得國(guó)家自然科學(xué)基金該類(lèi)型項(xiàng)目的資助。

香港科技大學(xué)（廣州）融合學(xué)科的學(xué)術(shù)架構(gòu)也為數(shù)據(jù)科學(xué)開(kāi)辟了新的可能性。“比如，碳捕集與封存研究，需要尋找合適的材料。傳統(tǒng)的研究方法是將碳捕集的材料拿到實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，以了解它的性能和應(yīng)用效果，時(shí)間和經(jīng)費(fèi)成本都比較高。我和社會(huì)樞紐的李佳教授一起討論，正在嘗試用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、用AI來(lái)模擬和預(yù)測(cè)碳捕集材料的性能，不僅可以節(jié)約時(shí)間金錢(qián)，還能尋求最優(yōu)解。”陳雷介紹，所謂的“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”，就在于AI的模擬并不是“無(wú)中生有”，而是要先用數(shù)據(jù)增強(qiáng)的方式，讓AI去學(xué)習(xí)此前積累的數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行科學(xué)的模擬和預(yù)測(cè)。沒(méi)有數(shù)據(jù)的支撐，人工智能、模擬測(cè)算都將會(huì)是無(wú)源之水。

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)前沿科技發(fā)展，也體現(xiàn)在人工智能等多個(gè)領(lǐng)域。陳雷介紹，以目前最“火”的Chat GPT為例，就是用海量數(shù)據(jù)預(yù)訓(xùn)練模型，讓人工智能具備了分析、處理信息，與人進(jìn)行實(shí)時(shí)、復(fù)雜的互動(dòng)的能力。另一方面，數(shù)據(jù)又制約著人工智能的能力邊界。“比如，Chat GPT所用的訓(xùn)練數(shù)據(jù)只截止到2021年，所以AI的‘知識(shí)’也就只到2021年，這從另一個(gè)方面凸顯了數(shù)據(jù)在人工智能學(xué)科中的基礎(chǔ)性作用?！?/p>

陳雷團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)團(tuán)隊(duì)合作，目前正在進(jìn)行一項(xiàng)“大數(shù)據(jù)+金融科技”的跨學(xué)科研究項(xiàng)目——智能量化交易。以先進(jìn)的數(shù)學(xué)模型替代人為的主觀判斷，通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)來(lái)制定投資策略。“公司發(fā)布的所有信息，包括財(cái)報(bào)、公告、新聞報(bào)道，都被納入動(dòng)態(tài)知識(shí)圖譜的表征學(xué)習(xí)，隨著市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)不斷更新?！标惱捉榻B。

“數(shù)據(jù)科學(xué)的魅力，也正在于它是不可預(yù)知的（unpredictable）。”陳雷說(shuō)，物理、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的很多問(wèn)題有“唯一解”，但數(shù)據(jù)科學(xué)沒(méi)有“唯一解”，而是永遠(yuǎn)在尋找“最優(yōu)解”。

學(xué)域師資強(qiáng)大背景多元 今年首招本科生

目前，數(shù)據(jù)科學(xué)與分析學(xué)域已招聘到15位全職教授，成為港科大（廣州）目前發(fā)展最快的學(xué)域之一，而且?guī)熧Y背景多元，實(shí)力雄厚。

比如，褚曉文教授的研究興趣在 GPU 計(jì)算、分布式機(jī)器學(xué)習(xí)、云計(jì)算和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等方面，近年來(lái)特別關(guān)注高性能機(jī)器學(xué)習(xí)，取得了一系列有影響力的成果。羅瓊教授對(duì)人工智能在科學(xué)上的應(yīng)用（AI for science）,科學(xué)數(shù)據(jù)處理（Scientific Data）的研究非常深入。王煒教授研究方向是高維數(shù)據(jù)建模和查詢，數(shù)據(jù)庫(kù)與人工智能技術(shù)融合（DB+AI），知識(shí)圖譜和自然語(yǔ)言處理等，發(fā)表了多篇高水平論文。

“招募優(yōu)秀人才的時(shí)候，我常說(shuō)，這里是一張白紙，請(qǐng)大家一起來(lái)創(chuàng)業(yè)！”陳雷說(shuō)。而讓老師們感到驚喜的是，越接觸港科大（廣州），越能感受到學(xué)校對(duì)人才的重視和全方位支持。學(xué)校提供了充足的科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)、充分的實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地，大型高性能計(jì)算機(jī)服務(wù)器等設(shè)備，為數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)科研的順利開(kāi)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)校的人才服務(wù)處、人力資源處、科研處等行政部門(mén)為相關(guān)的人才、科研項(xiàng)目申報(bào)提供專(zhuān)業(yè)協(xié)助。生活方面，學(xué)校對(duì)教授們的關(guān)懷也細(xì)致入微。

陳雷談到，國(guó)家高度重視、大力支持粵港澳大灣區(qū)的發(fā)展，而且大灣區(qū)已經(jīng)具備了全產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用環(huán)境，這里的創(chuàng)新活力正在吸引全世界的優(yōu)秀人才。在這樣的環(huán)境中，科研工作者很容易找到自身研究興趣和產(chǎn)業(yè)結(jié)合的突破口，從而擴(kuò)大科研的影響力。“科研成果影響大眾生活帶來(lái)滿足感和發(fā)表學(xué)術(shù)論文帶來(lái)的滿足感是不一樣的。我相信，處于大灣區(qū)核心的港科大（廣州）能夠提供這樣的機(jī)會(huì)。”

2023年，港科大（廣州）將面向廣東、河南、山東、四川等4個(gè)內(nèi)地省份，以及中國(guó)港澳臺(tái)地區(qū)招收本科生。“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”是我校首批招收本科生的三個(gè)專(zhuān)業(yè)之一。

陳雷介紹，學(xué)域踐行港科大（廣州）的“跨學(xué)科”理念，緊扣社會(huì)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，讓學(xué)生有更多到產(chǎn)業(yè)界學(xué)習(xí)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)。目前，數(shù)據(jù)科學(xué)與分析學(xué)域已吸納約20位來(lái)自業(yè)界的導(dǎo)師，包括來(lái)自阿里巴巴、京東、騰訊、字節(jié)跳動(dòng)、貝殼、微軟、韓國(guó)電信等知名企業(yè)的技術(shù)專(zhuān)家及高級(jí)管理人員。

去年9月29日，香港科技大學(xué)（廣州）與中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司廣州分公司簽署戰(zhàn)略合作簽約儀式。如今，雙方的合作即將瓜熟蒂落，元宇宙聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室近日即將掛牌。陳雷正是這一實(shí)驗(yàn)室的領(lǐng)軍科學(xué)家。

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同時(shí)，陳雷團(tuán)隊(duì)也向?qū)W校的教務(wù)委員會(huì)（Senate）提交了Data-Centric Artificial Intelligence 的授課式研究生項(xiàng)目計(jì)劃。不同于美國(guó)、英國(guó)及中國(guó)香港地區(qū)等普遍一年的授課制研究生項(xiàng)目，該項(xiàng)目計(jì)劃讓學(xué)生第一年在學(xué)校進(jìn)行數(shù)據(jù)科學(xué)和AI等相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，第二年到業(yè)界跟隨產(chǎn)業(yè)導(dǎo)師學(xué)習(xí)。

對(duì)于有意報(bào)考數(shù)據(jù)科學(xué)專(zhuān)業(yè)的同學(xué)，陳雷給出了建議?！跋Ｍ麑W(xué)生有比較扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)據(jù)感興趣，比如數(shù)據(jù)的模式（pattern）、數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)（linkage）、數(shù)據(jù)的組合優(yōu)化，等等。更希望學(xué)生有科學(xué)挑戰(zhàn)的精神，我們一起去發(fā)掘數(shù)據(jù)的寶藏！”