探索真理 艰难跋涉——记中国科学院国际评审专家、国际著名统计学家我校校友范剑青教授

  • 中国科学院数学与系统科学研究院 万绍然
  • 日期:2011-10-24
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探索真理  艰难跋涉
 
——记中国科学院国际评审专家、国际著名统计学家我校校友范剑青教授
 
范剑青,福建莆田人,1982年毕业于复旦大学数学系,随后考入中国科学院应用数学所攻读硕士。1986年进入美国加州柏克利大学攻读博士学位,1989年以优异成绩提前毕业,赴北卡罗纳教堂山大学,先后担任助理教授、副教授、教授。19972000年,范剑青任加州洛杉矶大学教授,及多家顶尖刊物的副主编,于2004年任《统计年鉴》(The Annals of Statistics的主编,成为该杂志创刊70多年来唯一的亚裔主编, 20062009年任国际数理统计学会主席,并于2007年至今任《计量经济》(Econometrical Journal)的共同主编。他还当选为美国统计学会会士(Fellow)、国际数理统计学会会士、美国科学促进会会士和国际统计研究院会士。20002003年,受聘为香港中文大学统计学讲座教授、统计系系主任。2003年,任美国普林斯顿大学统计与金融工程终身教授,2006年任普林斯顿大学金融讲座教授暨统计研究委员会主席。
 
(一)
 
1962年底,范剑青出生于福建莆田市新度镇洋埕村,这里三面环山,一面靠海。明代大旅行家徐霞客曾记录下了莆田县附近仙游九鲤湖一带“围青漾翠”、“峻壁环锁”、“瀑流交映”的奇美风光。儿时,范剑青陶醉于这“壶山岚水”的醉人美景中:湄洲湾畔的绚丽朝霞映红了广袤的田野,壶公山下的烂漫桃花盛开在故乡的沃土……这一切都令他流连忘返。而历代雄踞闽省之冠的进士人数、脍炙人口的科甲美谈、“文献名邦,海滨邹鲁”的鼎盛文化更陶冶了他的身心。
浓厚的人文气息陶熔鼓铸。即便在动乱年代,许许多多年轻教师焚膏继晷、宵衣旰食,默默无闻地为国家教育事业做出自己的贡献。范剑青至今记得,1978年高考恢复不久,没有现成的复习材料或参考文献。这些教师便日以继夜,自己编写习题、考题,模拟考试训练接二连三。老师十分重视学生的数理化、语文等各门功课的均衡发展,还抽时间组织各校之间的交流。当时甚至在没有任何报纸可供阅读的艰苦条件下,他们不辞劳苦,把心血全部倾注在了学生身上。老师的培育之恩使得年轻的范剑青深铭肺腑,那时他就懂得铁杵成针、积厚成器的道理;他们以身作则、鞠躬尽瘁的无私奉献精神更激励着他发奋苦读,锐意进取。而显然,他们这种自发自愿、全心投入的举动深深植根于这一抔世代眷恋的乡土,潜蕴着上千年精神文化力量的深厚积淀!
在那个年代,范剑青接受了9年教育。高考那年,他只有15岁,正值科学之风吹遍全国的日子。郭沫若《科学的春天》报告吹响了为理想“更加专心致志,废寝忘食,刻苦攻关”的奋进号角,鼓舞着他从此踏上“勇于探索真理”的航程,攀登数学险峰的道路。他不仅顺利考上了复旦大学数学系,还凭着一颗纯洁的童心,以此为题写出了一篇春华满目的作文,成为莆田地区的中学范文。
1978年秋的一个清晨,莆田至福州的公路旁,岚飘雾聚,秋水环山。范剑青搭乘邻居的汽车,风尘仆仆,一路颠簸,奔向福州。这是他第一次远离家乡,只身前往神秘而又陌生的上海。此刻,他心绪万千,心潮澎湃,憧憬着未来神秘的探索地,遐想着时空变换会带来怎样的浮沉变迁。此前,他甚至还从未见过火车,从未坐过公共汽车,外面精彩纷呈的陌生世界让他那韶华的内心充满了好奇,仿佛鱼儿游入大海,自由惬意。由于经济拮据,临行时父母负担不起路费,他只好独自一人前往,从福州转乘火车前往上海。抵达后因未能找到学生接待站,加之言语多有不通,他面临着前所未遇、不知所措的窘境,幸而后来一位好心的大爷把他送到了复旦。 
复旦大学对实际上还是少年的范剑青来说充满了新奇:青砖红窗的教学楼,绿树掩映的林荫道,“博学而笃志,切问而近思”的校训,思源亭边的池塘,青春飞扬的笑脸……但陌生环境还是使他产生了思乡之情。他从来没有写过信,甚至不知道去哪里买信封、买邮票,不懂得怎么寄……但即便如此,他清楚决不能回去,无论如何也要坚持下去。第一年上课时,他领悟能力很强,学业十分顺利。然而毕竟年龄尚小,好动好玩的天性在二年级被激发出来了,湿热难熬的夜晚,在同一寝室比他年龄大的五六个上海人的鼓动下,开始时常一起出去打牌、下棋。不过即便如此,他的功课并未受到太多影响,期末考试成绩仍很出色。
每个人小时候可能都会有一个梦想,它既可能是具体的也可能是模糊的。范剑青儿时的梦想就是来到北京中关村,进入国家的最高科研机构——中国科学院,让自己的身心自由徜徉在无边的知识海洋,让自己的灵魂思想获得不凡智慧的滋养。然而,梦想能够成真吗?他这位来自东南小镇的少年可不敢想象。他想象的未来就是像自己的中学老师那样回乡教书。直到1982年春节,在与他的一位中学同学一同回乡的路上,那位同学提起他要参加研究生考试,并无意中说起只有学校几位最优秀学生才有机会。此时,对研究生一无所知的范剑青情绪激昂起来,萌生了自己也要尝试考研的念头。
 
(二)
 
从大学开始,他一直偏爱在应用中提出理论方法,这次他鼓足勇气报考了梦想中的中国科学院应用数学研究所。一举考中的欣喜难以言表,因为在数学系200多名毕业生中,也只有两名考中。第一年,他在位于北京玉泉路的中科院研究生院念基础课,主要集中于五门至关重要的课程:概率论、数据统计、时间序列、随机过程,运筹学,由应用数学所的老师们亲自执教。
印象最深的是一场特殊的开学典礼,院长严济慈用黄浦军校来比喻这些新生对中国科学和经济发展的重要性,并以此激励许多美丽的心灵。当年“科学的春天”降临大江南北,中国首批18位博士学位授予仪式在人民大会堂举行,范剑青这些新生被安排前往参加并观看国家领导人亲自授予学位的过程。这些年长博士生们获得殊荣,承载无数人的期望,对他产生了极大的促进、激励作用。这成为他人生重大的转折点,从此他好像彻底变成了另一个人:在大学时他不求甚解,而现在却开始孜孜不倦,发奋读书。
心灵深处的激发像泉涌一般喷薄而出,他开始思考人生的目标,开始为游手好闲、碌碌无为而感到羞耻。当时,应用数学所共有19个研究生,在繁重的基础课面前,人人勤奋刻苦,相互鼓励,相互鞭策,树立起了一种积极进取的竞争精神,共同憧憬着美好的未来。夏秋之交的清晨,西山层峦叠嶂,林木葱郁,蔚然深秀,山路上留下了范剑青和同学们晨跑的身姿。在一天中这短短的一两个小时,范剑青尽情吐纳林间清新的空气,偶尔轻掬岩缝中清冽的甘泉,一时暂忘了丛脞繁重的学业,抛却了扰乱心神的杂念。他仿佛从这山山水水中获得了无穷的动力,取得了不竭的灵感,他不再踯躅,不再彷徨,而是热血沸腾,期待迎接任何挑战。他开始感动了:这不正是献身科学所需要的精神么?!原来仍旧懵懂迷茫的目标、方向开始变得清晰起来,患得患失的心态消失得无影无踪,相反,为追寻理想而奋斗的信念愈发坚定起来。
那时,四个人住一间宽敞明亮的宿舍,尽管条件仍旧艰苦,但生活却显得充实丰富。有时,院里会请一些外教来讲授科学、哲学及相关伦理等内容。在傍山依水的静谧环境里,在课上课下,师生间会自由探讨在语言、观念上的学习方法,大胆设想在计算机前人们将省略见面交流的后果,争论中国科技文化是否处在最佳发展阶段,担忧人类的物质繁荣并不能为自身带来精神上的幸福……在思辨的角逐碰撞中,无论观点如何,终究启发了范剑青和同学们从哲学伦理的角度去审视科学,去思考问题,用批判的眼光来看待人类文明进程中的各种现象,甚至反思过快发展对资源环境所造成的破坏等问题,逐渐领悟到事物的正反两面性。
在范剑青的记忆中,概率论的潘一民老师、数理统计的陈兆国老师、随机过程的杜金观老师等等不但言传身教,而且都深爱自己的学生。安鸿志老师,刚从澳大利亚回来,花了半学期的课程,他亲自证明自己的最新发现,学生们无不被他的学术精神、热情执著所深深折服。范剑青对数学科学在各行业的应用一直有着浓厚的兴趣。在潘-民老师提议下,他立志师从刚从美国斯坦佛回来的方开泰老师学习多元统计,历经两年海外的勤奋学习、刻苦钻研,方老师打下了坚实的基础,还带回了一些居于前沿领域的书籍,并组织各种讨论。其实从当时看来,那些问题的研究方向充满探究意味,已经经过相当认识。方老师提出的第一个题目“关于统计分布的一种推广”,他知道范剑青能够很快完成。在大学期间,范剑青时常接触到特殊函数,对这方面已相当熟悉,因此尽管题目论证起来稍有繁琐,但总体来说驾轻就熟、游刃有余,成果很快就在研究生院学报发表。有了研究经验和成功的自信。方老师育人有方,当时还给范剑青出了一位师兄、一位师姐没能完成的一道艰涩、深奥的题目,够得上如今美国博士论文的研究深度,结果他花了三个月时间,就把问题解决了,迄今为止,范剑青仍感到自豪。那时,他还经常前往中关村42号楼方老师家中去请教他,与他讨论。方老师总是热情洋溢地给予鼓励和启发。
两个题目完成之后,范剑青信心大增,对整体研究方向也有了一定认识,他甚至对广义多元统计这类科学问题兴趣盎然,后来又在这方面加以推广,完成了十来篇文章。1985年初,他考上了在职博士,念了一年半,此时他敏锐感到自己在这方面已经了解不少,自身发展将遇到瓶颈,因而对未来前途产生了些许困惑。另一方面,也有一种隐约感觉,希望有朝一日进入世界名校,以国际视野审视遇到的瓶颈,增进学业。因此,他开始产生了出国的想法。
 
(三)
 
1986年,范剑青远赴重洋,获得加州大学校董会奖学金后,来到加州伯克利攻读博士。第一年以基础课为主,第二年开始选择导师,先向著名国际理论统计学权威、加州大学伯克利分校教授法国人Lucient Le Cam 学习。他谦称自己年纪大了,推荐了29岁的统计奇才大卫·道能浩(David L. Donoho,后来成为美国科学院院士,麦克阿瑟天才奖和考普斯总统奖获得者)做他的博士生导师。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,麦克阿瑟天才奖和考普斯总统奖获得者彼得·毕克(Peter J .Bickel),于是范剑青有了两位导师。第四学期他开始接触学术课题,于第五个学期完成并成功地获得助理教授职位。他的毕业论文发展了两个领域的前沿,至今仍被广泛引用。
1989年,范剑青以优异的成绩提前毕业,前往北卡罗纳教堂山大学,相继担任助理教授、副教授、教授。在这里一呆就是十多年,与所有博士研究生一样,刚毕业后的前两年他经历了最艰难的一段时期,自身在学术发展中遇到的瓶颈问题有增无减,原有知识已基本掌握,博士期间的课题已经完成,新知识却出现暂时的断层,难以提出新问题。1991年,他自己又开辟了一些新途径,把原先一些不够深刻的统计问题摸索、尝试进行理论化,发展了局部建模理论和方法,其成果曾被用“文艺复兴”来形容对该领域的贡献
北卡罗纳州州府罗利市,北卡罗纳教堂山大学所在地,随处可见多元素集揉的维多利亚晚期的建筑,圆锥塔尖、四坡顶构造、单坡屋面下的门廊、轻缓的弧形拱……,绿茵如织的草地,茂密葱郁的树林,一切祥和地映照在落日的余晖下,浪漫四溢,娴雅宁静,折射出美国南方城市独有的乡情文化。在这一片雅致环境中,范剑青拥有自己一套不小的房子。每天晚上,他在这里学习、思考、休息。平时,女儿们学舞蹈、音乐,去社区参加活动等,他和妻子就会变成她们的专职司机,开车从平缓的山丘间穿行。在外面等侯期间,范剑青也会拿出文章来阅读,手不释卷。在舒心、充实生活的闲余,他涤荡了世俗的烦扰,忘记了终身职位的诱惑,自由惬意地“为其所乐”,专注于各种学问本身,包括了解统计在其他各行各业的发展现状,而不拘泥于某一固定领域。这样思路、视野就变得开阔起来,他开始重点向应用方向发展。
1997—2000年,范剑青担任加州洛杉矶大学终身正教授。在以往十多年里,他发表了论文一百多篇,其中大多刊登在统计学的顶尖刊物《统计年鉴》(The Annals of Statistics)和《美国统计协会杂志》(Journal of American Statistical Association)上,并出版了两本英文专著。
这一时期互联网风起云涌,改变了世界。科学的研究,产品的开发,经济的发展对海量数据的收集和分析日益彰显。范剑青愈发认识到统计在应用中的重要性。他认为,如果说尽管数学具有思维意识的高度抽象性,但归根结底是客观存在的反映,那么这一特征在统计领域就更为明显,统计中的大量问题主要源于实际,统计学科的发展伴随着统计理论方法的进步,而这些理论方法的产生前提是大量现实应用需求的存在。这就使统计科学与时代发展紧密联系起来。
时代巨变产生了两个效果。一是带来了机遇,使得原先的统计问题迎刃而解。纵观历史,传统统计的发展来自工农业的应用,当时数据的收集比较困难,统计问题相简单,现在可以扫描一大堆数据,新的统计问题应运而生。到了上世纪80年代,信息实现数字化,与最早光盘发明CD时相比,现在的歌曲三维、五维都诞生了,试想产生的统计数据增加了多少!现在完全可以扫描大量图象进行识别,很容易把问题数量化。到2000年后,生物信息的发展也使得大量相关统计数据得以收集。此外,包括股票交易在内的金融等其他领域也无不如此大量收集。
互联网的应用自身产生了海量的数据,互联网使统计学家可以随时获取数据,随时交流共同关心的问题,统计数据依靠人工逐一测量的时代一去不复返了。
二是对传统理论和方法也提出了挑战。现实需要统计分析从大量数据中挖出“金矿”,而传统方法已无法适应大量新出现的难以解决的问题。信息与技术的发展伴随搜集大量数据、处理各种各样问题,带来了前所未有的复杂性,以及对统计提出新的挑战。时代迅猛发展创造的现实需求将以前那种学科的界限扩大了。计算机学科侧重在数据收集与计算技术,统计则侧重于数据的分析、方法及其理论性质,它们的交融创造了“苹果”和“谷歌”的奇迹和生物信息发展的突飞猛进。海量数据的分析给科学发现带来了巨大的便利和条件,但也会造成科学的假象。怎样判别科学发明真假相关是一个至关重要的问题,是传统统计没有的问题。打个比方,以前在一个小村庄里,找到两个没有血缘关系而长相相似的人可能并不容易,但在中等城市就相对比较容易,在大城市可能就会更加容易得多。因为人多变量就多,数据增大了,这就是容易产生假相关。也就是随着数据样本的增大,相似的元素更容易找到。
 
(四)
 
香港维多利亚湾蓝天如洗,碧海奫沦。世纪之交,第二次赴港的范剑青凭栏眺望,若有所思。在北卡罗纳教堂山大学时,他曾在1995年到1997年特地赴香港中文大学访问工作了一年半,目睹香港的回归。那时正值亚洲金融风暴,中文大学准备成立金融风险管理专业,时年33岁的他受邀同他们一起着手相关课程设计这次赴港他年届37岁,并担任系主任,同时被授予学校最高教职的讲座教授,一下子就工作了三年半。中西文化的交融,传统理念的相似,使范剑青感到身心愉悦,师生关系融洽。执教之余他会与一批中国学者、师生在周末前往深圳聚餐,还在一起打羽毛球、乒乓球,去唱卡拉OK,生活意兴盎然,情趣丰富……
2003年,范剑青来到普林斯顿大学,被聘为统计与金融工程专业终身教授,此前这所大学已有20多年没有聘请过统计学家了。在这里,他逐渐对统计与其它学科的交融产生了更为透彻的理解,特别是在全球金融危机爆发的时刻,他对金融体系中的系统风险和其它的统计问题有了更深刻的认识。
在提到金融危机发生原因时,他认为,从本质上看,危机正显示出人们在统计应用方面的缺失与不足。概括为几方面。首先,对金融风险的度量不够标准。对于风险度量不准确、不标准的问题,显然直接表明统计在金融领域的应用、分析存在缺陷。其次,风险意识不足。这实际上是对统计分析的忽视,是无视统计数据、主观判定突发事件概率的固定思维模式。他举例提到了担保债务凭证(CDO),虽然表面上风险未知,但一般人普遍认为房价骤然下降10%招致违约的可能性不大,而这却足以说明问题。另外一方面,政府放宽了银行政策。大萧条后不少银行相当自律,现在又开始蠢蠢欲动。为了分散风险和推销,把按揭在各地打成包,大小不一,贷款标准也越来越低,甚至用别人的名字也很容易借到钱。这些低标准的按揭经银行打包后送入到市场上,足以表明风险意识不强。最后,金融业补偿方式存在不公平。补偿方式是金融市场盈亏得失不对等的一般现象,通过简单的统计数据就可以对实情一目了然,然而对此熟视无睹、任其滋生的原因,显然也与统计在金融领域不够受重视、应用明显存在不足有关。
 
范剑青的工作注重实践应用中发展理论和方法。他将统计学问题扩展到了非饱和、多元、非正态、非参数、高维统计的全新领域。他独创的非参数建模法使他2000年获得了著名的考普斯奖,他对高维统计等领域的重要贡献使他获得2007年洪堡终身成就奖,2007年晨兴应用数学金奖,2009 年Guggenheim Fellow 等殊荣。在数学统计道路上艰难跋涉的范剑青,以自身对事业的深深热爱与眷恋,谱写出了人生的华美乐章,他对统计,经济和金融等领域贡献也必将为他的家乡、他的母校、我们的国家与社会带来更多令人称颂的荣耀和无法估量的价值。
 
                     作者:中国科学院数学与系统科学研究院   万绍然