近日，中科院昆明动物研究所马占山研究员获得Applied Mathematics and Statistics (AMS)杂志2022年度优秀论文奖。该奖项依据读者对该杂志2022年度所有论文的阅读下载量，由编委会最终选定。获奖论文题目为“Coupling Power Laws Offers a Powerful Modeling Approach to Certain Prediction/Estimation Problems With Quantified Uncertainty” 该论文提出了一种预测复杂系统动态行为的数学建模方法，文章以生物多样性估计等问题预测示范了其方法。 

　　文章主要内容于2021年5月发布在预印本平台arxiv.org, 2022年1月由AMS杂志正式接受在线发表。审稿人之一，意大利物理学家Ilaria Spassiani在审稿意见中写道：以下修改建议并不是批评作者，而是作为一个物理学家，很好奇为什么提出这样一个“看似简单”的方法，而没有采用人工智能等更加复杂的方法，究竟是什么原因使得其取得了有些令人意想不到的准确性。为回应这一善意的、甚至有赞许意味的评价，作者在修改过程中增加了关于建模策略等问题的讨论。 

　　关于建模策略问题，论文作者引用了著名学者Richard Levins 1965年发表的经典论述。Levins 曾经与Robert MacArthur, Edward Wilson, Robert May等学者密切合作，对于现代理论生态学、特别是群落生态学做出了杰出贡献。Levins 认为，任何一个预测建模者都需要面对三个方面考量：realism (现实)、precision(准确)、和generality(通用)；而要同时满足这三项经常是相互矛盾的不现实目标。因此，建模的艺术就在于因地、因时制宜地选择在三个目标中的妥协，从而满足建模的目的。后有人将Levins策略称之为实用主义建模哲学,也有人称之为“简约理论”策略。这一建模思想也受到过质疑，其原因是该策略往往与“水晶球”(Crystal ball)式的预测相悖。实际上，Levins 本人是马克思主义信仰者，可以看出他建模思想中的辩证思维。作为物理学出身的 Robert May 将物理学中的简约建模在生态学中用到了近乎极致, 其实例之一是他从非常简单的Logistic种群增长模型中发现了混沌现象(类似模型可以解释“蝴蝶效应”) ，而这一模型可以说是微分方程中最简单的方程。但在他职业生涯的末期、则致力于研究银行系统风险这样高度复杂的系统，2008年前后，由他领导的200多人的跨学科团队也成功预测了2008年金融危机；只是作为科学研究，并没有受到金融领域类似的成功预测所获得的关注。但其研究结果，后来由May和英格兰银行行长于2011年公开发表在了Nature杂志(Systemic risk in banking ecosystems)。因此，“简约”和“复杂”并不是完全对立，并不是所有问题都需要人工智能来解决，人工智能也不是能够解决所有问题。 

　　获奖论文研究得到国家自然科学基金支持。 

　　相关文章： 

　　Ma ZS (2022) Coupling Power Laws Offers a Powerful Modeling Approach to Certain Prediction/Estimation Problems With Quantified Uncertainty. Front. Appl. Mathematics & Statistics 8:801830. doi: 10.3389/fams.2022.801830