當(dāng)?shù)厍蚩茖W(xué)研究遇上大數(shù)據(jù)與人工智能，會(huì)產(chǎn)生什么樣的反應(yīng)？
4月15日至17日，包括21位院士在內(nèi)的850多位專(zhuān)家學(xué)者齊聚中山大學(xué)珠海校區(qū)，見(jiàn)證中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與地學(xué)發(fā)展專(zhuān)業(yè)委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“專(zhuān)委會(huì)”）成立，并舉行首屆全國(guó)學(xué)術(shù)研討會(huì)，共同探討數(shù)據(jù)科學(xué)驅(qū)動(dòng)下的地球科學(xué)發(fā)展。
“用數(shù)字表達(dá)地球”
地球是人類(lèi)賴(lài)以生存的家園，以地球?yàn)檠芯繉?duì)象的學(xué)科統(tǒng)稱(chēng)為地球科學(xué)（簡(jiǎn)稱(chēng)“地學(xué)”），包含地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、海洋學(xué)、大氣物理、古生物學(xué)等多個(gè)學(xué)科。
“地學(xué)研究覆蓋人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的方方面面，包括氣候變化、地質(zhì)災(zāi)害、自然資源以及能源等。”中國(guó)科學(xué)院院士、中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院教授成秋明是專(zhuān)委會(huì)首倡者，也是首屆主任委員。他說(shuō)，地學(xué)研究要將地球的巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈等幾大圈層關(guān)聯(lián)起來(lái)，交叉發(fā)展。
而數(shù)據(jù)是關(guān)聯(lián)它們的重要“線(xiàn)索”。成秋明進(jìn)一步舉例解釋?zhuān)热绲卣鹗菐r石圈的事，但地震會(huì)引發(fā)海嘯，這是水圈的事，同時(shí)由于地震沖擊波的作用，震后往往還會(huì)下雨，這又是大氣圈的事。而現(xiàn)象的綜合研究都是靠數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)在一起的。
“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)地學(xué)發(fā)展就是要促進(jìn)各圈層‘破壁’?！背汕锩鹘榻B，專(zhuān)委會(huì)第一屆委員包含了地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、地球物理、海洋、地理、遙感、生態(tài)與全球變化等地球科學(xué)領(lǐng)域，以及信息科學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者，就是要促進(jìn)交流合作，推動(dòng)地球各圈層的研究“破壁”融合，讓大數(shù)據(jù)服務(wù)于地球系統(tǒng)科學(xué)，“最終把地球用數(shù)字表達(dá)出來(lái)”。
學(xué)術(shù)研究要“破圈”，交叉發(fā)展的學(xué)科是關(guān)鍵。專(zhuān)委會(huì)掛靠在地球科學(xué)齊全的中山大學(xué)，“學(xué)校設(shè)有地球科學(xué)與工程、物理與天文學(xué)、大氣科學(xué)、海洋科學(xué)、海洋工程、測(cè)繪、遙感等學(xué)科，還有‘中山大學(xué)號(hào)’、‘中山大學(xué)極地號(hào)’兩艘科考船，‘天河二號(hào)’國(guó)家超算中心等科研平臺(tái)。”中山大學(xué)黨委書(shū)記陳春聲說(shuō)，學(xué)校將與專(zhuān)委會(huì)一起，推動(dòng)地球科學(xué)與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等學(xué)科深度融合。
“希望借助大數(shù)據(jù)突破地震預(yù)測(cè)的難題”
人類(lèi)對(duì)地球的探索從未停止，從“地心說(shuō)”到“日心說(shuō)”，從大航海到地球衛(wèi)星，人類(lèi)對(duì)地球的認(rèn)識(shí)不斷深入、研究手段也不斷更新。
當(dāng)下，科學(xué)大數(shù)據(jù)作為全球重要新興戰(zhàn)略資源，引發(fā)了科學(xué)研究范式的變革，也為地學(xué)研究帶來(lái)新的啟發(fā)。
“過(guò)去，地學(xué)研究是從現(xiàn)有問(wèn)題或假設(shè)入手，然后去尋找答案，這是從已知問(wèn)題尋找未知答案。”成秋明說(shuō)，大數(shù)據(jù)與人工智能的應(yīng)用，將推動(dòng)地學(xué)研究轉(zhuǎn)向“從發(fā)現(xiàn)未知問(wèn)題尋找未知答案”。他舉例，比如當(dāng)下我們需要鋰電池，這是明確的已知問(wèn)題，指導(dǎo)我們尋找鋰電池的生產(chǎn)辦法。但10年以后需要什么就是未知問(wèn)題，這便需要關(guān)聯(lián)過(guò)去到現(xiàn)在的大數(shù)據(jù)，“跳出地球看地球”，通過(guò)全量數(shù)據(jù)獲得全景視角，發(fā)現(xiàn)未知問(wèn)題，尋找未知答案。
“在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警中，大數(shù)據(jù)與人工智能或?qū)l(fā)揮效用?！背汕锩髡f(shuō)，當(dāng)前人類(lèi)還無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地震這種復(fù)雜自然事件，但有望借助龐大的數(shù)據(jù)分析，關(guān)聯(lián)出地震發(fā)生之前的反應(yīng)，“地震發(fā)生前地殼的能量積累就像是堆沙子一樣，有一個(gè)臨界點(diǎn)，達(dá)到了臨界點(diǎn)就會(huì)突然崩塌。而達(dá)到臨界點(diǎn)之前的連續(xù)過(guò)程或許會(huì)有一些反應(yīng)可以觀(guān)測(cè)。”成秋明認(rèn)為，借助大數(shù)據(jù)對(duì)地震發(fā)生之前的信息進(jìn)行整理分析，是突破地震預(yù)測(cè)的潛力方向之一。
“將謀劃加入國(guó)際地球科學(xué)大家庭”
“要面向國(guó)際前沿，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，提升地球信息化和智能化的理論研究和應(yīng)用水平以及中國(guó)地質(zhì)界的國(guó)際影響力?！痹趯?zhuān)委會(huì)成立大會(huì)上，中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)兼常務(wù)副秘書(shū)長(zhǎng)朱立新對(duì)這個(gè)新興學(xué)術(shù)團(tuán)體的未來(lái)發(fā)展充滿(mǎn)信心。
打造國(guó)際前沿學(xué)術(shù)體系，也是成秋明對(duì)專(zhuān)委會(huì)的發(fā)展規(guī)劃。此次大會(huì)邀請(qǐng)了國(guó)際地質(zhì)聯(lián)合會(huì)主席，澳大利亞、韓國(guó)的地球科學(xué)相關(guān)協(xié)會(huì)主席，線(xiàn)上參與交流討論。
“首先在亞太國(guó)家范圍內(nèi)交流互動(dòng)，然后再逐漸走向國(guó)際?！背汕锩髡f(shuō)，壯大國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與地學(xué)研究的學(xué)術(shù)力量，專(zhuān)委會(huì)還將依托2018年自己與國(guó)內(nèi)外多位科學(xué)家和多個(gè)國(guó)際學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)起的“深時(shí)（Deep-time，通常指人類(lèi)出現(xiàn)之前的歷史）數(shù)字地球國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃”，在大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下重建地球生命、地球物質(zhì)、地球環(huán)境演化歷史，揭秘地球40多億年的演化進(jìn)程、人類(lèi)產(chǎn)生的過(guò)程以及各種生物的滅絕復(fù)蘇、環(huán)境變遷。為全球研究人員提供一個(gè)跨越科學(xué)領(lǐng)域和國(guó)家的虛擬科研環(huán)境。
成秋明介紹，未來(lái)3至5年，專(zhuān)委會(huì)將積極開(kāi)展國(guó)內(nèi)外科技創(chuàng)新交流與合作，借助國(guó)際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會(huì)、深時(shí)數(shù)字地球國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃和聯(lián)合國(guó)教科文組織深時(shí)數(shù)字地球與礦產(chǎn)資源教席等平臺(tái)，謀劃區(qū)域地球科學(xué)聯(lián)盟，加入國(guó)際地球科學(xué)大家庭，傳播中國(guó)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)地球科學(xué)工作的先進(jìn)成果，支撐我國(guó)在數(shù)字化時(shí)代地球科學(xué)研究的范式變革。
原標(biāo)題：院士牽頭！全國(guó)頂級(jí)專(zhuān)家聯(lián)手用大數(shù)據(jù)研究地球
