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课 程 推 荐
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关键词：博雅理学讲堂
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2023年秋季学期博雅理学讲堂
学科交叉融合是现代科学技术发展的重大趋势，也是解决人类发展面临重大挑战的关键方式。推动学科交叉与融合一直以来都是北京大学学科建设的重要战略内容，学校不断创新推进交叉学科建设的体制机制，交叉学科研究成果丰硕，原始创新能力不断提升。
2023年第四期“博雅理学讲堂”系列课程，将聚焦学科交叉融合，邀请数学、物理、化学、生物学、人工智能、地理学、材料科学等领域，从事交叉科学研究的8位科学家联合主讲，展现学科交叉融合的魅力，激发优秀青年学子对基础学科、交叉学科的研究兴趣，引导其主动肩负起新的时代责任，服务国家重大战略需求。
课程信息
课程负责人：高毅勤
课程代码：01035390
课程时间：单周周三晚7:00-8：30上课
课程考核方式：P/F（合格制）
课程地点：理教207
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第一讲 原始创新：以人工智能为例
讲 座 人：黄铁军
讲座时间：9月13日晚 7:00-8:30
内容摘要：原始创新就是从0到1、无中生有。科学发现、技术发明和工程诀窍都是原始创新，背后的思维方式迥然不同，这也是科学和技术根本不同之所在。厘清和顺应这种差异，实现科学、技术、工程的相互促进、迭代发展，是创新人才培养的起点，是科技创新爆发的起点。本报告以百年来人工智能的发展历程为例佐证上述观点，从经典数学大厦倒塌到吴文俊自动定理证明再到AI数学家，从神经网络技术探索曲折历程到大模型工程成功再到呼唤智能理论，从照相术两个世纪思维僵化到脉冲摄影原理发明再到超高速机器视觉，超越人类的人工通用智能（AGI）有可能出现，这对科技创新乃至人类命运，既是前所未有的重大机遇，更是前所未有的巨大风险。
主讲人简介：
黄铁军，计算机学院教授，多媒体信息处理全国重点实验室主任，北京智源人工智能研究院院长。主要研究方向为视觉信息处理和类脑智能，发明了脉冲连续摄影原理和超高速视觉芯片、相机和系统，曾获2012国家科技进步二等奖（视频编码国家标准制定与产业化应用）、2017国家技术发明奖二等奖（高效视觉特征分析压缩关键技术）、2022中国标准创新贡献奖突出贡献奖、2022吴文俊人工智能科学技术奖杰出贡献奖、2023北京市有突出贡献的科学、技术、管理人才（2023）、2023北京大学优秀共产党员标兵（2023）。兼任“新一代人工智能重大科技项目”专家组副组长和国家人工智能标准化总体组（国标委）副组长。国家杰青，长江学者，中国人工智能学会、中国计算机学会、中国图象图形学学会和中国电子学会会士。
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第二讲 DNA测序：连接过去与未来
讲 座 人：黄岩谊
讲座时间：9月27日晚7:00-8:30
内容摘要：人类对DNA的认识，不过区区一百多年时间。而上个世纪生命密码的破译，为生命科学和医学的发展，带来了无以伦比的推动作用。近半个世纪以来，围绕如何获取DNA的序列，技术的迭代，也是层出不穷。DNA测序技术的发展，依赖多个学科的进步，促进了对生命过程的重新认识，以及对其它学科认识的提升。
主讲人简介：
黄岩谊，北京大学化学学院教授，北京大学生物医学前沿创新中心研究员、北大-清华生命科学联合中心研究员。1997年本科毕业于北京大学化学专业，2002年博士毕业于北京大学无机化学专业；先后在美国加州理工学院应用物理系、斯坦福大学生物工程系从事博士后研究工作；2006年回到北京大学任教。
黄岩谊课题组主要从事单细胞分析化学、微流控技术、高通量基因组测序技术的研究，并研发新型的生命分析化学仪器。在过去几年，黄岩谊课题组着重发展了纠错编码的新型 DNA 测序策略，提出了新的测序原理和提高测序原始准确率的新方法，针对单细胞定量分析的新方法和新技术，实现了一系列重要技术突破。
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第三讲 计算社会科学：探索与实践
讲 座 人：王腾蛟
讲座时间：10月11日晚7:00-8:30
内容摘要：数据智能技术，提高了人们理解、分析和预测社会规律的能力，也促进了交叉学科“计算社会科学”的快速发展，成为计算科学和社会科学发展的共同机遇。
报告将汇报北京大学计算机学院的计算社会科学创新和平台建设；结合实际应用，报告在服务中央、金融、宏观经济因素分析、航天和医疗等领域的应用情况。
主讲人简介：
王腾蛟，北京大学计算机学院教授，教育部“长江学者”特岗学者。北京大学计算社会科学研究中心主任。国家某部大数据科学家，国家统计专家咨询委委员，中国软件行业协会数据与智能委员会主任。
主要从事大数据管理与智能分析研究工作。作为课题负责人3次承担国家重大专项课题，5次承担国家863计划课题。在国际顶级学术会议和期刊A发表论文几十篇。获得2017年度“日本大川基金科技助成奖”。提出并实现了“查询密集型大规模分布式数据库环境中的动态数据迁移方法”， Microsoft确认将王腾蛟提出的方法应用于微软云数据库产品开发。主持研制的大数据系统长期服务于中央和国家部委大数据辅助决策，以及中国运载火箭、移动通信、智能金融、智能医疗等重要应用领域。
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第四讲 基于数据的应用数学
讲 座 人：董彬
讲座时间：10月25日晚7:00-8:30
内容摘要：从对应用数学的内涵以及简单历史回顾开始介绍近30年基于数据的应用数学的发展，焦点放在计算成像、人工智能（AI）和数学之间的“羁绊”，这包括数学在图像和AI研究中起到的重要作用，现阶段遇到的困境，以及对突破这些困境的思考。
主讲人简介：
董彬，北京大学，北京国际数学研究中心长聘教授、国际机器学习研究中心副主任、国家生物医学成像科学中心研究员，北京大学长沙计算与数字经济研究院副院长。2003年本科毕业于北京大学数学科学学院、2005年在新加坡国立大学数学系获得硕士学位、2009年在美国加州大学洛杉矶分校数学系获得博士学位。博士毕业后曾在美国加州大学圣迭戈分校数学系任访问助理教授、2011－2014年在美国亚利桑那大学数学系任助理教授，2014年底入职北京大学。主要研究领域为科学计算、机器学习及其在计算成像和数据分析中的应用。2014年获得求是杰出青年学者奖，2022年受邀在世界数学家大会（ICM）做45分钟报告。
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第五讲 AI赋能的化学生物学
讲 座 人：王初
讲座时间：11月8日晚7:00-8:30
内容摘要：化学生物学是一个化学与生命科学交叉融合的新兴学科，核心目标是通过发展和运用化学的原理、语言和工具，帮助探索复杂的生命体系，揭示生命运动的化学本质，发展生命调控的化学策略。在大数据组学和人工智能技术迅猛发展的时代，化学生物学学科的研究范式也在逐渐发生变化。在本次讲座中，授课老师将结合自身的研究经历，介绍多维度组学、人工智能与化学生物学二次交叉融合后的一些代表性研究实例，展示交叉科学研究的魅力。这些研究为进一步解析复杂生命体系内生物大分子功能提供了有力的工具和丰富的线索，为推动生物学新功能、 新机制的发现和医药技术的进步提供重要的契机。
主讲人简介：
王初，北京大学化学与分子工程学院教授，北大清华-生命联合中心研究员，北大合成与功能生物分子中心、前沿交叉研究院副院长。2001年本科毕业于中国科学技术大学生物学系，2007年在美国University of Washington生物化学系获博士学位，随后在美国The Scripps Research Institute进行博士后研究。王初课题组主要研究方向为（1）运用化学蛋白质组学和化学生物学技术发掘细胞内发生翻译后修饰的氨基酸功能位点（2）利用组学技术分析和鉴定生物活性分子在细胞内的分子靶标及作用位点。（3）研发计算生物学方法，对蛋白组中功能位点进行精准的预测。近5年来，在国内外学术期刊发表论文共44篇，其中（共同）通讯论文31篇（包括Nature, Nat Chem Biol, JACS, Angew, PNAS，ACS Cent Sci等）。所获学术和人才奖项包括国际化学生物学学会“青年化学生物学家”奖（2018）, 药明康德生命化学学者奖（2019），国家杰出青年基金（2019）。
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第六讲 念念有“磁”：
磁性纳米材料的合成与应用
讲 座 人：侯仰龙
讲座时间：11月22日晚7:00-8:30
内容摘要：磁性纳米材料具有独特的物理化学特性和优异的生物相容性，在基础研究和应用领域都引起了研究者的广泛兴趣。本次讲座将从磁性纳米材料的合成方法入手，介绍其常见的构筑策略和基本特性，同时深入探讨该领域的最新进展与前沿应用。本课题组依据表面化学基本原理，设计并制备了系列物相、尺寸、结构可控的复合型磁性纳米材料，构建了二维磁性纳米结构及其超晶格，探索其外场调控的磁学性能。围绕纳米生物医用材料这一新兴交叉领域，发展了系列新型磁性纳米诊疗探针、多功能生物纳米酶和智能药物递送系统等，探索了其在肿瘤诊治功能中的应用，为临床应用提供了重要的理论基础和新思路。
主讲人简介：
侯仰龙，北京大学博雅特聘教授/中山大学讲席教授，皇家化学会会士（FRSC），中国化学会会士（FCCS），国家重点研发计划纳米前沿专项首席科学家，磁电功能材料与器件北京市重点实验室主任。长期从事磁性纳米结构化学合成及其应用探索研究，迄今发表论文240余篇，引用27000余次，H因子91。申请国家发明专利21项，授权15项。2019年获国家自然科学二等奖1项（第一完成人）。荣获全国创新争先奖状、北京茅以升青年科技奖、中国化学会-英国皇家化学会青年化学奖等。获国家杰出青年科学基金资助、全国优秀科技工作者和科睿唯安高被引科学家（2018-迄今）。现任Advanced Science、Science China Materials等期刊编委，中国化学会理事、副秘书长等。
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第七讲 原子尺度上的水科学
讲 座 人：江颖
讲座时间：12月6日晚7:00-8:30
内容摘要：水是生命之源，随处可见。然而，水这种司空见惯的物质，它的结构远比我们想象中复杂。美国《科学》杂志曾经把“水的结构是什么”列为本世纪最具挑战性的科学问题之一。研究发现，水的复杂性主要源于水分子之间的氢键相互作用和氢原子显著的量子效应。在本课程中，我将向大家展现如何使用一种超高分辨的显微镜，深入到原子和分子尺度窥探水的微观结构。通过对水结构和物性的基础研究，我们希望为海水淡化、离子分离、水收集、水解制氢、防结冰等领域的问题提供全新的思路和解决方案。
主讲人简介：
江颖，北京大学物理学院量子材料科学中心教授，北京大学轻元素先进材料研究中心主任，美国物理学会会士，国家杰出青年科学基金获得者，国家重点研发计划项目首席科学家。研究领域为凝聚态物理和物理化学，长期致力于自主研发尖端扫描探针显微镜技术，开展单原子和单分子尺度上的精密探测和操控研究。相关研究成果曾10次发表在《科学》和《自然》杂志，2次入选中国科学十大进展。曾获科学探索奖、全球华人物理与天文学会亚洲成就奖、日本仁科芳雄亚洲奖、教育部自然科学一等奖、北京杰出青年中关村奖、中国青年科技奖、陈嘉庚青年科学奖、北京大学教学优秀奖等国内外奖项。曾受邀在央视《开讲啦》栏目分享水的微观研究经历和感悟。
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第八讲 风电和光伏新能源发展的地理学解释
讲 座 人：李双成
讲座时间：12月20日晚7:00-8:30
内容摘要：为了实现“双碳”目标，建立以风电和光伏为主体的新型电力系统势在必行，风电和光伏产业迎来了难得的发展机遇，近几年我国风电和光伏装机量和发电量稳居全球第一位。然而，在快速发展的态势下，新能源行业也存在一些诸如生产力布局、用地准入和生态环境效应等问题，亟需在科学层面给予规范和指导。本报告以“双碳”目标背景和意义作为切入点，从地理学视角介绍风电和光伏资源潜力、开发经济成本的时空特征、生态环境效应、资源供需的气候变化响应以及对区域社会经济的影响等内容。
主讲人简介：
李双成，北京大学城市与环境学院教授、博士、博士生导师。研究方向为：生态系统服务与人类福祉关系、新能源及其生态环境效应、气候和土地利用变化对土地系统碳源汇的影响。作为主持人和学术骨干先后承担“973”项目课题、国家自然科学基金重大项目课题以及重点和面上项目等20余项，发表相关学术论文150余篇。
现任地表过程分析与模拟教育部重点实验室主任、中国地理学学会自然地理专业委员会副主任、中国土地学会土地生态分会副主任，中国可再生能源学会风能专业委员会委员。担任《资源科学》《地理研究》《山地学报》等刊物编委等职。
编辑 | 李萌春
封面图 | 钱羽然
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