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科学基金国家杰出青年

周成虎:画地图的科学家

2014-08-16 课题学习网 文章来源:中国科学报 文章作者:丁佳 负责人:

在周成虎的设想中,如果人们能将地图作为一种方法论,去处理、分析其中的大数据,就能得到无穷无尽的科学发现。
  “你看这条大屯路,以前其实是条古河道。奥运会之前修了好几年,才终于加固修建成了今天的样子……”
  周成虎平时话不多,但一跟他谈起地理学,他马上就来了劲头。这位中国科学院院士、中科院地理科学与资源研究所副所长连窗外一条普通街道的历史都能信手拈来。坐在他堆满了专业书籍和文献的办公室里,让人不得不感慨,他的确是个不折不扣的“地理迷”。
  而这份痴迷,从他的青年时代起就已经扎下了根。
  基金委的“铁杆粉”
  周成虎总说自己是个“老”地理所人,从20岁大学毕业到地理所攻读硕士学位开始,他就一直学习和工作在这里。
  在上世纪80年代初期,周成虎的研究生同学里有不少都出国继续深造了,但他却没怎么想过这件事。“当时中国科学院的研究生招收人数不多,一度我们研究室里有6个老师,就我一个学生,所以得到了很多的学业指导和工作机会。”周成虎向记者回忆说。
  跟着中国地理学的前辈做研究,而且“上来就能参与大项目”,周成虎解决实际问题和把握宏观问题的能力得到了迅速提升。但传统地理学是以野外考察、资料收集等为主的经验学科,在周成虎看来,如果只停留在现象的描述和应用问题的求解,就很难找到底层的理论,也难以挖掘出观测结果背后的共性规律。渐渐地,从应用研究起步,周成虎开始向应用基础研究方向靠拢。
  提到基础研究,有一个机构的名字就不得不提。从成立之初就致力于支持基础研究发展的国家自然科学基金委员会走进了周成虎的视野。2002年,他获得了自然基金委设立的国家杰出青年科学基金,资助金额为100万元。
  在科研经费并不十分充裕的10多年前,100万元可不是个小数字。周成虎用这笔经费,完成了一件地理科学的基础性工作——全国地貌条件调查与地貌图的编制。
  在继承两代前辈科学家的研究成果的基础上,2008年,历时10年完成的《中华人民共和国地貌图集(1:100万)》问世,作为全世界第一部国家级地貌图集,它实现了中国海陆地貌图的无缝拼接,是反映中国自然资源、自然条件以及生态和地理环境的重要基础图件,是研究气候变化、环境保护、灾害监测等必不可少的基础资料和依据,更成为全国农业、林业、水资源等区划或规划、地域性工程建设,以及军事和科研部门与公众教育等必备的参考资料。
  “实际上,这部图集中用到的科学方法和关键技术,主要就是通过‘杰青’项目攻关完成的。”周成虎感慨,“这项工作实在是太基础了,需要很长的时间,又发不了什么论文,所以当时没有太多的人愿意做,甚至对此工作的重要性也还不太理解。如果没有‘杰青’项目的起步支持,恐怕很难完成。”在后期,这项工作也得到了中国科学院知识创新工程、科技部基础条件平台等计划的不同程度地支持。
  “基础研究的结果很难在短时间内显现出来,有时候甚至还会没有结果。但基金委对科学家始终很宽容,我们可以提出自己想解决的科学问题,然后进行自由探索。”从那之后,周成虎变成了基金委项目的“铁杆粉丝”。
  《时间日记》的故事
  除了“杰青”外,在周成虎的履历表中,人们还可以看到中国青年科技奖、中国科学家青年科学家奖、中国地理学会青年优秀论文奖、全国青年地理科技奖等一系列与青年相关的科技奖项。
  而如今,虽然身兼数职、工作繁忙,周成虎仍然将培养年轻一代作为自己最重要的工作之一。他甚至亲自设计了一本《时间日记》,封面上还印着拿破仑的一句名言:“有一个贼,它偷去了人们最宝贵的东西却从不遭到惩罚,这个贼就是时间”。周成虎想用这本详细到每一小时的每日计划提醒自己的学生,要珍惜宝贵的学习时间,不要虚度光阴。
  “现在时代不同了,我们做老师的不能还用60年代的眼光来看待学生,要求他们什么都不顾,为科学事业奋斗献身。”他说,“但既然在从事研究工作,首先就要有职业道德和职业精神;但如果能把工作和爱好结合起来,那就最好。”
  实际上,周成虎走进地理学殿堂,就是受到了自己老师的熏陶。在中学阶段,他的数学老师给了他许多指导和帮助;高中毕业时,周成虎毫不犹豫地报考了那位老师的母校——南京大学地理系。
  这次选择仿佛为周成虎打开了另一扇门,不但喜爱上了地理学,还渐渐爱上了科研工作。“搞科研能把工作和爱好等同起来,而且还很自由,虽然有时也很辛苦,工作起来不分白天晚上,但我还是觉得这份职业很适合自己。”
  正因为这样,周成虎也鼓励自己的学生大胆提出设想,希望他们能在最美好的青春年华,做自己最喜欢的事情,做出好的研究成果。
  “我还想继续画地图”
  在周成虎眼里,地理学是个“万金油”,它与交通、工业、人文、城市等领域交叉,就能演变成新的学科。
  比如,周成虎和他的团队目前正在利用人们的手机信号,找到人口流动的变化规律,进而去研究城市的土地利用状况,探索城市动力特征。
  “这其实就是一种地图。”在地理学的定义中,地图是自然、人文、社会、经济等的数据集成、分析表达的一种方法、技术和理论体系。而在周成虎的设想中,如果人们能将地图作为一种方法论,去处理、分析其中的大数据,就能得到无穷无尽的科学发现。尤其是当世界进入电子时代后,地图就更能反映出一个国家政治、经济、文化的发展与变化。
  比如,若人们能够画出节假日期间人流、物流地图,就能找到不同城市之间存在着怎样的联系;若掌握了中国和邻国之间贸易、外交往来的地图,就能探寻中国地缘政治和地缘经济的变化趋势。
  “早在文字发明前,人类就已经有了地图,可以说地图在人类文明史上具有重要的地位。”周成虎说,“地图是一种大数据,更是浓缩的知识,它是科学和艺术的结晶。如果可以,我还想继续把地图画下去。”