這是汪小京作“計(jì)算與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)夏校”開(kāi)學(xué)典禮演講的第14個(gè)年頭。站在蘇州冷泉港學(xué)術(shù)中心的講臺(tái)上，他簡(jiǎn)單梳理了計(jì)算神經(jīng)科學(xué)這門(mén)新興學(xué)科的發(fā)展歷史。講到Hopfield用物理中的自旋玻璃（spin glass）模型來(lái)解釋大腦聯(lián)想記憶系統(tǒng)的經(jīng)典論文時(shí)，他停頓了一下，詢問(wèn)臺(tái)下的學(xué)生是否閱讀過(guò)。

(相關(guān)資料圖)

教室里約一半人舉起了手，汪小京欣慰地點(diǎn)點(diǎn)頭。顯然，這個(gè)比例超出他的預(yù)料。

30多年前，正是Hopfield的這個(gè)富有科學(xué)美感的研究吸引了他，促使這位理論物理學(xué)博士轉(zhuǎn)向神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，用物理學(xué)研究復(fù)雜系統(tǒng)的思維方式和數(shù)學(xué)模型，幫助揭秘大腦。

那是一條艱難而生僻的小徑，若無(wú)在美國(guó)參加一次夏季學(xué)校（后簡(jiǎn)稱夏校）的奇緣，汪小京覺(jué)得自己當(dāng)時(shí)很可能會(huì)堅(jiān)持不下去。也正因如此，2010年，他創(chuàng)辦了國(guó)內(nèi)首個(gè)計(jì)算神經(jīng)科學(xué)夏校，將這份追尋科學(xué)邊界的堅(jiān)定和熱情傳遞給下一代年輕人。

教室明亮的落地窗外，獨(dú)墅湖碧藍(lán)色的波光消解了江南盛夏的暑意。而學(xué)生們不斷向汪小京提問(wèn)的熱情卻始終沒(méi)有褪去。

為了解這個(gè)夏校背后的故事，《追問(wèn)》媒體兩次造訪蘇州冷泉港，深入課室和生活區(qū)觀察，并等到夏校尾聲時(shí)，以視頻連線的方式采訪了這位卓越的學(xué)者和教育家。

在他來(lái)看，夏校創(chuàng)辦的十多年，也是中國(guó)神經(jīng)科學(xué)高速發(fā)展的十多年。汪小京對(duì)于中國(guó)學(xué)生身上所發(fā)生的巨大變化甚有感觸，有時(shí)驚訝于他們掌握的信息之多，探索的熱情之大。

計(jì)算神經(jīng)科學(xué)是一門(mén)非常典型的交叉學(xué)科。對(duì)于這些和他當(dāng)年一樣走進(jìn)科研“十字路口”、卻面臨一個(gè)更“卷”時(shí)代的年輕學(xué)子們，汪小京分享了自己的想法。

為便于閱讀，我們對(duì)文字進(jìn)行了精簡(jiǎn)，以饗讀者。

汪小京教授：我研究的是計(jì)算（理論）神經(jīng)科學(xué)，這個(gè)學(xué)科相對(duì)較新，只有三十多年的歷史。大家都知道，理論在物理學(xué)中探索宇宙奧秘起著不容置疑的重要作用。類似的情況也正在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域發(fā)生：我們?cè)絹?lái)越需要用理論和數(shù)學(xué)建模去理解大腦的工作機(jī)制。實(shí)驗(yàn)研究和理論模型相互結(jié)合，可以幫助我們更好地解析大腦認(rèn)知、學(xué)習(xí)、記憶等復(fù)雜功能的奧秘。

汪小京教授：計(jì)算神經(jīng)科學(xué)的有趣之處在于它的跨學(xué)科性質(zhì)。這意味著涉足該領(lǐng)域的人來(lái)自各個(gè)不同的學(xué)科背景，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及信息科學(xué)工程等。

數(shù)學(xué)背景的人能夠在模型的構(gòu)建和分析上作出貢獻(xiàn)，尤其動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)理論對(duì)了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)起重要作用。信息科學(xué)背景的人則可能會(huì)更多地從信息處理的角度來(lái)考慮問(wèn)題。比如，BMI（腦機(jī)接口）將腦電信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)器可以理解的指令，需要運(yùn)用信息處理的方法來(lái)信號(hào)解碼并轉(zhuǎn)換成指令。物理學(xué)出身的人，可能更傾向于將神經(jīng)科學(xué)視為一個(gè)開(kāi)放型的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，這意味著將大腦看作一個(gè)自組織的系統(tǒng)，在這種視角下通過(guò)大腦的非線性行為和復(fù)雜性的研究來(lái)理解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)行為和功能。

汪小京教授：有時(shí)偶然的因素會(huì)改變?nèi)松壽E。我轉(zhuǎn)入神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域是在1987年。我認(rèn)為有兩個(gè)原因，一個(gè)就是我在比利時(shí)布魯塞爾讀博士的時(shí)候，研究所所長(zhǎng)普利高津教授興趣特別廣泛，用統(tǒng)計(jì)物理和動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)來(lái)研究各種各樣的系統(tǒng)，包括生物系統(tǒng)。他對(duì)我產(chǎn)生了一定的影響，開(kāi)始讓我對(duì)大腦產(chǎn)生興趣。

計(jì)算神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的正式起步可以追溯到1988年。那一年，Science雜志上發(fā)表了一篇名為《Computational Neuroscience》的文章，可以說(shuō)是計(jì)算神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的宣言2。也就在1988那一年，第一個(gè)計(jì)算神經(jīng)科學(xué)暑期學(xué)校在麻省的海洋生物實(shí)驗(yàn)室（Marine Biological Laboratory）舉行。我被錄取參加了第一屆暑期學(xué)校，為我進(jìn)入計(jì)算神經(jīng)科學(xué)提供了機(jī)會(huì)。

參加計(jì)算神經(jīng)科學(xué)的暑期學(xué)校給我?guī)?lái)了許多收獲。首先，它幫助我了解生物領(lǐng)域。在學(xué)習(xí)計(jì)算神經(jīng)科學(xué)時(shí)，我逐漸認(rèn)識(shí)到大腦的奧秘。僅僅建立抽象數(shù)學(xué)模型是不行的，要深入了解神經(jīng)生物學(xué)，比如單個(gè)神經(jīng)元如何工作的、不同腦區(qū)的功能、不同物種的行為。其次，在暑期學(xué)校我認(rèn)識(shí)了一些神經(jīng)科學(xué)的領(lǐng)軍人。第三，我參與學(xué)生與老師一起討論問(wèn)題，包括辯論，潛移默化形成了以后自己研究團(tuán)隊(duì)的文化。

汪小京教授：2010年，我在科學(xué)網(wǎng)發(fā)表了一篇文章介紹計(jì)算神經(jīng)科學(xué)3。當(dāng)時(shí)此領(lǐng)域在亞太地區(qū)還很新，為了幫助更多年輕人從數(shù)學(xué)、物理等專業(yè)轉(zhuǎn)行，就需要提供一個(gè)了解計(jì)算神經(jīng)科學(xué)的機(jī)會(huì)。想到自己受益于海洋生物實(shí)驗(yàn)室的暑期學(xué)校，我和剛回國(guó)的吳思老師等人商量，考慮在中國(guó)建立一個(gè)類似的國(guó)際暑期學(xué)校，起名Computational and Cognitive Neuroscience (CCN)。

當(dāng)時(shí)計(jì)算神經(jīng)科學(xué)主要關(guān)心的是初級(jí)感覺(jué)（比如視覺(jué)）和運(yùn)動(dòng)行為的腦系統(tǒng)，高級(jí)認(rèn)知的神經(jīng)機(jī)制研究是本世紀(jì)才發(fā)展起來(lái)的，而我個(gè)人正好在此新領(lǐng)域，所以決定CCN聚焦于認(rèn)知，這是它與領(lǐng)域中的其它夏校最大的不同之處。

?圖注：自2010年起，汪小京在蘇州冷泉港開(kāi)設(shè)“計(jì)算與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)夏?！?圖源：冷泉港亞洲

另兩位原主辦者是Zach Mainen 和Upinder Bhalla。當(dāng)時(shí)，冷泉港實(shí)驗(yàn)室（Cold Spring Harbor Laboratory）在蘇州的亞洲中心（CSH-Asia）剛剛設(shè)立，這是一個(gè)國(guó)際平臺(tái)，CCN成為其第一個(gè)暑期學(xué)校。它吸引了來(lái)自世界各地的學(xué)生參加，學(xué)校的師資力量一流（第一年就有7位美國(guó)科學(xué)院、英國(guó)皇家學(xué)院院士來(lái)任教）。這樣的國(guó)際化設(shè)置讓中外學(xué)生們有機(jī)會(huì)相互學(xué)習(xí)和交流。十幾年來(lái)參加CCN的學(xué)生中很多已成為領(lǐng)域的新領(lǐng)軍人，比如麻省理工學(xué)院的終身制助理教授（tenure track assistant professor）楊光宇、耶魯大學(xué)的終身副教授Alan Antecivic、上海交通大學(xué)的正教授李松挺、Meta的研究員Jean-Rémi King、OpenAI 的研究員 Francis Song等等。CCN的成功是同行們一起努力的結(jié)果，我十分感謝吳思、Zach Mainen、Upi Bhalla、今年的主辦者李松挺、黃橙橙、楊光宇、Dora Angelaki、Christopher Honey和教學(xué)助手（teaching assistant）們的共同努力，以及主辦單位的支持。

汪小京教授 ：如何幫助年輕人進(jìn)入神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，并學(xué)會(huì)提出有意思且可研究的問(wèn)題。

第一，在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，選擇研究方向至關(guān)重要。例如，我如果說(shuō)要了解意識(shí)的腦機(jī)制，但沒(méi)有具體的假設(shè)和研究假設(shè)的方法，就只是空話。

過(guò)去的神經(jīng)科學(xué)主要關(guān)注感知和運(yùn)動(dòng)，這些方面可以用相對(duì)簡(jiǎn)單的動(dòng)物模型進(jìn)行研究，比如青蛙或果蠅。而對(duì)于認(rèn)知這樣更為復(fù)雜的功能，需要聚焦于有挑戰(zhàn)而具體可用實(shí)驗(yàn)和理論來(lái)研究的問(wèn)題。

第二，接受各個(gè)學(xué)科的綜合教育。夏校的老師來(lái)自生物、物理、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域，有分子細(xì)胞、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、行為各層次的腦科學(xué)專家。學(xué)生有難得的機(jī)會(huì)了解不同研究方法，同時(shí)擴(kuò)大了研究視野，對(duì)他們以后的成長(zhǎng)有十分大的影響。

第三，我們重視學(xué)術(shù)文化的培養(yǎng)。在暑期學(xué)校中，我們邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外的科學(xué)家來(lái)不僅僅做講座，也與學(xué)生進(jìn)行深入的交流和互動(dòng)。他們?cè)趯W(xué)校內(nèi)停留的時(shí)間較長(zhǎng)，與學(xué)生一起就餐、課外體育活動(dòng)。學(xué)生有機(jī)會(huì)平等地與老師討論，逐步習(xí)慣表達(dá)自己的觀點(diǎn)，敢于挑戰(zhàn)學(xué)術(shù)權(quán)威、即使面對(duì)院士、知名科學(xué)家。同時(shí)，與世界各國(guó)的科學(xué)家結(jié)識(shí)也讓學(xué)生在未來(lái)的學(xué)術(shù)道路上有更多的選擇和機(jī)遇。

?圖注：結(jié)束一天課程后的師生Happy Hour 圖源：冷泉港亞洲

汪小京教授 ：與十幾年前相比，現(xiàn)在的學(xué)生在進(jìn)入神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域之前可能已經(jīng)具備了更多的知識(shí)、思想也較成熟。另外，學(xué)生們對(duì)問(wèn)題有著強(qiáng)烈的好奇心和求知欲。他們熱衷于了解新的動(dòng)態(tài)和前沿進(jìn)展，我覺(jué)得這兩點(diǎn)是非常可貴的。

另外，現(xiàn)在年輕人關(guān)心的一個(gè)熱點(diǎn)當(dāng)然是AI，但今天的AI系統(tǒng)與人腦仍相距甚遠(yuǎn)。我們對(duì)人的智能生物機(jī)制了解還很不夠，基礎(chǔ)研究需要長(zhǎng)期的努力。有人激情在技術(shù)開(kāi)拓，有人更潛心基礎(chǔ)研究，也有人熱衷于用神經(jīng)科學(xué)來(lái)發(fā)展精神醫(yī)學(xué)。年輕人尋找自己真正一輩子熱愛(ài)做的事情，每個(gè)人的答案都是不一樣的。如果是研究一個(gè)自己認(rèn)為很有意思的問(wèn)題，就可以靜下心來(lái)，不必?fù)屭s時(shí)髦。

汪小京教授：首先是跨學(xué)科。數(shù)學(xué)或物理出身的人，在夏?？蓪W(xué)習(xí)腦生物、了解神經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究。反過(guò)來(lái)，做生物實(shí)驗(yàn)的人的數(shù)學(xué)背景通常不是很強(qiáng)，通過(guò)暑期學(xué)校讓他們熟悉數(shù)學(xué)模型。比如，在本次暑期學(xué)校中，有位學(xué)生是學(xué)心理的，他感嘆道這次暑期學(xué)校讓他學(xué)到了很多數(shù)學(xué)模型的方法。

其次是機(jī)構(gòu)，我們國(guó)內(nèi)用于支持跨學(xué)科研究和教育的機(jī)構(gòu)較少。夏校辦了十幾年相當(dāng)獨(dú)特和成功，大家對(duì)計(jì)算神經(jīng)科學(xué)發(fā)展和人才培養(yǎng)的必要性也有共識(shí)，但長(zhǎng)期基金支持卻不是一帆風(fēng)順地有保障。

這里要特別感謝陳天橋先生和他的夫人，他們創(chuàng)辦的天橋腦科學(xué)研究院（Tiaoqiao and Chrissy Chen Institute, TCCI）、James Simons Foundation、DeepMind的支持是非常重要的。

汪小京教授 ：一般大學(xué)的學(xué)科分的很細(xì)，并不有利于跨學(xué)科的研究和培養(yǎng)跨學(xué)科的年輕人。當(dāng)年從零開(kāi)始建上海紐約大學(xué)，作為 Provost 我借此機(jī)遇籌劃并與大家一齊實(shí)施了一個(gè)新的模式：研究不以系為單位，而圍繞著數(shù)個(gè)跨學(xué)科中心來(lái)發(fā)展。同樣，CCN這樣的夏校是完全跨學(xué)科的，與高校日常教學(xué)起不同的作用。吸引各領(lǐng)域的人才一起攻堅(jiān)腦科學(xué)，十分值得關(guān)注和支持4。

參考文獻(xiàn)：

1. Hopfield, J. J. Neural networks and physical systems with emergent collective computational abilities. Proc Natl Acad Sci U S A 79, 2554–2558 (1982)..2. Sejnowski, T. J., Koch, C. & Churchland, P. S. Computational Neuroscience. Science 241, 1299–1306 (1988).3. 汪小京 (2010) “21世紀(jì)的中國(guó)計(jì)算神經(jīng)科學(xué)展望”， 《科學(xué)時(shí)報(bào)》（Science Times）, 2010年八月25日.4. Wang X-J （汪小京）, Hu H （胡海嵐）, Huang CC （黃橙橙）, Kennedy H, Li CY（李澄宇）, Logothetis N, Zhong L-L（呂忠林）, Luo Q （駱清銘）, Poo MM （蒲慕明）, Tsao D （曹穎）， Wu S（吳思）, Wu Z（吳朝暉）, Zhang X （張旭），Zhou D （周棟焯）(2020) Computational Neuroscience: A frontier of the 21st century. National Science Review 7, 1418-1422.

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