较量,开始。
庄颜扫过比赛场上,世界级的舞台,汇聚了全球最顶尖的年轻头脑。
她忍不住笑了,是属于狩猎者的笑容。
很好。
这样的战场,才配得上她全力发挥。
伊万两人拿到初赛题目,心中一定,这道题,与庄颜之前预测过的方向高度相关,只是具体数据做了调整。
“题目要分析全球气候变化数据,并预测其长期演化模式……”
今年的初赛题目,表面不算极难。
本质上是时间序列分析与预测问题。
娜塔莉亚和伊万提出了稳妥的方案:“可以用ARIMA模型,结合多元线性回归,先分离趋势和周期性,再建模预测残差。”
这个思路,也是场内绝大多数队伍想到的、最常规且有效的解法。
然而,庄颜却皱起了眉头。
“不行。”她直接否定,“只用序列分析和回归模型,太常规了。大家都能做出来,我们凭什么拿高分?”
娜塔莉亚和伊万一愣。
他们确实被题目的经典给迷惑了,下意识选择了最稳妥路子。
但,稳妥,不好吗?
庄颜点在题目描述中的几个关键词上:“何况,这不仅仅是时间序列问题。为什么我们不引入遍历论和李雅普诺夫指数,来定量刻画?”
伊万两人:?
主啊!什么东西?他们听不懂!
“换言之,我们可以将气候系统抽象为高维非线性动力系统……”
“再通过计算最大李雅普诺夫指数……”
“并结合转移算子理论……”
伊万倒吸一口冷气:“这难度也太大了!对整个建模过程是几何级数的增长,而且,我们之前从没在建模比赛里用过这么深的理论!”
娜塔莉亚提出现实问题:“确实。不仅是咱们,只怕全场绝大多数队伍,都不会走这条路。用随机过程模型已经算深入了。”
“庄颜,你这是直接奔着理论创新去。为什么不用更稳妥的方法?初赛而已,先保证晋级更重要。”
就在庄颜小组内部出现短暂分歧时,其他各支队伍热火朝天地开始了工作。
大屏幕上,可以看到北美、欧洲等强队的队员正在白板前激烈讨论,显然都已经确立了以回归模型和随机过程为核心的解题框架。
现场主持人也在活跃气氛,他将镜头首先给到东道主北美的一号种子队:“让我们先看看我们的夺冠大热门,来自MIT的鹰眼小队!他们的队长是……”
介绍完北美及其盟友国家的几支明星队伍后,主持人话锋一转,将镜头对准了苏联代表队,尤其是庄颜他们这一组。
“接下来,让我们看看我们北美赛区最大的竞争对手,来自苏联的队伍。”
“嗯,这一支队伍非常特别,他们的队长,是一位来自华国的留学生,庄颜,她今年仅仅十四岁!”
全场观众:!!!
多少?
他们十四岁在干什么?
“这位小队长确实很独断专行啊,”主持人调侃道,“我们可以从画面上看到,他们小组似乎产生了分歧?比其他队伍慢了将近十分钟。”
话音刚落,庄颜小组动了。
庄颜小组结束了短暂的内部沟通,在白板上飞快地书写。
“哦,动了,他们终于进入正轨了!”主持人语气夸张。
然而,当庄颜写下核心公式时,主持人的声音拐了大弯,“等等,我们看到了什么?这一组他们似乎没有采用常规的回归模型思路?他们写的是……动力系统?李雅普诺夫指数?”
主持人立刻意识到,爆点来了!
赶紧对现场的特邀嘉宾,来自普林斯顿大学的著名应用数学家,“伊莎贝拉教授您快看!苏联这一队,他们的思路非常不同寻常,您有什么看法?”
伊莎贝拉意兴阑珊地看着其他队伍千篇一律的建模开局,被主持人一点,顿时精神一振。
“有意思!”伊莎贝拉身体前倾,“主持人,不瞒你说,刚才介绍队伍,我看一眼就知道他们会用什么方法,无非是各种回归、滤波、时间序列分析。”
“不能说错,甚至很标准,但对于我们搞数学的人来说,缺乏创造性。”
她指向庄颜小组的屏幕,“但这一组不一样!你看,他们第一步就把噪声明确分为动态噪声和观测噪声,这本身就体现了对问题物理背景理解。”
“更关键的是,他们试图用动力系统和遍历论的框架来重构整个问题!这在以往的建模比赛中,从未见过!”
主持人抓住了重点:“您是说,目前没有任何队伍使用这种方法?”
“是的!”伊莎贝拉肯定道,“但没人用过绝不意味着错误。”
“在数学建模,往往意味着新鲜、意味着突破!模型没有绝对的正确,只有不断的优化和逼近。他们选择的这条路,风险极高,但一旦成功,拟合效果远超常规方法!”
“他们能成功吗?”主持人追问。
伊莎贝拉盯着屏幕,看着这三人分工合作,“这位年轻的队长,似乎有着绝对的权威。而她的队友,尽管心存疑虑,却选择相信配合。”
主持人明白她的意思,“而这种信任,往往来自于过往无数次被验证过的正确。”
“是的,所以为什么不拭目以待呢?”
事实正是如此。
庄颜并没有如其他小组一般,长篇大论的说服。
只是问了一句:“你们在质疑我的判断?”
娜塔莉亚和伊万对视一眼,同时举起手,做了个投降姿势。
“没有!”
“队长,我们听你的!”
明知这条路在初赛阶段过于冒险,明知道有更稳妥的方法晋级,但因为她是庄颜,所以他们选择跟随。
几个月磨合显现出威力。
“很好,那么,第一步先进行数据预处理,将噪声分离。”
“第二步,构建系统状态方程,引入随机微分方程描述演化……”
伊莎贝拉看得津津有味,忘了点评其他队伍,直到主持人不得不强行打断她:“教授,我们是不是也该看看其他小组的进展?比如我们的北美队伍?”
伊莎贝拉恋恋不舍地将目光移开,有些敷衍地评价了几句其他队伍:“嗯,北美鹰眼队不错,框架标准,执行迅速……B队这个参数选择意思……C队……”
她的心思显然还在庄颜边。
没过几分钟,当庄颜小组跳出李雅普诺夫指数初步估算结果,并开始构建基于转移概率的模式预测模型时,伊莎贝拉猛地拔高了声音。
“快看,他们做到了初步估算,这个思路正在被实现!太惊人了!”
全场观众,甚至其他正在参赛队伍,都被这突如其来的惊呼吸引了目光。
“说的是谁?是庄颜那一组吗?”
“怎么了?怎么突然夸他们?”
“好像说他们用了不一样的方法!”
“什么?这么简单的模型,为什么要冒险?”
“Takens嵌入定理,他们居然采用Takens嵌入定理!”另一位评委威廉也激动了,“她是怎么知道这个的?1981年,Takens定理才被提出,是当前非线性时间序列分析和动力系统重构中非常前沿的工具!”
威廉本来带着偏见,以为庄颜这几人又是一支靠大量刷题训练出来的竞赛机器。
“我必须说,我刮目相看!他我敢打赌,现场很多参赛学生,甚至不少研究生,都未必系统了解这个定理!”
他语速飞快,试图向观众解释:“他们不是在凭经验猜测参数,而是通过交互信息……这保证了动力系统重构在理论上的严谨性!很少见!非常少见!”
过于专业的解说,让大部分观众云里雾里。
“他在说什么?完全听不懂……”
“什么定理?什么嵌入?”
“能不能说人话?”
更关键的是,不少北美本土观众不满了。
“喂!解说怎么回事?老是夸个苏联小姑娘?”
“我们自家的选手呢?怎么不多说说?”
“换人,换解说,我们要看我们的队伍!”
制作方感受到了压力,不得不强行切断了这位过于投入的教授的话筒,换上了方才普林斯顿大学伊莎贝拉的教授。
“刚才威廉说得非常正确,庄颜……”
再次被切。
第三次转到另一位解说嘉宾,“华国天才是在出人意料……”
制作方:……
切切切!
第四个,终于不再提庄颜了。
大家都松了一口气。
他打着哈哈:“庄颜同学做得不错,不过我们北美的队伍也很快嘛,大家看,MIT的A队完成了初步回归拟合,进度领先!其他几支队伍也紧随其后……”
但半个小时后,更多人不买账了。
抗议电话打到了电视台。
“怎么回事?镜头怎么又转走了?我们要看个华国小姑娘的队伍!”
“对,看庄颜,她特别带劲!”
“虽然不懂她在干什么,但她的表情神态太不一样了,一切尽在掌握的从容感。”