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【南燕教师】张文佳:AI牵引溯源城市智慧,数据联动升级人文关怀

2023-03-16宣传与公共关系办公室

责编:王可佳

张文佳教授现任北京大学城市规划与设计学院副院长,博士生导师,研究方向是人类行为大数据与城市空间规划,是国家级青年人才。与张老师的采访从对深圳的印象展开——“深圳不仅属于广东,也是属于全国甚至全世界的,是包容创新的城市”。作为土生土长广东人的张文佳老师,对深圳最初的印象只是充满活力、年轻的城市,在深圳生活的日子中,他发自内心的认同和建设这片创新的热土,这也是深研院廿一载从开荒到玉成发展的缩影。

东风桃李北大人——从未名湖到西丽湖

张文佳老师早在2007年就与北大深研院结缘,大四从南京大学推免到北京大学城市与环境学院师从柴彦威教授后,因为研究的问卷调查项目第一次来到深研院。他回忆当时从宝安机场到西丽湖一隅,沿途还比较荒凉,但已经初步成为学术的热土。张文佳老师认为来到北大是产生学术自信的第一次契机,同时北大包容的环境提升了自己的学术品味,而当时和现在的研究方向都是人与空间和人与地的关系,这种传承也体现了人文地理学科的生命力。北大的平台除了带来自信心的培养,还塑造了学科和家国使命感,张老师始终认为,北大人肩上承担的责任应是有重量的,而这种对学科素养的要求也融入了自身作为导师之后的教学中。

张文佳老师在北大硕士毕业后,前往美国德州奥斯汀大学建筑学院读博深造。回望5年半“过程煎熬”的博士求学经历,张老师觉得读博也是一个自我批判,自我验证的过程,非常能锻炼独立思考能力。最初是面临各种不适应,相比于国内的学科应用导向,奥斯汀的规划和地理学科是两个比较独立的学科体系。在北大课题组氛围浓厚,人数众多,奥斯汀的实验室规模比较小。尽管回望走过的路程,张老师云淡风轻地表示,即使走过很多弯路,但也能收获不同学科的解决方案,偶尔身处其中,时感迷茫的压力与不确定性,也是一种独特的人生经历,因而他至今仍认为读博是一件需要谨慎思考的大事。

在读博前三年的迷茫期中,张老师通过广泛地来到经济学、统计学、交通工程、计算机科学的课堂打开思路,最终在交通经济学的课堂找到了自己感兴趣的学位论文方向。这门课从融入到课程论文的脱颖而出,得到授课老师Kara Kockelman的鼓励,后者也成为他的第二博士生导师,探索经历有蓦然回首的神奇,但这也源于探索的初心,同时离不开博士生导师对广泛上课的支持和精神鼓励,交通经济学的课堂也成了张老师第二次树立学术自信的经历。

课程导师甚至在完成课堂的过程中,帮忙去联系相关理论的开创者,即便教授不全认识这些泰斗,也会尝试打电话或发邮件直接联系,体现了对学术交流的欢迎和开放态度。以此为契机,张老师做研究有打通了“任督二脉”的感觉,最难的问题都解决了,接下来做什么方向都可以试试。在跨学科视角的交融下,研究成果发表的文章也展现出张文佳老师对学科较为全面的认知,这种通过逐步调整进入自主状态的经历,也让张老师意识到自我批判和自我验证在读博期间的重要性,因而张老师在带自己的博士生的时候也尝试培养模式的融合,即鼓励高年级学生更多地放手自主探索,给低年级学生更多地指引。

张文佳老师回到国内,他选择来到深研院,这个选择和北大情怀密不可分,认为深研院是北大的重要组成部分,加上空间上和心理上都离家近,考虑到研究生院做学术更有针对性,种种因素叠加下就欣然来到深研院。回国后大数据方法已经成为了学科风口,张老师就整合了自己之前工作的理论、数据和分析方法,继续深耕城市中人类活动和空间的关系,致力于构建一个更人本的城市规划理论分析体系。

因真理得自由——智慧城市的AI4S践行

张文佳老师在教学和指导学生方面也有自己的心得。对于课题组学生的学术培养,他认为核心在于培养学生的研究热情,希望给学生提供纯粹的学术环境,为有志继续从事科研工作的学生提供平台,守护内心本源,也鼓励学生出国深造。张老师还担任了学院《大数据、机器学习与规划设计》一课的主讲教师,相比其在国外的本科教学经历,他认为研究生的教学,需要侧重对学生有针对性的专业提升,而不仅仅停留在方法教程的讲述,即需要告诉学生为什么这样做,历史与根源,方法背后带来的新视角和意义。

张文佳老师与21届、22届毕业生合影

因此,在研究生培养中,张文佳老师认为课程和教师不需要设边界,鼓励多学科交叉。对于城规学院学者在AI4S中扮演的角色,张文佳老师建议强调学科的应用情景,引入案例与传统方法比较,告诉学生学科和方法诞生的历史渊源,以及新方法可以为研究提供什么新思路,积极引导学生思考,并细化到可落地实操的分析,方便学生进行跨学科学习,并最终回到本学科探索创新的可能性。

张老师对“人本”理念的践行,始于找到从个体行为出发评估城市规划设计的可持续性这一研究切入角度,并孜孜不倦地探索城市社会经济发展范式的高效与公平,而粤港澳大湾区在张老师的研究项目中占了相对突出的比重。特别是借助千万级个体行为大数据,利用复杂网络与AI等技术,将有助于产生AI4S新的追求和目标,衍生更多新理论,即转移数据的优势到方法上张老师致力于从不同空间尺度(社区、城镇、区域乃至全球)去理解建成环境与人类行为之间的互动关系,提出微观人地关系理论与方法体系,以促进社会可持续性,旨在解决国土空间规划不同尺度上的分析难题,最终为如何构建可持续与智慧的社区与城市提供政策与规划设计决策支持。

户外课堂视频

对于具体的方法创新,张老师构建了人群多样性这一有代表性的大数据库和方法。类似于生物多样性的概念,他提出关注不同类型人群的行为、职业多样性,在评估方法上明晰个人和人群的行为范式区别,在城市发展实践中推动更具针对性的、更精细的人文关怀政策和设施保障。对于人文关怀的升级,需要充分认识到人的决策包含时间、地点、事件要素,同时个人与人群的关怀存在范式差异;面对具有高度不确定性和多样性的社会系统,需要开展多目标权衡,在方法层面上参考强化学习算法模拟人脑决策。

张文佳老师表达了对深研院AI4S的未来的憧憬,既非常看好整个深研院学科的整合,也需要意识到充满挑战的一面。“作为学者个人和指导老师,我非常支持这项决策,并努力融入其中,希望深研院提供学科融合的制度保障,发扬北大的开放和学术自由传统”。对于秉承AI4S进一步探索科学真理的道路,张老师引用了燕京大学的校训“因真理得自由”鼓励自己和同学们,并认为最高层次的自由,是知识体系的自由。

城市的崭新未来,将拥有人群多样性视角下更合理空间规划、更智慧生活方式和更精准的人文关怀——为了促进更美好的生活和终极人文关怀,AI4S将比以往更高效和创新地在探索真理的道路上疾行。

文字:毛俊祺

指导老师:王琳

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