【编者按】
城市规划与设计学院始终聚焦服务粤港澳大湾区建设世界一流城市群和深圳市建设社会主义先行示范区的国家战略需求，努力建设国际领先的湾区城市人居环境创新研究团队，学院也持续涌入新的师资力量为学院建设贡献力量。
为此，城规记者团开展“师说”——学院青年教师系列采访栏目，带大家近距离感受青年教师们背后的科研、生活、课堂等故事。
今天，来看看张浩然老师的故事。
张浩然老师认为：随着时间和空间粒度的精细，未来城市科学一定是向着多学科、多个工程交叉的方向前进的。也是带着这样的信念，聚焦于城市工程中的实践问题，他的研究自然地实现了由工科向城市科学的转变。
PART 1
求学：在按部就班中稳步前行
“聚焦于眼前最重要的事情，并努力做好。抱着这样态度，不论做什么，一定是向上走的”。
在谈到自己的过往经历时，张浩然老师总是会提到“阴差阳错”这个词：在每个阶段里按部就班地做好应该做的事，不去想太远的事情，这样总能找到前进的方向。
01 在尝试中找到兴趣
张老师提及自己的求学经历时，坦言自己“没有太大志向”，选择中国石油大学是受到了邻居的影响“邻居刚好是石油大学的教师，而十几年前是石油是非常赚钱的行业”。
进入校园后，张老师自嘲本科时期是个“学渣”，尝试了多种爱好——骑行川藏线、在乐队里弹贝斯、在学生会担任主席...“总之课余生活特别丰富”。这一时期张浩然老师的目标是成为一名辅导员，随后也顺利通过工作保研的方式开始承担辅导员的工作。在工作的过程中，张老师逐渐感受到辅导员的工作并不适合自己，也正是这个时期产生了对科研的尝试。
“我的想法也特别简单，就觉着搞科研应该先学学数学”。回忆起研究生生涯的开始，由于学生工作繁忙，导师并没有给课题，在对未来想法发生转变之后，张浩然老师用一年半的时间完成了本校本科、硕士和博士的所有数学课程。这段经历训练了他的抽象思维，也是在这个过程中，他发现了科研的乐趣：“如果你对科研现状困惑的话，那就开始学数学吧”。在张浩然老师眼里，数学更像是一种“内力”，它带来的改变是潜移默化的，数学的思考方式、建模方式都会以一种润物细无声的方式支撑着研究。
张浩然老师在川藏线骑行
02 追求科学与实践的结合
在研究油气储运的过程中，会做优化相关的内容，然而随着工作的深入，发现一些最新的文章都在一味追求数学美感，张浩然老师认为这样的研究会脱离应用于实际的需求，而这与自己的追求并不吻合。因此带着从系统层面解决现实问题的追求，张浩然前往东京大学空间信息科学研究中心进一步学习，开始将大数据技术于与空间信息科学相关研究相结合。
将工程思维与学术思维结合也体现在张浩然老师的成果中。在我们问到如何平衡工程与科研时，他说“这归功于将工程类的工作总结成科学问题”，这个习惯是他在硕士和博士阶段养成的，在完成横向项目的同时对项目进行更深刻地思考，从回答问题深入到解决问题。
他也举了许多学生进入工作后感慨工作内容与学习内容无关的例子，认为存在这样矛盾的原因也许是在学习过程中思考并不到位，并建议同学们在完成项目的同时更深一步思考，研究问题背后的数学机制等，这对于学术或者工作都是非常必要的习惯。
03 关于时间规划的经验
在谈到对于时间的安排时，张浩然老师说最重要的是要把每个阶段的事情做好。比如在学生时期，最重要的就是做好学生的本职工作，多去思考课堂内容、参与学生活动、扎根校园汲取营养。在工作后也要抱着同样的态度去工作：“态度是最重要的事情”。他提到了一个现象：现在好多学生想得太远，总会想下一步、再下一步，然而总是在想下一步，总走不好当下这一步。
他引用了在优化课程第一节课的内容“做好当下最重要的事情”，并具体分享了自己在这方面的经验：“将每天要做的事情列在黑板的正面，而反面则是一个长期目标。将每天做的事情与长远目标相匹配，明确哪件事情是为哪个长远目标而服务”。张浩然老师说这样的习惯他坚持了好多年，这种方式避免了他思虑过多，并且在回顾时也能发现成长过程中的一个又一个脚印。
PART 2
对于城市科学的畅想
01 "城市是一个系统”
“城市科学其实是一个特别广的概念”。谈及他当前的研究方向，张浩然老师表示，城市系统是一个十分复杂的有机整体，在其内部不断地进行物质流、能量流、人员流、信息流的交换。“我之前研究的油气储运、城市燃气管网和水管网，作为重要的基础设施，从理论上说都是这个巨大城市系统的一部分”。张老师给我们举了一个生活中形象的例子，“比如城市人口移动导致了不同时空下的用能需求变化，为了支撑日常家庭生活的燃气和电力供应，城市电力和管网系统需要进行复杂的调度分配” 在张浩然老师眼里，城市是信息、能源、人类等不同子系统交织形成的复杂有机体，因此，他认为仅仅研究单一城市或单一系统及其内部空间的差异，不能揭示城市本质和其发展的规律性，需要开展城市系统优化才能揭示城市的实质和作用。而系统工程正是以复杂系统为研究对象，着手解决复杂系统问题的学科。
“只有交叉才能解决复杂的城市问题”。张浩然老师说道，要解决这种复杂的城市空间问题，一定程度上必须要脱离先前各自为政的研究范式，开展交叉学科研究。同时，城市科学独特魅力也在于其面向真实的城市数据和社会生活场景。谈及从城市油气储运转向城市系统科学研究的原因，张老师表示面向工程问题的优化研究，往往会追求数学的美感进行边界条件的简化，城市科学需要基于城市真实的数据来确定边界条件。“到这个时候我感觉做这东西有些偏离我的喜欢了，还是需要从系统层面去思考”只有面向真实的城市数据，才能揭示城市的本质和规律性，解决城市问题。我想这种转变和对于真实城市社会问题的思考这也是他研究兴趣转变的起点。
02 AI4S—搭建沟通的桥梁
“我觉得的AI4S更重要的是提供了一个平台”。谈及最近的研究成果小世界AI模型，张浩然老师进一步分享了对于当前AI for Science的理解。在张老师眼里，AI4S的价值不仅仅是简单的算法编程或者算力支持，更重要的是为城市科学领域的众多研究者提供了一个多学科、多背景、多工程的平台与桥梁。“城市规划学科和管道工程学科理解地下管网可能完全是不同的概念和视角”，但是在AI4S的平台为不同背景的学者提供了共同的语境和交流的平台，实质上是提供了一个更高维度的视角，促进各学科交叉融合与合作。
张浩然老师在国际会议宣讲
03 "深度思考"— 实践中的理想主义
“我觉得我一个特点就是会把工程的东西总结成科学问题”。这很大程度上来源于张浩然老师在硕博时期养成的深度思考习惯。“基本上我那阵儿一个月出差两次，就是天天到处飞，然后跟现场打交道看软件的问题反馈，这样逼着自己解决问题，再把问题深度思考写成文章”，回忆起曾经实验室的横向工程项目经历，张浩然老师笑着对我们说。也正是在那段经历中，张老师通过不断地追问和深度思考将面向问题的工程思维和学术思维进行有效融合转化。
“一定要思考”张浩然老师在跟我们交谈时反复强调。在他看来，面向学术和工程其实有点像两种不同的思维方式，如果走了两个极端，那么成为“唯文章论者”亦或“唯工程论者”都不能称之为好的研究者。而培养深度思考能力正式融合两者的有效途径，“它内部的问题是什么？概念是什么？数学的机制是什么？你把这些东西解决了，其实是很好的融合，然后在此基础上你就可以研究着去做些改变，甚至所谓改变世界的东西。”
04 未来城市可持续的畅想
“你有没有想过如果我们能精确预测下半个小时人的位置，你能做什么？” 张浩然老师向我们提问。从人文地理的角度来看，我们更多关注如职住平衡等长期性的问题，而随着大数据发展和时空间粒度的提升，“小时级别的数据能做什么？”这些研究问题实际上已经突破了传统的人文地理框架。“我觉得从时间和空间的精细性角度发展，一定是未来城市科学的方向”在张浩然老师眼里，这种发展将带来更多的城市科学或城市工程学的个性，比如在能源系统领域，精细化的时空信息将大大提升城市能源供需侧信息化能力和智慧水平，这是一个自然也令人振奋的转变。
打开张浩然老师的个人主页，“MAKE CITIES DIGITALIZED AND CLEANER 创建数字化的清洁城市”几个大字给人很强的视觉冲击。“我们的目标是以创新数字技术、理论和平台突破城市系统领域难题，提升人流、社会流、资源流、能源流、物质流、交通流、碳流、信息流的共生价值，推动城市向碳中和发展”在张浩然老师自己设计的实验室LOGAL中，DIGITALIZED CLEANER CITIRS 几个字母组成了城市的基调，树木、光伏电池板、风力发电、新能源汽车等绿色设施点缀其间。随着数字化变革与时空间精细度的提升，张浩然老师将在未来清洁可持续城市实践探索中实现意义与价值。
PART 3
教师身份的转变
01 寻找兴趣的交集
“我觉得还是得看他们想做什么”。谈到对学生的培养这件事，张浩然老师认为刚进入研究生阶段的学生可能对于未来的研究框架比较模糊，而课题组会有自己的方向，这种模糊的框架与确定的方向一定是会有交集的，而寻找这种交集则需要师生之间充分的沟通。“这样学生也开心，课题组也能得到发展”，这种在沟通中求同的模式，是张老师心中师生相处的理想模式。
张浩然老师与所指导的东京大学学生合影
02 关于课程的介绍
提到本学期新开的课程《城市系统优化理论与方法》，张浩然老师说他并不是第一次授课。“其实很多师弟师妹都是我带的，包括在东京也会带硕士和博士做一些优化的培训”。但是系统完整地授课却是第一次，为此他经常备一节课两天就过去了，凸优化的书已经翻了7遍。“自己理解与讲述出来是完全不同的两件事”，他希望通过自己的讲解，将抽象的内容传授给大家。他也鼓励没有较强数学基础的学生去学习，“没有基础不等于没有天赋，城市规划专业的学生空间想象能力很强，能够更好理解抽象的事物”。
在访谈的最后，张浩然老师将自己的经历总结为“脚踏实地”四个字，并将其作为祝福赠予城规学院的学子们，鼓励城规学子立足于当下，按部就班地做好每一件事情，并顺利地完成人生每一个阶段的任务，实现每个阶段的价值。
个人简介
张浩然，北京大学城市规划与设计学院助理教授，获得工学和经济学双学士学位以及工学和环境学双博士学位，入选国家级青年人才计划以及日本国家人才计划卓越研究员计划。长期从事城市大数据挖掘、油气管网供给链、城市能源系统相关工作。所开发的系统已经在多个实际场景进行落地。获得国际青年管道工程师协会成就奖John Tiratsoo Award，高等学校科学研究优秀成果奖，INFORMS Innovative Applications in Analytics Award Finalist 奖，全球地理信息开发者大会（WGDC2022）全球前沿科技青年科学家奖等10余项科研奖项。入选全球前2%顶尖科学家。任国际期刊Advances in Applied Energy，Petroleum Science副主编。
采访｜郭武鑫 刘斌 邱玉叶
文字 | 郭武鑫 刘斌
图片 | 张浩然 胡班韶
编辑｜城规记者团 刘斌
审核｜张浩然 邱玉叶
