【人物專訪46】以畢生追逐統計,攻克高維度資料分析瓶頸 —專訪台大公衛學院健康數據拓析統計研究所洪弘教授

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【人物專訪46】以畢生追逐統計,攻克高維度資料分析瓶頸—專訪台大公衛學院健康數據拓析統計研究所洪弘教授

採訪 / 許至雅 (科學推展中心執行編輯).撰稿 / 林佳如 (科學推展中心特約編輯)

審訂 / 洪弘 (台大公衛學院健康數據拓析統計研究所)

 


 

  任職於國立臺灣大學公共衛生學院,健康數據拓析統計研究所洪弘教授,致力於對高維度資料分析所產生的問題提出解決辦法,成功將統計方法運用在多方實務、應用層面,曾獲得科技部傑出研究獎的高度肯定,近年來更發展穩健統計方法,解決傳統統計方法中的瓶頸。從高中時期,洪弘便對數學情有獨鍾,升大學時在長輩推薦下,進入台大工商管理學系工業管理組,學習如何用科學的方式進行製程的品質管理與最佳化。

 

強烈統計興趣,支持橫跨應用與理論

  大學扎實的學習歷程,使他認知到,統計將數據轉換成資訊的過程,能夠幫助人們發現問題,讓事情進行得更順暢,進而對統計產生更大的熱忱。學習的轉捩點,出現在大學畢業前夕,大四那年,洪弘接觸台大數學系江金倉老師的「多變量分析」,對以嚴謹的數學語言,理解與學習統計的過程深感著迷,以此為契機,不斷往統計鑽研,從此展開洪弘往後以統計為核心的學術歷程。從工業工程學研究所到成為數學博士,再到公衛學院工作,雖然每一個時期所待的學院都不同,但洪弘清楚知道,自己的中心思想始終相同,那就是由強烈的興趣,推動著自己前進。

  洪弘自述「自己是追著統計跑」,在工業工程研究所時期,主要以數學角度切入品質管制的統計方法改進,了解統計學在實際問題上的應用,博士班時期則追求純粹的統計方法研究理論。越投身研究,洪弘越明白,自己真正的興趣所在,那就是統計學背後的道理,讓他意識到統計的強大與有趣,這份清楚的認知,讓他在博士轉進台大數學所的統計組,專研存活分析有關的統計學。為什麼從數學所投身到公共衛生學院,洪弘表示,主要由於公共衛生對統計有著強烈的需求,是當時統計學最主要應用戰場之一,洪弘進一步說明,即使是現階段生物統計學,在醫學、製藥等,可以說,只要與人有關的層面,統計學始終扮演關鍵的角色。

 

從繁複到白話,提倡統計翻譯的重要性

  橫跨不同專業領域,始終保持相同的統計核心,在洪弘心目中,再複雜的公式都應有簡單明瞭的白話解釋,因此,他致力將統計翻譯,視為自己的責任之一,而這份熱忱,源自於喜歡上數學的契機,那就是學生時期,把題目解出來再教會同學所帶來的成就感。

  「對我來說,統計是一門應用導向的科學,統計方法發展到最後,一定要被人們所用,能讓使用者在短時間內理解,用簡白的方式明白背後的統計邏輯,對我來說是很大的鼓勵與成就感,統計翻譯,基本上就是學生時期成就感的延續與放大」。

  為了讓大眾更加理解統計原理,洪弘推廣統計翻譯不遺餘力,這份學習精神,可以追溯自陳素雲老師對自己學問上的啟發,「陳素雲老師可說是我在統計研究這條路上的母親」,當年洪弘在博士班畢業後,曾深陷徬徨,陳老師主動接觸並開始合作指導,引領著他拓展統計學的面向,如高維度統計分析、降維分析、主成分分析,甚至到現在的聯邦學習(Federated Learning),洪弘都是透過與陳老師合作,接觸到嶄新的領域。加上陳老師對學術追求的熱忱,也敦促他不斷跟上老師的腳步邁進。

 

發展高維度統計方法,化為現實問題解方

  洪弘目前主要關注降維度分析跟穩健統計方法,他說到「在傳統的統計學中,通常要在分析方法的估計效度與穩健度兩者之間二選一,也就是在面對極端值時,分析方法是否依然穩定不被少數、極端的數據帶偏,過去的共識是若想要方法變穩健,效度勢必會下降,因此傳統的穩檢統計方法在沒有極端值的情況下,其表現會比一般的統計方法來得差。」

  「但透過分群再整合的技巧應用在統計方法上卻產生了相當有趣的結果。先分群,不直接處理龐大的原始數據,而是先將數據切分成多個子問題或小群組,最後再將子結果合併、整合在一起,竟可以在不損失估計效度的情況之下,增加統計方法的穩健度。成功挑戰了傳統統計方法認為,效度勢必會因穩健度而受損的概念,打破穩健性與效度之間的長久僵局,克服極端值干擾分析結果的問題」洪弘將此技巧,妥善運用在許多統計方法的發展脈絡,推廣到更多議題與更多面向,致力發展高維度統計方法,解決傳統方法無解的問題與瓶頸。

 

統計方法越成熟,有助提升公民素養

  在現代社會中,無論是公共政策的制定或是民生議題的推動,背後的依據,大多源自研究學者的分析產物。洪弘表示,學者能夠得出結論,在其研究環節中,一定會使用到統計方法,因此當統計方法發展得越成熟、精良,對研究結論的可靠性越有助益。在疫情期間,全球高度關注流行病學統計,大家所關注的傳染係數,正是統計學家根據數據,所推論出來的科學指標,幫助人們理解疫情的發展脈絡,有了這項指標,科學家才知道目前疫情是受控還是擴張,政府才能依據科學數據而非感覺來做決策。

  再來與臺灣民生日常息息相關的就是民調,民調是每個臺灣人從小到大,或多或少都曾接觸。洪弘認為,如果科普轉譯推廣成功,那每一位民眾,應會有基本的統計知識,在觀看民調時,就會有一個正確的解讀,民調結果的差異,來自於資料的蒐集方法是否正確,以及用什麼方法來解讀,如果科普做得好,我們對於方法與數據的檢視,就會有相對正確的解讀,進而提升公民素養。

 

勇敢跨出腳步,追尋內心初衷

  洪弘回首他的求學過程,雖然並不是一開始就進入他所追求的理論統計方法,而是從比較應用的面向切入,再跨足不同的學院,不斷追尋內心的初衷,這樣的經歷讓洪弘知道統計的強大與有趣,並了解統計的目的與實務的連結,這讓他產生了強大的興趣與好奇心,一路以來,支持著他理解統計方法背後的機制。當然只有好奇心還不夠,洪弘誠摯鼓勵每位莘莘學子與青年研究者「保持對事物的好奇心,培養解決問題的直觀性,秉持用科學方法驗證的態度,開創屬於自己的學問成果。」