To matematikere skal eksperimentere med videnskabelige sandheder

”VILLUM Eksperimentet” er en helt ny måde at uddele forskningsstøtte på. Det er ikke ansøgernes CV eller netværk, der er udslagsgivende, for alle ansøgninger behandles anonymt af et internationalt bedømmerteam.

VILLUM FONDEN ønsker dermed at støtte den helt særlige forskningsidé, som udfordrer normen og har potentialet til fundamentalt at ændre den måde, vi tilgår vigtige emner på. Bedømmerne bliver bedt om at lægge vægt på de idéer, de opfatter som reelle nybrud. Måske vil kun et ud af ti projekter vise sig at skabe noget unikt.

Fonden har netop uddelt 71 mio. kr. til 39 skæve og potentielt banebrydende eksperimenter. Eksperimenter, som spænder bredt: Emner er alt fra cellebiologi til kvantefysik. 17 af de 39 eksperimenter kommer til at foregår på København Universitet. To af forskerne er fra Institut for Matematiske Fag.

Hinsides genomet

Postdoc Alexandra Muñoz har fået 2 mio. kr. til projektet ”Hinsides genomet: En genteoretisering af det cellulære system”. Professor og forskningsdirektør Thomas Sinkjær fra Villum Fonden præsenterer på fondens hjemmeside Alexandra Muñoz’ projekt således:

”Den hovedhypotese, som eksperimentet bygger på, er en modig udfordring af en af de centrale læresætninger i moderne videnskab - at en organismes celler udelukkende styres af arvematerialet DNA. Ligesom kvantemekanikken kan beskrive forskellige lag af et fysisk system, vil eksperimentet forsøge at afdække endnu et lag i reguleringen af celler, som fungerer, når genomet er defekt.

Der er tale om et højrisikoeksperiment, der kan være alt eller ingenting. Hvis hypotesen viser sig at være korrekt, vil eksperimentet revolutionere og redefinere vores forståelse af cellebiologi og potentielt have banebrydende indflydelse på forståelsen af bl.a. kræftsygdomme. Men hypotesen kan også vise sig at være forkert. Selv da kan udviklingen af den foreslåede matematiske model dog tilbyde en unik og værdifuld ramme for konceptualisering af celler.”

Hurtigste ikke-lineære detektionsproblemer

Jesper Lund Pedersen, lektor fra sektionen Forsikring og Økonomi, har fået 1,8 mio. kr. til at lede efter matematiske løsninger på et område, der i dag er betragtet som utilgængeligt. Hvis det lykkes, kan det forbedre atomures ydelser, give bedre satellitnavigation, mere sikre flylandinger samt hurtigere forudsigelser af jordskælv.

Problemer omkring hurtigste detektion opstår ved ønsket om at opdage ændringer i observerede data så hurtigt som muligt efter at de opstår i realtid. Problemer med hurtig detektion går tilbage til 1960'erne i forbindelse med radar-detektion. I dag er hurtig real-time detektion af stor betydning i mange anvendte områder inden for teknik og naturvidenskab - og på en lang række andre områder, som medicin og finans.

Oversat til matematiske termer fra moderne sandsynlighedsregning, beskriver Jesper projektet således:

Vi observerer en stokastiske proces med given probabilistiske kendetegn, der skifter til nogle andre probabilistiske kendetegn på et ukendt tidspunkt, som ikke er direkte observerbare. Problemet er at registrere tidspunktet for ændringen så nøjagtigt som muligt, ved kun at observere selve den stokastiske proces. Da præcis detektering er umulig, betyder dette ”nøjagtigt” hverken ”for tidligt” (falsk alarm) eller ”for sent” (detektions-forsinkelse).

Den klassiske og moderne teori for hurtig detektion er kun udviklet til lineære problemformuleringer, i den forstand, at ”for tidligt” er udtrykt som middelværdien relateret til falsk alarm og ”for sent” udtrykkes som middelværdien relateret til detektions-forsinkelse. Inden for denne ramme er problemerne Markovianske, hvorfor man kan bruge teorien om Markov-processer og udnytte deres forbindelser til lineære differential-ligninger, når man løser problemet.

Projektet vil åbne en ny måde at anskue hurtigste detektion på, hvor det centrale mål er at formulere og løse ikke-lineære problemer omkring hurtigste detektion. I denne sammenhæng er en ikke-lineær formulering opnået gennem ikke-lineære funktioner (f.eks. variansen) af middelværdien relateret til falsk alarm og middelværdien relateret til detektions-forsinkelse.

- Projektet kan føre til meget hurtigere og mere effektive algoritmer for hurtigste detektion. Ideen er fundamentalt ny og tilgangen skaber ukonventionelle videnskabelige udfordringer, som ikke tidlige er mødt i hurtigste detektion, forklarer Jesper.

---

Om VILLUM Eksperimentet

• Støtte til den dristige forskningsidé, der har det vanskeligt i et klassisk peer review-bevillingssystem.
• Målrettet de helt særlige forskningsprojekter, der udfordrer normen og har potentialet til fundamentalt at ændre den måde, vi tilgår vigtige emner på.
• For at sikre, at forskerne tør fremsende deres mest ambitiøse idéer, uden at blive ’hængt ud’ af deres fagfæller, der skal vurdere deres forskningsidé, er ansøger anonym for bedømmerne. Dette er også indført for at reducere eventuelle bias fra bedømmere.
• Bedømmerne bliver bedt om at lægge vægt på de idéer, de opfatter som reelle nybrud. Måske vil kun et ud af ti projekter vise sig at skabe noget unikt.
• Hver sagkyndig har mulighed for at tildele én ansøgning en ”trumf”. Sker dette, skal der helt særlige argumenter til, hvis fondens bestyrelse vælger ikke at støtte idéen.
• Det bevilgede beløb er på 1-2 mio. kr., og det skal dække en forskningsperiode på 1-2 år.
• Programmet er åbent for alle forskere uanset nationalitet og kan søges af aktive forskere uanset alder.

Emner