‘n Bejaarde Albert Einstein het glo eens gekla dat
hy nie ‘n sterk genoeg wiskundige onderbou gehad het om die idees te
verduidelik waaraan hy in daardie stadium van sy lewe gewerk het nie. Dis ‘n
anekdote wat ‘n groot indruk op prof Cang Hui gemaak het – soveel so dat hy
wiskunde gaan studeer het pleks van fisika, die vak waarop hy al sedert sy
laerskooljare versot was. Fisika se verlies
het egter die wins van die vakgebiede van biologie en ekologie geword. Hui
gebruik sedertdien sy wiskundige denke in navorsing oor omgewingskwessies soos klimaatsverandering,
die impak van bestuiwers en enige groot gros data met ‘n biologiese inslag.
Daaroor getuig die meer
as 200 referate, twee boeke, agt hoofstukke en 12 PhD-studente wat hy reeds
gelewer het. In 2011 het hierdie B2-gegradeerde navorser ‘n Elsevier Young
Scientist-toekenning ontvang. Sy h-indeks plaas hom onder die top 10 navorsers
in wiskunde in Suid-Afrika.
Hui is sedert 2004 aan
die Universiteit Stellenbosch werksaam, nadat hy as nadoktorale navorser by die
Sentrum van Uitnemendheid vir Indringerbiologie (CIB) begin het. Sedert 2014 beklee
hy die Suid-Afrikaanse navorsingsleerstoel in wiskundige en teoreties-fisiese
biowetenskappe in die Departement Wiskunde, en is ook verbonde aan die African
Institute for Mathematical Sciences (AIMS) in Muizenberg.
Hy is ook die volgende
spreker in die Afdeling Navorsingsontwikkeling se Forward with Research
Impact-lesingreeks. Op Woensdag 5 November om 13:00 sal hy in die US Museum in
Ryneveldstraat op Stellenbosch gesels oor die wiskundige speletjies wat plante
met ander spesies speel.
Sy Einstein oomblik
Hui, die jongste van twee
kinders, is in 1977 in Xi'an in die noordweste van China gebore, die jaar wat die
einde van die Chinese kulturele rewolusie ingelui het. Weens die politieke
klimaat van die voorafgaande era het sy ouers nooit kans gehad om te studeer
nie.
Hui, daarenteen, kon sy
kanse aangryp. Van jongs af het die beginsels van fisika gefassineer. Op twaalfjarige
ouderdom het hy lid van die Chinese Vereniging vir Fisika geword.
“Ek het fisika baie
geniet, en hoe mens sekere soort vrae daarmee kon beantwoord. Dit was oor meer
as net berekeninge doen, maar ook oor hoe mens dinge sinvol danksy vergelykings
kon verduidelik,” onthou hy.
Hui het die staaltjie oor
Einstein en sy wiskundige-wroeginge gelees terwyl hy in 1994 besig was om voor
te berei vir sy finale skooleksamens. Op daardie stadium moes hy besluit of hy
verder in wiskunde of fisika moes gaan studeer. Hy het in albei vakke
uitgeblink.
Vandag kan hy nog goed
onthou dat die anekdote deur 'n tydgenoot van Einstein, Arnold Sommerfeld, geskryf
is, ter viering van sy 70ste verjaardag: “Einstein het gesê dat as hy weer kon
kies, hy eers wiskunde sou leer, omdat sy gebrek aan kennis daaroor hom
verhinder het om sekere fisiese konsepte waarin hy later wou werk beter te
formuleer.”
Hui was g’n van plan om
dieselfde fout as Einstein te maak nie: “Ek’t vir myself gesê dat as ek die
fisiese wêreld regtig goed wil verstaan, ek myself eers wiskundig moes
voorberei.”
Sy loopbaantrajek was van
so ‘n aard dat hy toe nooit na suiwer fisika teruggekeer het nie. Vandag is
daar wel ‘n hele paar fisici in Hui se wye netwerk van kollegas met wie hy in
Europa, Noord-Amerika, China, Suid-Afrika en Australië saamwerk.
‘n Ander ingesteldheid
Hui beskryf homself as ‘n
opgeleide toegepaste wiskundige wat nie net daarop ingestel is om dinge in ‘n
formule of ‘n berekening te wil vasvang nie.
“Ek wil 'n stelsel ook
kan verstaan, en die dinamika wat dit dryf,” verduidelik hy.
Hui het in 1997 ‘n graad in toegepaste wiskunde aan die Xi’an Jiaotong
Universiteit ontvang, tesame met ‘n toekenning vir uitmuntende prestasie op
voorgraadse vlak. In sy finale jaar het hy die geluk gehad dat ‘n bekende
biowiskundige, prof Zhien Ma, hom in sy jaarprojek oor epidemiologiese modelle
begelei het. In die proses het die dinamika en interaksie binne komplekse
sisteme hom begin fassineer.
In 2001 het sy MSc in
Toegepaste Wiskunde aan die Lanzhou Universiteit gevolg, hierdie keer oor hoe mens
die metapopulasiedinamika van landskappe kan modelleer. Weer is Hui vir sy
akademiese prestasies vereer. In 2004 het hy sy PhD in Wiskundige Ekologie aan
dieselfde instelling verwerf. Hy het die ruimtelike en dinamiese kompleksiteite
van metapopulasies bestudeer, en gekyk na hoe hierdie voortgesit word.
Tydens sy PhD-jare het hy
aangesluit by die Chinese Eko-Ekonomiese Vereniging, en het sodoende eerstehandse
ervaring van die natuur en biodiversiteit opgedoen. Sy betrokkenheid by die Nasionale
Natuurwetenskaplike Stigting het hom na rivierkomme en vleilande geneem.
Daardeur het hy selfs pryse van sy plaaslike provinsiale regering ontvang.
Die omgewingsy van
biowiskunde was egter nie aanvanklik sy voorkeurgebied nie. In sy vroeë
studentejare het hy sy visier op neurowetenskappe gehad, want op daardie
stadium het hy die brein as “die mees besondere komplekse sisteem” beskou. Die
geluk was egter nie aan sy kant nie, en as Plan B het sy fokus gesit op
ekologiese stelsels en biodiversiteit.
Deesdae dink hy anders
hieroor: “Ek reken ekologiese stelsels is selfs meer ingewikkeld as die brein.
Ons neurale netwerke, word hier teen sewe jaar oud vasgelê, en kan nie juis
daarna vreeslik verander nie. Ekologiese stelsels, daarenteen, bestaan uit
talle spesies wat heeltyd in wisselwerking is met mekaar en by mekaar moet
aanpas.”
Komplekse sisteme
Hui sien komplekse
stelsels in terme van 'n speletjie waarin verskeie spelers betrokke is Almal
dra die hoed van die groep of spesie waaraan hulle behoort. Elkeen speel die
speletjie om hulself en hul groep te bevoordeel. Dis moeilik om by te hou by
wat die eindresultaat van elkeen van hierdie interaksies is, en dit te
verduidelik.
“Biologie en die
natuurwetenskappe is oor die lewe self. Om dit te probeer verstaan, het mens meer as net fisiese verklarings of fisika nodig. Mens
moet kan vra hoe sekere fenomene deur komplekse stelsels na vore kom. En dis
waar wiskunde inkom,” verduidelik hy heel filosofies.
Sy werk lê op die koppelvlak
tussen wiskunde en biologie. Hy gebruik én stel nuwe modelle voor. Oor die jare
het hy sy vaardighede ook begin gebruik om modelle en teorieë voor te stel
waarmee mens ontluikende patrone in hele organisme-biologie te verduidelik. Hy
speur fyn deur ekologiese data om die funksie en betekenis van elke spesie
binne 'n stelsel te bepaal, en hoe elkeen weer op hul beurt ander dele in dieselfde
sisteem beïnvloed.
Een van sy studente is
tans besig om die verspreiding van naaldekokerspesies in Afrika te modelleer,
om ‘n idee te kry oor hoe verspreiding en beweging in die toekoms dalk deur
klimaatsverandering beïnvloed kan word. 'n Ander student bestudeer die dinamika
binne woudstelsels, as deel van ‘n veel groter internasionale
samewerkingsprojek. Op die plaaslike front is Hui op die punt om weg te trek
met ‘n dekadelange projek waarin al die interaksies bestudeer gaan word van
spesies wat binne een hektaar fynbosgrond in die Jonkershoek-natuurreservaat
gevind word.
'As mens wiskundig dink wanneer
jy besig is om ‘n biologiese stelsel te formuleer, vra jy eers wat is aan die
gebeur. Jy moet ook die ‘hoe’ verstaan. Dan eers kan jy vra ‘hoekom’,” vertel
hierdie pa van twee kleuters, wat dit geniet om die lewe deur die oë van sy
spruite te ervaar.
Hy reken alle
navorsingspanne wat hul sout werd is moet in die era van “Big Data” 'n sterk
wiskundige brein aan boord hê.
“’n Gebrek aan data belemmer
lankal nie meer navorsing nie. Dis nie meer die bottelnek van ouds nie. Deesdae
gaan dit oor hoe jy die data tot jou beskikking gaan gebruik, en waarop jy gaan
fokus,” verduidelik dié wiskundeprofessor. “Ons het informatika nodig om al die
inligting wat versamel word, te hanteer. Ons het mense wat modelle kan skep en
biowiskundiges nodig om daaraan te werk, sodat ons beter kan verstaan hoe
stelsels werk.”