从宇宙射线到心脏病学 – 物理世界

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world.jpg" data-caption="跨学科成就者 阿扎德·凯瓦尼 (Azadeh Keivani) 将目光从天体物理学转向医疗保健领域的数据科学，同时还创立了一家教育性非营利组织。 （由 Ashkan Balouchi 提供）” title=”单击以在弹出窗口中打开图像” href=”https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physicals-世界.jpg”>

天体物理学家转型为数据科学家 阿扎德·凯瓦尼 经历了一段不寻常的职业旅程。她在伊朗读高中时就对天文学产生了兴趣，后来移居美国，完成了宇宙射线和粒子天体物理学的博士学位和博士后，现在在医疗保健、教育和商业领域开发机器学习技术。 Keivani 还热衷于与在校学生分享她的旅程。

今天，她工作于 纽约长老会医院，开发心脏病学人工智能模型。 2023年Keivani获得美国物理学会（APS）荣誉称号 工业与应用物理论坛 (FIAP) 职业讲师奖。她谈到了思想开放的重要性、跨学科合作的价值、她参与教育活动以及决定是否留在学术界。

是什么激发了您最初的兴趣 在科学领域，尤其是物理学领域？

当我上中学时，我第一次参加观星活动，那对我来说非常着迷。不仅是仰望天空本身，而且被很酷的人包围也是鼓舞人心的。之后，我订阅了一份天文学杂志，该杂志定期举办活动，包括在我上学的德黑兰举办观星之夜和天文学研讨会。我认为物理学是我能追求的最接近天文学的学科。

后来在高中，我对物理本身、解决物理问题以及阅读本科甚至研究生水平的教科书非常感兴趣。我不太懂，数学也很难，我只是很高兴看到书上讲的内容。

当时在伊朗，我们对全国所有人进行大学入学考试，他们根据兴趣和考试成绩对人们进行排序。我最终得到了我想要的学科和大学，那就是物理 德黑兰谢里夫理工大学.

是什么促使您攻读天体物理学博士学位？参与大型合作感觉如何？

当我在谢里夫大学时，我开始在宇宙射线物理小组工作，并决定在研究生院继续研究这一领域。 2007年，当我还是一名本科三年级学生时，我参加了 墨西哥国际宇宙射线会议（红十字国际委员会）。这是一次很棒的经历，因为我认识了很多来自美国不同大学的人，其中包括 美国路易斯安那州立大学 （路易斯安那州立大学），一年后我加入该校攻读博士学位。我研究银河磁场对超高能宇宙射线偏转的影响。我的顾问是 詹姆斯马修斯, 的先驱之一 皮埃尔·俄歇宇宙射线天文台。他一直是我的伟大导师，我很高兴我们仍然保持联系。

合作工作有其优点和缺点。例如，在大多数合作中，作者列表都是按字母顺序排列的，因此即使您是主要贡献者，您也不会是论文的第一作者。这通常意味着初级物理学家的知名度较低。但与此同时，当您定期参加协作会议时，您会建立一个非常大的网络。这使我相对容易找到博士后职位。我受聘于 米格尔·穆斯塔法 和 道格·考恩 我于 2014 年加入宾夕法尼亚州立大学攻读博士后。他们和德里克·福克斯 (Derek Fox) 让我在宾夕法尼亚州立大学的时光真正富有成效。我想  他们是我永远的导师，对我的职业生涯产生了重大影响。

在那里，我成为了 冰立方中微子天文台 和一个名为 天体物理多信使观测站网络（AMON）。这是一个建立网络基础设施的项目，将所有高能天体物理观测站连接在一个网络中。我们获取数据，实时进行分析，如果有信号指向天空中的天体物理事件或来源，它就会向其他天文台发送警报。通过这个系统，我们发现 2017 年天体物理高能中微子源的第一个证据.

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world-1.jpg" data-caption="闪耀明亮 Azadeh Keivani 和 AMON、IceCube、Swift、费米和其他天文台的合作者于 2017 年发现了天体物理高能中微子源的第一个证据。这幅艺术渲染图描绘了一个强大的耀变体，它是 IceCube 中微子 IC170922 的起源。 （提供：IceCube Collaboration/Google Earth：PGC/NASA 美国地质调查数据 SIO、NOAA、美国海军、NGA、GEBCO Landsat/Copernicus）” title=”单击以在弹出窗口中打开图像” href=”https://platoaistream。 com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physicals-world-1.jpg”>

参与 AMON 项目最好的事情之一就是拥有主人翁感。我和另一位博士后密切合作， 戈尔丹娜·特西奇，现在是好朋友了。我还培养了多项软技能和技术技能，例如编码、构建 Python 包和数据库、统计分析和机器学习建模。

博士后之后，您的下一步是什么？

博士后后，我开始申请教师职位。当时，我的丈夫在纽约，我真的很想在那里找到一份工作，所以我最终选择了这个名为“ 哥伦比亚大学科学前沿奖学金.

该计划由天文学家和教育家创立 大卫·赫尔芬德，招募具有不同 STEM 背景的博士学位人员——涵盖物理学、生物学、化学、神经科学和地球科学。我们的想法是通过不同的学科向新生灌输科学的思维习惯，所以我们每个人都必须教授所有这些主题。我们教授不同的科学技能，例如如何阅读文章、如何区分科学与伪科学、如何理解图表和统计数据的趋势。这是非常具有挑战性和有趣的，因为很长一段时间以来我第一次必须学习物理之外的概念，才能教授它们。我也是美国宇航局资助的研究员 哥伦比亚天体物理实验室，使用多信使天文学中多个高能天体物理观测站的数据；我专注于利用机器学习技术。

与此同时，在我的哥伦比亚大学期间  演讲、教学以及更广泛的教育对我来说都变得非常有趣。我开始思考如何帮助学生，尤其是来自服务欠缺社区的学生。在很多方面，我们的教育体系仍然相当传统。但世界正在发生变化，因此学生确实需要从小就培养他们的技术、数字和创业技能。通常，少数族裔学生和来自低收入背景的学生没有足够的机会或导师来帮助他们规划教育和职业。尤其是在 COVID-19 大流行初期，我一直在考虑这一点，因此我与他人共同创立了一个教育技术非营利组织，旨在为下一代劳动力提供支持，该组织名为“ 数字时代学院 (DAA)。

我们与纽约南布朗克斯区的高中合作，招收 11 或 12 年级（16 至 18 岁）的学生。我们制定了一些劳动力和创业发展计划，并为学生配备了导师。他们一起制定了一些帮助他们的家庭或社区的项目，并且他们有一些绝妙的想法。 2020 年底，我们第一届 DAA 毕业生毕业。  我们现在全年运行许多项目，并拥有企业和学校合作伙伴。

您现在已经离开学术界，并在工业界担任职务，该职位仍然与物理学密切相关。您在做出这个职业选择时考虑了哪些因素？

我想到了一些事情。一是我是否想继续研究多信使天体物理学这个狭隘的主题，或者探索新的研究领域。我在想我是否想变得超级专业，或者发展新技能并对职业世界有一个多维的视角。尽管我知道大多数人都想攀登企业或学术的阶梯，但这对我来说变得更有吸引力。

我也在考虑薪水，因为纽约的生活非常昂贵。这不一定是最重要的事情，但绝对是一个因素。我的许多拥有博士学位、进入金融或数据科学领域的朋友的薪水是博士后的三到四倍。

我也想留在纽约，因为对于我这样的移民来说，这是最好的城市。你觉得你属于这里。但如果我想成为一名教授，我就必须在美国各地申请。工作与生活的平衡是另一个方面，我也很想了解粒子天体物理学界之外的其他文化。

2020 年底，我决定离开哥伦比亚，一年内我继续只从事 DAA 工作。 2021 年底，我决定申请数据科学职位，但带有科学气息，所以我专注于生物技术和医疗保健。我最终在 纪念斯隆凯特琳癌症中心 （MSK）担任高级数据科学家。我是一个名为“科技孵化”，其中包括设计、产品、工程和数据科学领域的不同专家，他们共同致力于引进癌症治疗的新技术。然后，在 2023 年初，我开始在纽约长老会医院担任目前的职务。

您现在典型的一天是什么样的？您在工作中使用的一些主要技能是什么？

我们的团队，包括纽约长老会医院的科学家和工程师，与 哥伦比亚大学心脏病学部和生物医学信息学系。我主要使用超声心动图数据并建立深度学习模型来早期检测心血管疾病。我们自动化读取超声心动图图像和剪辑的整个过程，这些模型可以帮助心脏病专家快速读取回声并诊断主动脉瓣狭窄等疾病。

当您构建机器学习或统计模型来解决问题时，您需要很好地定义问题，并提出明确的问题和假设

我利用我的物理知识和我在学术界获得的技术技能。当你构建机器学习或统计模型来解决问题时，你需要很好地定义问题，并提出明确的问题和假设，我的物理背景可以帮助你。我还需要利用我的计算机技能来预处理和分析数据。

拥有良好的数据集后，我会使用在研究生院学到的数学知识来找到构建模型的最佳算法。持怀疑态度是我从物理学家身上学到的另一件事——例如，  我们需要在临床研究中测试模型，因此确保它们具有良好的结果非常重要。

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world-2.jpg" data-caption="人工智能在心脏病学中的应用 Azadeh Keivani 现在致力于使用超声心动图数据（例如此处成像的扫描）构建深度学习模型，以在早期阶段检测心血管疾病。 （由 Shutterstock/PIJITRA PHOMKHAM 提供）” title=”点击在弹出窗口中打开图像” href=”https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-物理世界-2.jpg”>

此外，我们通常在心脏病学和医疗保健中使用许多物理概念。例如，当您发送和接收来自心脏的信号时，您需要使用多普勒效应。根据信号的速度和频率，您可以计算血液的速度。

另一个有趣的例子是我在 MSK 斯隆公司工作时发现的，一位来自粒子天体物理学的前同事在网上发布了有关 MSK 斯隆公司的研究人员在肿瘤检测成像技术中使用切伦科夫效应的帖子。我联系了他，我们一起通了电话。这很有趣，因为他是粒子天体物理学家，另外两个人是生物学家和肿瘤学家，而我介于两者之间。这引发了我们 MSK 斯隆团队和 MSK 斯隆其他团队之间的合作，因为我对他们的数据的机器学习模型有一些想法。

2023 年，您荣获美国物理学会 (APS) 荣誉称号 工业与应用物理论坛 (FIAP) 讲座。你能告诉我一些关于那项工作的事吗？

在我开始从事医疗保健行业后，我开始考虑给研究生和博士后做讲座，向他们讲述我的故事。我想谈谈我在学术界内外的经历，分享我离开时考虑的利弊，并让人们思考自己独特的职业道路。

我去了四所大学并做了演讲，我完全可以在那些可爱的学生身上看到自己，看到我们的担忧和挑战是多么普遍。我还想帮助那些必须考虑签证问题的国际学生，以便在美国获得更稳定的身份。

当我获得 FIAP 奖时，我非常兴奋，因为我现在有更多机会去不同的学校并启发学生跳出框框思考。该奖项的一部分是在至少三个机构进行讲座，其中包括一所服务不足的学校。我已被邀请参加 APS 三月会议，在那里我将接受我的奖项，我还将受邀演讲我的旅程以及我对物理学家职业机会的建议。

您对今天开始的学生有什么建议？您现在知道哪些是您希望在开始职业生涯时就知道的？

当我还是学生的时候，我记得我们大多数天文学研究生只参加过天文学研讨会。如果您想研究一个主题并变得非常擅长，那么您可能需要利用每一分钟专注于该主题。需要注意的是，你变得过于专注，以至于你可能会忘记新的见解和观点。新想法的产生并不是独自一人就能想出的。当你接触到其他人的想法、工作和经验时，就会发生这种情况。

我不可能参加每一次演讲，但如果我再次成为一名学生，我肯定会去参加更多的研讨会并探索校园里的其他科学部门。有时演讲者会进行更一般性的演讲，不一定非常技术性，因此您可能会掌握另一个领域演讲的一半并理解他们的方法。您甚至可能会去看艺术表演，并对自己的工作产生新的想法，或者意识到您对金融或游戏行业等领域感兴趣。因此，请睁大眼睛并保持开放的心态。

我记得研究生毕业时我感到很大的压力，我正在担心如何找到博士后。你必须记住你已经发展了很多技能并且拥有很多知识和经验。你总能找到工作，不仅能生存下去，还能蓬勃发展。你只需要相信自己，你就能做出惊人的事情。您可以成为发现新事物或为他人创造事物的人。因此，这些都是人生中至关重要的时刻。虽然它们很可怕，但它们可以引导你成为最好的自己。

最后，在每个人的职业生涯中以及在一般生活中，都会有一些让您感到失望并感觉自己无法成功的时刻。您可能认为您找不到工作或者您不擅长某件事。这是很正常的事情，实际上并不是一件坏事。这意味着您正在重新审视自己的价值观，并且您可以利用这个机会来寻找下一步。不要认为这是世界末日。这是新篇章的开始。

• 这篇文章是第一次出版 APS 职业，出版的指南 物理世界 代表美国物理学会。您可以在线阅读完整指南

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